СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ФИЛЬТРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ФИЛЬТРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ


RU (11) 2293968 (13) C2

(51) МПК
G01N 21/00 (2006.01) 

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

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005103872/28 
(22) Дата подачи заявки: 2005.02.14 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.02.14 
(43) Дата публикации заявки: 2006.07.20 
(45) Опубликовано: 2007.02.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2224578 C1, 27.02.2004. RU 2184598 C1, 10.07.2002. RU 2057572 C1, 10.04.1996. US 5320769 A, 27.02.2004. 
(72) Автор(ы): Белоконова Надежда Анатольевна (RU); Корюкова Людмила Васильевна (RU) 
(73) Патентообладатель(и): ОАО "Территориальная генерирующая компания №9" (ОАО "ТГК-9") (RU) 
Адрес для переписки: 620219, г.Екатеринбург, пр-т Ленина, 38, Свердловский филиал ОАО "ТГК-9", Н.Я.Кобяковой 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ФИЛЬТРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ
Изобретение относится к химии. В способе осуществляют периодические измерения коэффициента светопропускания в пробах воды, взятых на входе в фильтр и на выходе из него, при длине волны , равной 210-254 нм. Количество примесей определяют на основании калибровочной зависимости коэффициента светопропускания от содержания примесей в водном растворе. При этом используют калибровочную зависимость коэффициента светопропускания от содержания примесей железа в водном растворе или калибровочную зависимость коэффициента светопропускания от содержания общего органического углерода в водном растворе. Техническим результатом способа является повышение достоверности результатов и уменьшение затрат времени на реализацию. 2 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к химии, в частности к очистке воды на водоподготовительных установках, и может найти применение при определении загрязненности примесями железа механических фильтров или природными органическими соединениями анионитовых фильтров при очистке воды, в частности, в процессах осветления или ионного обмена.

Известен способ определения загрязненности механического фильтра соединениями металлов, при котором осуществляют периодические замеры, по крайней мере, одного параметра, характеризующего состав воды, в пробах воды, взятых на входе в фильтр и выходе их него, определяют разность значений этого параметра, по этой разности значений определяют количество примесей металлов Me, находящихся в фильтре в конкретном замере, при этом общее количество примесей металлов Me, находящихся в фильтре, определяют по следующей зависимости:

Me= Me·Qn, а в качестве параметра, характеризующего состав воды, использовать изменение коэффициента пропускания k, значения которого определяют при =340÷450 нм, а содержание примесей металлов при конкретном замере определяют по следующей зависимости:

Ме=а· k,

где а - коэффициент пропорциональности, определенный экспериментально, мг/%·дм3;

Me - количество примесей металлов при конкретном замере, задержанных загрузкой механического фильтра, кг,т;

Me=Мевх.-Мевых , кг/т;

Мевх. - содержание металла в воде на входе в механический фильтр, кг/т;

Me вых. - содержание металла в воде на выходе из механического фильтра, кг/т;

Me - общее количество примесей металлов в фильтре за фильтроцикл, кг;

- длина волны, нм;

n - общее количество замеров;

Qn - количество воды, пропущенной через механический фильтр в период между измерениями, т;

k вх. - коэффициент пропускания на входе в механический фильтр, %;

kвых. - коэффициент пропускания на выходе из механического фильтра;

k - изменение коэффициента пропускания: k=kвых.-kвх. , % [1].

Описанный в [1] способ определения загрязненности механического фильтра соединениями металлов позволяет определить загрязненность механического фильтра по экспресс-методике при содержании железа во взвешенном, мелкодисперсном состоянии более 0,2 мг/дм3. Однако продукты коррозии железа содержатся в количестве от 0,2 до 0,02 мг/дм3 , поэтому описанный в [1] способ определения загрязненности механического фильтра соединениями металлов может быть применим только на механических фильтрах при содержании железа на выходе 0,2 мг/дм 3 и более, и не применим на фильтрах других видов, в частности на анионитовых для определения загрязненности последних природными органическими соединениями.

Изобретением решается задача создания способа определения загрязненности механического фильтра для очистки воды примесями железа либо анионитового фильтра - природными органическими соединениями, характеризующегося широкими функциональными возможностями при высокой достоверности результатов и минимальных затратах времени на реализацию.

