Суміш для комплексного очищення води

Суміш для комплексного очищення води, яка включає природний компонент мінерального походження, інертний полімерний матеріал, сильнокислотний катіоніт, низькоосновний аніоніт, високоо 3 96784 де фільтруюча загрузка характеризується слі3 дуючими густинами компонентів, г/см : пісок 1,8-2,0 інертний полімерний матеріал < 1,0 низькоосновний аніоніт 1,03-1,1 низькоосновний аніоніт, імпрегнований гумусовими речовинами 1,1-1,2 високоосновний аніоніт 1,1-1,5 низькоосновний аніоніт, імпрегнований залізом 1,1-1,2 сильнокислотний катіоніт 1,2-1,3. Ця загрузка не забезпечує повну комплексну очистку води різного ступеня забрудненості, а саме не повністю видаляються органічні гумусові речовини при високій твердості очищуваної води, та відбуваються проскакування в очищену воду заліза та важких металів. Використання в прототипі складників, імпрегнованих гумусовими речовинами та залізом, призводять до неконтрольованого пропускання в очищену воду органічних речовин, зокрема гумусу та заліза. Крім того, процес імпрегнування аніоніту гумусовими речовинами та залізом потребує додаткових енергетичних затрат та наявності очищених складників для імпрегнування. Очищена вода із домішками гумусових речовин та іонів заліза набуває жовтого кольору. Її не можна використовувати, як питну воду, а тим більше в харчовій та фармацевтичній галузі. В патенті RU2305001 (опубл. 27.08.2007 р.) вказано, що для приготування суміші компонентів можливе використання гелевих та макропористих іонообмінних матеріалів любих виробників без відповідності їх за характеристиками, а це не дає можливості сформувати сорбційний шар комплексної загрузки для максимального ефекту очистки води, викликає різні відхилення та похибки по якості очищеної води. Задачею запропонованого винаходу є створення шляхом підбору компонентів суміші для комплексного очищення води, яка забезпечує максимальне видалення із води органічних речовин, заліза, марганцю, іонів твердості без зниження ступеня очистки по сірководню та алюмінію. Поставлена задача вирішується тим, що суміш для комплексного очищення води, яка включає природний компонент мінерального походження, інертний полімерний матеріал, сильнокислотний катіоніт, низькоосновний аніоніт, високоосновний аніоніт, згідно з винаходом додатково містить слабокислотний катіоніт, як сильнокислотний катіоніт містить сильнокислотний катіоніт макропористого типу та сильнокислотний катіоніт гелевого типу, а як природний компонент мінерального походження містить пісок та/або кальцит, та/або шунгіт, при такому співвідношенні інгредієнтів, в мас. %: інертний полімерний матеріал 7-9 низькоосновний аніоніт 5-8 сильнокислотний катіоніт гелевого типу 40-45 сильнокислотний катіоніт макропористого типу 10-15 високоосновний аніоніт 5-8 слабокислотний катіоніт 5-8 пісок та/або кальцит, та/або шунгіт решта. 4 Завдяки використанню в суміші слабокислотного катіоніта розширюються межі використання суміші для очистки води з високим вмістом іонів твердості та корегування лужності вихідної води. Слабокислотний катіоніт має високу іонообмінну ємність та за рахунок акрилової матриці активно вивільняє сорбовані органічні речовини із очищуваної води. Так як іонообмінними групами в слабокислотному катіоніті служить карбоксильна група, то вона легко обмінює іони натрію на іони твердості із очищуваної води, завдяки чому ефект пом'якшення вихідної води зростає та збільшується фільтроцикл. Наявність цього іонообмінника в суміші посилює іонообмінні властивості сильнокислотних катіонітів гелевого та макропористого типу. Іони натрію сильнокислотного катіоніту в присутності слабокислотного катіоніту легше вивільняються з поверхні зерна іонообмінника, що підсилює ефект іонного обміну, збільшується поглинання іонів твердості з очищуваної води. Таким чином очищення води від іонів твердості зростає за рахунок ефекту синергізму. Вказані в прототипі рекомендації щодо використання будь-якого катіоніту не завжди забезпечує необхідне очищення води. Сильнокислотні катіоніти гелевого та макропористого типів мають різні властивості та використовуються для очистки вод різної якості. Завдяки пористій структурі частинок макропористого катіоніта проходить очистка води від гумусових речовин, оскільки основою для видалення органіки служить пориста структура зерна, а сорбований на поверхні гумус достатньо активно поглинає іони важких металів. Сильнокислотний гелевий катіоніт використовується в основному для видалення іонів твердості. Завдяки одночасному використанню сильнокислотних катіонітів двох типів - гелевого та макропористого - у заявленому винаході підсилюються властивості суміші по видаленню органічних речовин та важких металів. Нами експериментально знайдено оптимальне співвідношення між вищевказаними іонообмінниками. При наявності в суміші сильнокислотного макропористого катіоніту менше 10 % при присутності сильнокислотного гелевого катіоніту більше 45 % видалення іонів твердості, заліза та органічних речовин із вод з високим вмістом іонів твердості та органічних речовин не дає потрібного очищення, фільтроцикл процесу зменшується, збільшуються витрати на регенерацію. Якщо в суміші сильнокислотного макропористого катіоніту більше 15 % при присутності сильнокислотного гелевого катіоніту менше 40 % збільшуються витрати регенеранта на регенерацію. Завдяки підбору співвідношення компонентів суміші проходить комплексне видалення вищевказаних іонів із очищуваної води. Використання кальциту та/або шунгіту додатково з піском або замість піску дає можливість регулювати мінеральний склад очищуваної води. Нами експериментально було проведено 5 прикладів конкретного приготування та використання суміші для комплексного очищення води в межах об’єму запропонованої сукупності ознак. Приклад конкретного виконання: 5 Готують суміш для комплексного очищення води, яка складається із: інертного полімерного матеріалу, низькоосновного аніоніту, сильнокислотного катіоніту гелевого та макропористого типу, слабокислотного катіоніту, високоосновного аніоніту та природного компонента мінерального походження - пісок та/або шунгіт, та/або кальцит. Суміш загружають в циліндричну ємність для фільтрування, встановлену вертикально, та облаштовану вхідним і вихідним патрубками для пропускання води, а також верхнім і нижнім дренажами. Для очистки вихідну воду пропускають зверху вниз із лінійною швидкістю 18-20 м/г. В очищеній воді контролюють іони твердості, заліза, перманганатну окислюваність, іони алюмінію та сірководень. Після відпрацювання шару комплексної суміші проводять її регенерацію 10 % сольовим розчином, зверху вниз при лінійній швидкості 18-20 3 2 м /м годину. Суміш готується шляхом змішування компонентів в промислових умовах, де є можливість зберігати інгредієнти та готовий продукт. В прикладах використані іонообмінні матеріали компанії «Пьюролайт». Компоненти фільтруючої суміші в прикладах 3 використані із такими густинами, в г/см : інертний полімерний матеріал