Физико химические свойства и характеристики фильтрующих элементов из пористого титана

                          
        Титан – четырехвалентный нетоксичный металл, основное применение нашёл в металлическом виде для изготовления высокопрочных легких изделий, фильтрующих элементов, искуственных суставов, протезов, штифтов для имлантантов в стоматологии, коогулянтов, а также в виде оксида титана в качестве наполнителей в различных сферах: от фармацевтики до пластиков, красок и бумаги. Эти свойства определяются особыми сорбционными свойствами поверхностной плёнки оксида титана, бакцеридными свойствами при одновременной химической и биологической инертности.

Новое направление в сфере использования титана – титановый коагулянт для применения в системах водоочистки. Благодаря своим основным качествам коагулянт на основе титана позволяет достичь наилучших показателей очищенной воды, показывая при этом дополнительные положительные показатели по экономической эффективности.

Бактерицидность титана – способность подавлять рост микроорганизмов широко известна. Данные, полученные в ходе длительных опытов, показали, что титаносодержащие материалы выделяют в воду ионы, обладающие бактериостатическим действием. Бактерицидные свойства титана также изучались в связи его широким применением в медицине. Таким образом, помимо своих фильтрующих и коагулирующего действий этот инновационный продукт обладает и значительными дезинфицирующими свойствами. Практически мгновенного соприкосновения воды с титаном достаточно, чтобы она получила бактерицидные свойства. И действительно, совсем небольшое количество титана необходимо чтобы очистить один литр воды. Опыты учёных показали, что титан может справится почти с семьюстами разновидностями разных бактерий, многими вирусами и грибками, в то время как любые антибиотики борются с семью видами бактерий. Пористый титан способен разрушать ферментные системы микроорганизмов, что приостанавливает их рост и размножение, не вызывает привыкания и накопления в организме.
Пористый титан биологически инертен. Увеличение содержания титана в организме даже на несколько порядков не вызывает ни рака, ни аллергии, ни отравления. Неудивительно, что пористый титан нашел самое широкое применение в медицине, и вскоре встал вопрос об использовании этого материала в качестве носителя для имплантатов. Пористый титан – перспективный материал для клеточной терапии признан безопасным для трансплантации материалом и обладает иммуноизолирующими, барьерными свойствами, а импланты, созданные на его основе, по мнению ученых, можно считать гибридными искусственными органами, предназначенными для временной или постоянной замены утраченной функции естественных органов. Пористые спеченные изделия используются в химической, текстильной, металлургической и других отраслях промышленности для очистки различных агрессивных сред (ТУ У 27.4-00201081-001-2003). А также используются в пищевой промышленности для фильтрации вино-водочных изделий питьевой и минеральной воды (ТУ У 27.4-00201081-002-2003).

• Эффективность титановых пористых изделий обусловлена их высокой коррозионной стойкостью, биологической нейтральностью, возможностью регулирования в процессе изготовления размера пор, пористости, механической прочности и размеров. Применяются в виде стаканов, труб, колец типа Рашига и других элементов аппаратуры в химической, текстильной, металлургической и других отраслях промышленности.

• применение аэраторов на титановых трубках в флотационных машинах пенной сепарации обогатительных фабрик дали высокие технологические показатели.

• пористые титановые трубы используются в качестве аэраторов на очистных сооружениях биологической очистки сточных вод взамен перфорированных кислотоупорных труб. Испытания показали, что применение пористых спеченных элементов из порошка титана позволило резко увеличить количество кислорода в очищаемых сточных водах, который очень важен для обеспечения жизнедеятельности ила.

• пористые тановые фильтры могут применяться для очистки газовых сред от пыли, в частности они применяются в системе отбора отходящих газов конверторов медеплавильного производства.

  По сравнению с другими пористыми материалами титановые обладают рядом преимуществ:

• высокой прочностью;

• коррозионной стойкостью;

• биологической инертностью;

• малой удельной массой;

• возможностью многократно использовать после регенерации.

  Именно это позволяет фильтрам из пористого титана по праву занимать первое место среди мировых водоочистных систем. Достоинства пористого титана наиболее полно реализуются в современных фильтрах очистки воды типа ФМВ.

