МАТЕРИАЛ-НОСИТЕЛЬ БИОМАССЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОДЫ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО СТОЧНЫХ ВОД

МАТЕРИАЛ-НОСИТЕЛЬ БИОМАССЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОДЫ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО СТОЧНЫХ ВОД


RU (11) 2226181 (13) C1

(51) 7 C02F3/10 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2002128699/15 
(22) Дата подачи заявки: 2002.10.28 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.10.28 
(45) Опубликовано: 2004.03.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: DE 19519325 A1, 28.11.1996. RU 2182848 C1, 27.05.2002. SU 1836418 A3, 23.08.1993. RU 2090246 C1, 20.09.1997. 
(72) Автор(ы): Бачерникова С.Г.; Михалькова А.И.; Есенкова Н.П.; Лейкин Ю.А.; Черкасова Т.А.; Кульчицкий Ю.Л. 
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт нетканых материалов" 
Адрес для переписки: 142214, Московская обл., г. Серпухов, ул. Ворошилова, 137, ОАО "НИИНМ" 

(54) МАТЕРИАЛ-НОСИТЕЛЬ БИОМАССЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОДЫ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО СТОЧНЫХ ВОД 

Изобретение относится к материалам, используемым в качестве носителя биомассы для обработки воды, преимущественно сточных вод. Материал выполнен в виде нетканого материала из скрепленных между собой синтетических волокон. Для обеспечения необходимой удерживающей способности в отношении активной биомассы в качестве синтетических волокон материал содержит ионообменные волокна на основе полимеров, выбранных из группы: полиакрилонитрил, сополимер акрилонитрила и стирола, сополимер полипропилена и стирола или полипропиленового волокна. Линейная плотность волокон находится в пределах от 0,98 до 6,8 текс. Волокна в материале скреплены между собой иглопрокалыванием или термически. Технический эффект - обеспечение тонкой очистки воды от разного рода загрязнений как в статических, так и в динамических условиях очистки. 3 з.п ф-лы. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к материалам, используемым в качестве носителя активной биомассы для обработки воды, преимущественно промышленных и бытовых сточных вод.

Уровень техники

Известен ряд пористых полимерных материалов, используемых в качестве носителя активной биомассы в биоректорах для обработки сточных вод. К таким материалам, в частности, относится пенополиуретан. Обладая регулярной пористой структурой, пенополиуретан хорошо доступен для биологически активной массы и кислорода. Вместе с тем он не обладает необходимым сродством к активной биомассе, вследствие чего снижается способность к ее удержанию.

Известен также материал, используемый в качестве носителя активной биомассы в биореакторе для обработки воды, преимущественно сточных вод, описанный в патенте ФРГ № 19519325 по кл. МПК C 02 F 3/10, D 04 H 13/00, опубл. 28.11.96. Известный материал выполнен в виде нетканого материала из грубых синтетических волокон на основе полиамида или полиэфира, имеющих линейную плотность в пределах от 8 до 300 дтекс. Волокна скреплены между собой посредством полимерного связующего и дополнительно могут быть скреплены посредством иглопрокалывания или легкоплавких термопластичных волокон, добавляемых в волокнистую смесь. Материал имеет поверхностную плотность в пределах 100-2000 г/м2 и содержит по объему 65-99% воздуха. Соотношение волокон и скрепляющего их полимерного связующего находится в пределах 90:10-20:80.

Этот материал по большинству сходных существенных признаков и своему назначению является ближайшим аналогом предложенного.

Известный по указанному патенту материал вследствие использования синтетических волокон высокой линейной плотности обладает повышенной объемностью (содержание воздуха составляет 65-99%). Такая структура хорошо заполняется активной биомассой, но имеет слабо развитую активную поверхность. Отсутствие сродства поверхности указанных типов волокон к клеточной поверхности биомассы обуславливает слабую адгезию биомассы к материалу-носителю. Это, в свою очередь, ограничивает области применения носителя, особенно - в динамических условиях биоочистки. Кроме того, такая структура не обеспечивает тонкость очистки от эмульгированных и растворенных в воде загрязнителей, таких, например, как нефть и ее производные, соли тяжелых металлов и др.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является создание материала-носителя активной биомассы, который наряду с высокой прочностью обладал бы и развитой активной поверхностью, необходимой удерживающей способностью в отношении активной биомассы. Это обеспечило бы более универсальные возможности применения материала, в т.ч. для тонкой очистки воды от различного рода загрязнений, включая такие эмульгированные и растворенные загрязнители, как нефть и ее производные, соли тяжелых металлов и др., как в статических, так и в динамических условиях очистки.

Эта задача решается путем создания волокнистой структуры с развитой активной поверхностью и ее повышенным химическим сродством к клеточной поверхности биомассы.