Для решения поставленной задачи в способе определения загрязненности фильтра для очистки воды, при котором осуществляют периодические измерения коэффициента светопропускания k в пробах воды, взятых на входе в фильтр и на выходе из него, определяют количество примесей П, находящихся в фильтре, предложено согласно настоящему изобретению значения коэффициента светопропускания k определять при длине волны , равной 210÷254 нм, количество примесей П определять на основании калибровочной зависимости коэффициента светопропускания от содержания примесей в водном растворе, при этом использовать калибровочную зависимость коэффициента светопропускания от содержания примесей железа в водном растворе или калибровочную зависимость коэффициента светопропускания от содержания общего органического углерода в водном растворе, а общее количество примесей П, находящихся в фильтре, определять по следующей зависимости: ,

где П - количество примесей железа или природных органических соединений при конкретном измерении, задержанных загрузкой фильтра, кг/т;

П=Пвх.-Пвых. , кг/т;

Пвх. - содержание примесей железа или природных органических соединений в воде на входе в фильтр, кг/т;

Пвых. - содержание примесей железа или природных органических соединений в воде на выходе из фильтра, кг/т;

П - общее количество примесей железа или природных органических соединений в фильтре за фильтроцикл, кг;

n - общее количество измерений;

Q n - количество воды, пропущенной через фильтр в период между измерениями, т.

Изобретение поясняется чертежами: фиг.1 и 2, на которых представлены зависимости коэффициента светопропускания от содержания примесей при различной длине волны , в частности на фиг.1 представлена зависимость коэффициента светопропускания k от содержания примесей железа в водном растворе при длине волны , равной 210 нм, на фиг.2 представлена зависимость коэффициента светопропускания k от содержания общего органического углерода в водном растворе при длине волны , равной 254 нм.

Возможность определения примесей П (железа, природных органических соединений) подробно описана в соответствующей литературе, например, [2-4].

Средства и методы, с помощью которых возможно построение калибровочной зависимости, необходимой для осуществления изобретения, подробно описаны в [5].

Изобретение поясняется также результатами экспериментальных данных по определению загрязненности фильтра для очистки воды, сведенными в таблицы. В частности, в таблице 1 представлены данные экспериментов по определению загрязненности механического фильтра для очистки воды примесями железа, а в таблице 2 представлены данные экспериментов по определению загрязненности анионитового фильтра природными органическими соединениями.

Представленные в графе 5 таблицы 1 данные по содержанию примесей железа в водном растворе получены экспериментально на основе традиционного метода химического анализа, а данные, представленные в графе 11 этой таблицы, получены с использованием калибровочной зависимости, представленной на фиг.1 при длине волны , равной 210 нм. Измерены коэффициенты светопропускания на входе и выходе (графа 9), на основании калибровочной зависимости определено содержание железа, рассчитаны величины П и П.

Сопоставление результатов расчетной загрязненности механического фильтра по содержанию примесей железа позволило сделать вывод о работоспособности заявляемого способа и целесообразности его применения при определении загрязненности механического фильтра примесями железа при их содержании от 0,28 до 0,07 мг/дм 3.

Таблица 1

Экспериментальные данные по определению загрязненности механического фильтра соединениями железа 
№ пробы Q, тыс.т. Fe, мкг/дм 3 П, г/т Вход Выход П, Г/т П, г/т 
вход выход П, г/т k (210)% Fe, мкг/дм3 k (210)% Fe, мкг/дм3 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 
МФ №1 260 148 112 77 264 86 140 124 
10 230 120 110 1100 79 238 87 126 112 1120 
15 234 134 100 500 79 238 87 126 112 560 
20 262 132 130 650 77 264 87 126 138 690 
25 232 125 107 535 79 238 87 126 112 560 
30 256 95 161 805 78 252 89 98 154 770 
35 230 110 120 600 80 224 88 112 112 560 
40 228 120 108 540 80 224 87 126 98 490 
45 208 109 101 505 81 210 88 112 98 490 
Загрязненность (П) 5235 Загрязненность (П) 5240 
МФ №11 5 260 210 50 250 77 264 81 210 54 270 
10 304 182 122 610 75 292 83 182 110 550 
15 260 130 130 650 77 260 87 126 134 670 
20 264 132 132 660 77 264 87 126 138 690 
25 255 122 133 665 78 252 87 126 126 630 
30 265 134 131 655 77 264 86 140 124 620 
35 285 136 149 745 75 292 86 140 152 760 
Загрязненность (П) 4235 Загрязненность (П) 4190 
МФ №12 5 260 200 60 300 77 264 81 210 54 270 
10 304 180 124 620 75 292 83 182 110 550 
15 276 152 124 620 76 278 87 126 152 760 
20 264 132 132 660 77 264 87 126 138 690 
25 255 126 129 645 78 252 87 126 126 630 
30 265 166 99 495 77 264 84 168 96 480 
35 285 138 147 735 75 292 86 140 152 760 
Загрязненность (П) 4075 Загрязненность (П) 4140 
Примечание: гр.6=гр.5·гр.2; гр.12=гр.11·гр.2. 


В таблице 2 представлены результаты определения содержания органических соединений, основанные на полученных результатах значения коэффициента светопропускания k c на входе и выходе этого фильтра, а на фиг.2 - калибровочная зависимость для определения содержания общего органического углерода по значению коэффициента светопропускания kc при длине волны =254 нм.

Определение общего органического углерода, осуществляемое на специальных приборах, является довольно дорогим и трудоемким и не может быть использовано для определения содержания общего органического углерода с его содержанием меньше 1.

Таблица 2

Экспериментальные данные по определению загрязненности анионитового фильтра природными органическими соединениями 
Расход воды, Q, t Экспериментальные и расчетные данные 
вход выход С (расч.), г (П) 
k(10),% С мг/л(Пвх) k, % С мг/л (Пвых) 
ОН-1-4 (АН-31, Vзагр.=14,13 м3) 
1770 85 7 90 0,4 11682 
3170 86 6 88 0,5 7700 
4950 87 6 90 0,4 9968 
6680 87 6 82 0,9 8823 
8330 86 6 89 0,4 9240 
9810 87 6 88 0,5 8140 
11330 85 7 90 0,4 10032 
12950 86 6 88 0,5 8910 
Загрязненность фильтра органическими примесями за 1 фильтроцикл 74495 
4335 85 7 86 0,6 27744 
5895 87 6 85 0,7 9984 
7995 85 7 86 0,6 11130 
9655 87 6 82 0,9 10624 
11875 86 6 82 0,9 11322 
13715 86 6 82 0,9 9384 
Загрязненность фильтра органическими примесями за 2 фильтроцикл 80188 
ОН-1-2 (МР-64, Vзагр.=13,06 м3) 
1460 86 6 90 0,4 8176 
3380 82 9 90 0,4 16512 
5195 85 7 84 0,7 11434,5 
6885 86 6 87 0,6 9126 
Итого за 3 фильтроцикл 45248,5 


Заявляемый способ определения загрязненности фильтра для очистки воды позволяет на примере определения загрязненности анионитового фильтра природными органическими соединениями относительно простыми приемами определить загрязненность указанного фильтра. Достаточно лишь иметь заранее построенную зависимость коэффициента светопропускания от содержания общего органического углерода. Реализация заявляемого способа особенно важна при разработке систем диагностики в эксплуатационных режимах этих фильтров, т.к. их эксплуатация сопряжена со значительным расходом воды на отмывание материала.

Заявляемый способ определения загрязненности фильтра для очистки воды: механического фильтра примесями железа, и анионитового фильтра природными органическими соединениями прошел экспериментальную проверку в АО "Свердловэнерго". Результаты проверки показали работоспособность способа, а также широкие возможности практической реализации благодаря его относительной простоте. Кроме того, этот способ может быть положен в основу как ручного, так и приборного контроля.

Литература

1. Патент РФ 2224578, МПК B 01 D 35/143, G 01 N 21/17, 2004 г.

2. А.Т.Пилипенко, И.В.Пятницкий. Аналитическая химия: Книга 1. М., Химия, 1990 г., с.321.

3. Ю.А.Золотев, Е.Н.Дорохова, В.И.Фадеева и др. Основы аналитической химии. Книга 2. Методы химического анализа. Учебник для вузов - 2-е изд., М., Высшая школа, 2002 г., с.276.

4. И.И.Грандберг. Органическая химия: Учебник для студентов вузов, обучающихся по агрономическим специальностям, 4-е изд., М., Дрофа, 2001 г., с.108.

5. «Водно-химические режимы и водоподготовка на ТЭС» // Научно-технический семинар. - М.: ОАО «ВТИ», 2004 г., с.5-17.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ определения загрязненности фильтра для очистки воды, при котором осуществляют периодические измерения коэффициента светопропускания k в пробах воды, взятых на входе в фильтр и на выходе из него, определяют количество примесей П, находящихся в фильтре, отличающийся тем, что значения коэффициента светопропускания k определяют при длине волны , равной 210-254 нм, количество примесей П определяют на основании калибровочной зависимости коэффициента светопропускания от содержания примесей в водном растворе, при этом используют калибровочную зависимость коэффициента светопропускания от содержания примесей железа в водном растворе или калибровочную зависимость коэффициента светопропускания от содержания общего органического углерода в водном растворе, а общее количество примесей П, находящихся в фильтре, определяют по следующей зависимости: 

где П - количество примесей железа или природных органических соединений при конкретном измерении, задержанных загрузкой фильтра, кг/т;

П=Пвх.-Пвых. , кг/т,

Пвх. - содержание примесей железа или природных органических соединений в воде на входе в фильтр, кг/т;

Пвых. - содержание примесей железа или природных органических соединений в воде на выходе из фильтра, кг/т;

П - общее количество примесей железа или природных органических соединений в фильтре за фильтроцикл, кг;

n - общее количество измерений;

Q n - количество воды, пропущенной через фильтр в период между измерениями, т.






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