  Фильтры очистки типа ФМВ

  Фильтры микроочистки воды типа ФМВ предназначены для очистки без изменения минерального состава воды, поступающей к потребителю из источников и систем хозяйственно-питьевого водоснабжения, скважин или иной напорной сети от механических примесей, взвешенных частиц, гидроокиси железа, нефтепродуктов, путем фильтрации  через ее пористые фильтрующие элементы из полипропилена, титана или нержавеющей стали с диаметром пор от 0,2мкм до 150мкм. Климатическое исполнение УХЛ, категория размещения 3 по ГОСТ 15150-80. Фильтры имеют исполнения, различающиеся между собой количеством фильтроэлементов, собранных в одном корпусе, размером фильтрующих элементов и количеством фильтрующих элементов.

Основные преимущества фильтров серии ФМВ:

- корпуса фильтров выполнены из нержавеющей стали;

- особые сорбционные и антисептические свойства диоксида титана позволяет изготавливать фильтрующие элементы, сочетающие в себе финишный фильтр тонкой очистки и предфильтр;

- улучшают вкус и органолептические показатели воды;

- номенклатура фильтрующих элементов различной длинны и геометрии для обеспечения требуемой производительности процесса фильтрации;

- отсутствие миграции волокон и примесей из фильтрующего слоя;

- повышенная грязеемкость фильтров;

- высокая химическая стойкость фильтрующих элементов к широкому спектру химреактивов;

- низкое содержание экстрагируемых веществ, отсутствие связующих смазок и поверхностно-активных веществ при производстве;

- широкий диапазон рабочих температур;

- возможность многократной регенерации фильтрующих элементов;

Области применения

Фильтроэлементы из пористого титана применяются для очистки холодной и горячей воды, а также для финишной очистки хозяйственно-бытовых и промышленных стоков от химических соединений (солей тяжелых металлов, нитратов, железа, алюминия, четыреххлористого углерода, нефтепродуктов, свободного хлора (см. Табл.1), улучшают органолептические свойства питьевой воды без изменения ее минерального состава, снижают содержание в питьевой воде бактерий кишечных палочек (до требования ГОСТ 2874-82 по микробиологическим показателям воды при содержании БГКП в исходной воде до 1 х 10 в 1 куб.дм.) и уменьшают содержание полифагов (см. табл.2).

- очистка воды в системах напорного водоснабжения отдельных квартир, коттеджей, кафе, больниц

- обезжелезивание воды с использованием барбатирования;

- финишная очистка воды, водки, спирта на предприятиях по производству виноводочных и безалкогольных напитков, пищевых продуктов, соков, пива, минеральной воды;

- фильтрация лаков, красок, эмалей, технических растворов, гальванических стоков;

- фильтрация парфюмерной продукции;

- холодная стерилизация жидкостей;

- очистка и стерилизация воздуха и газовых смесей;

- очистка стоков автомоек, прачечных, промышленных предприятий;

- очиска масел, кремнеорганических и органических жидкостей;

- очистка биологически активных жидкостей

Ниже приведены таблицы качества очистки воды после примения пористых титанвых фильтров

Табл. 1

Конструктивные особенности фильтрующих элементов из пористого титана

Фильтрующие элементы изготавливаются как стандартных размеров, длиной 10 дюймов и 20 дюймов, внешний диаметр – 56 мм, так и нестадартных, от 4 до 520 мм с размерами пор от 3 микрон до 15 микрон, по желанию клиента.

Фильтры ФМВ изготавливаются производительностью от 0,3 до 25 м³/час и более по заказу.

Основные технические характеристики фильтров микроочистки типа ФМВ

Технические характеристики.

Производительность по чистой воде при

перепаде давления на фильтре не менее 0,3 бар, л\ч от 500 до 25000

Рабочее давление, бар 2,5 8

Размер пор фильтрующего элемента, мкм от 3 до 15

Диаметр входного и выходных патрубков, дюйм по заказу от ½ до 4

*Габаритные размеры , мм (в зависимости от модификации):

диаметр, мм (в зависимости от модификации) от 110 до 500

высота, мм не более 620

*Вес, кг, 9 (в зависимости от модификации) от 2 до 70

Диапазон рабочих температур, t⁰C от 0 до +98

Основные параметры серийно изготавливаемых фильтров микроочистки типа ФМВ предсталены в Табл.3