Сущность изобретения состоит в следующем. Как и известный, предлагаемый согласно изобретению материал-носитель активной биомассы выполнен в виде нетканого материала из скрепленных между собой синтетических волокон. В отличие от известного материал в качестве синтетических волокон содержит ионообменные волокна на основе полимеров, выбранных из группы: полиакрилонитрил, сополимер акрилонитрила и стирола, сополимер полипропилена и стирола или полипропиленовые волокна. Указанные синтетические волокна имеют линейную плотность в пределах от 0,9 до 6,8 дтекс. Волокна могут быть скреплены между собой посредством иглопрокалывания или термически. Материал может содержать смесь указанных волокон с бикомпонентными синтетическими волокнами, температура плавления одного из компонентов которых ниже температуры плавления другого компонента. При этом волокна скреплены между собой термически расплавом компонента с низкой температурой плавления.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Сущность изобретения поясняется примерами 1-7 изготовления материала.

Пример 1. Из ионообменного карбоксилсодержащего полиакрилнитрильного волокна линейной плотности 3,3 дтекс, известного под коммерческим названием “ВИОН” марки КН-1, известным способом формировали волокнистый холст (см., например, М.Д.Перепелкина и др. Механическая технология производства нетканых материалов. - М.: Легкая индустрия, 1973, с. 420). Холст скрепляли иглопрокалыванием на иглопробивной машине ИМ-1800. В результате получали нетканый материал поверхностной плотности 300 г/м2. Активная удельная поверхность материала составила 0,7 м2/г. Его прочность (разрывная нагрузка по длине) по ГОСТ 1509.43-79 составила 45 Н.

Пример 2. Волокнистый холст из ионообменного синтетического волокна линейной плотности 3,3 дтекс на основе сополимера полипропилена и стирола, известного под коммерческим наименованием “ФИБАН” марки К-2, формировали и скрепляли как и в примере 1. Получали нетканый материал поверхностной плотности 400 г/м2. Активная удельная поверхность материала составила 0,7 м2/г. Его прочность составила 97 Н.

Пример 3. Волокнистый холст из ионообменного синтетического волокна на основе сополимера акрилонитрила и стирола линейной плотности 3,3 дтекс, известного под коммерческим наименованием “ФИБАН” марки АК-22, формировали и скрепляли как и в примере 1. Получали нетканый материал поверхностной плотности 500 г/м2. Его активная удельная поверхность составила 0,7 м2/г. Прочность материала составила 79 Н.

Пример 4. Волокнистый холст из полипропиленовых волокон линейной плотности 1,5 дтекс формировали и скрепляли как и в примере 1. Получали нетканый материал поверхностной плотности 250 г/м2. Активная удельная поверхность материала составила 0,9 м2/г, прочность - 419 Н.

Пример 5. Формирование волокнистого холста и скрепление осуществляли как и в примере 1, но с использованием полипропиленового волокна линейной плотности 6,8 дтекс. Получали нетканый материал поверхностной плотности 320 г/м2. Активная удельная поверхность материала составила 0,5 м2/г, прочность материала - 98 Н.

Пример 6. Волокнистый холст из смеси полипропиленовых волокон линейной плотности 1,5 дтекс с 30 мас.% бикомпонентных полиэфирных волокон типа “ядро”-”оболочка” линейной плотности 4,4 текс с температурой плавления “оболочки” 110С и температурой плавления “ядра” - 250С. материал скрепляли термообработкой в термокамере при температуре 130С. Полученный материал имел поверхностную плотность 450 г/м2, активную удельную поверхность 0,9 м2/г, разрывную нагрузку 134 Н.

Пример 7. Волокнистый холст формировали методом раздува расплава полимера. Сформированный холст подвергали термическому скреплению при температуре размягчения полипропиленовых волокон. Как это описано, например, в статье “Полипропиленовые нетканые материалы, полученные раздувом расплава полимера” Калужка И., опубл. в журнале "Fibers & Textiles in Eastern Europe", январь/март 1997 г., с. 44. Получали материал из ультратонких полипропиленовых волокон линейной плотности 0,9 дтекс, с поверхностной плотностью 150 г/м2. Его активная удельная поверхность составила 1,5 м2/г, а прочность - 45 Н.

Материалы по примерам 1-7 использовались для иммобилизации активной биомассы методом естественной адгезии (описанном в книге авторов Форстера К.Ф. и Вейза Д.А. Экологическая биотехнология. - Л.: Химия, 1990, с. 169).

Все указанные материалы адгезировали бактериальные клетки с титром 106-1012 клеток на 1 г образца. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Материал-носитель биомассы для обработки воды, преимущественно сточных вод, выполненный в виде нетканого материала из скрепленных между собой синтетических волокон, отличающийся тем, что в качестве синтетических волокон он содержит ионообменные волокна на основе полимеров, выбранных из группы: полиакрилонитрил, сополимер акрилонитрила и стирола, сополимер полипропилена и стирола, или полипропиленовые волокна, причем указанные волокна имеют линейную плотность в пределах от 0,9 до 6,8 дтекс.

2. Материал по п.1, отличающийся тем, что волокна скреплены между собой посредством иглопрокалывания.

3. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве синтетических волокон он содержит смесь указанных волокон с бикомпонентными синтетическими волокнами, температура плавления одного из компонентов которых существенно ниже температуры плавления другого компонента, а волокна скреплены между собой термически расплавом компонента с низкой температурой плавления.

4. Материал по п.1, отличающийся тем, что волокна скреплены между собой термически.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru