[go: up one dir, main page]

RU2111172C1 - Способ адсорбционной очистки воды - Google Patents

Способ адсорбционной очистки воды Download PDF

Info

Publication number
RU2111172C1
RU2111172C1 RU96112598A RU96112598A RU2111172C1 RU 2111172 C1 RU2111172 C1 RU 2111172C1 RU 96112598 A RU96112598 A RU 96112598A RU 96112598 A RU96112598 A RU 96112598A RU 2111172 C1 RU2111172 C1 RU 2111172C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
rock
adsorbent
solution
activation
Prior art date
Application number
RU96112598A
Other languages
English (en)
Other versions
RU96112598A (ru
Inventor
Т.П. Конюхова
Т.Н. Чуприна
С.З. Нагаева
Д.А. Кикило
О.А. Михайлова
Г.С. Лучкин
У.Г. Дистанов
Ю.Г. Харисов
Original Assignee
Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых filed Critical Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых
Priority to RU96112598A priority Critical patent/RU2111172C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2111172C1 publication Critical patent/RU2111172C1/ru
Publication of RU96112598A publication Critical patent/RU96112598A/ru

Links

Images

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Способ относится к очистке питьевой или промышленной воды от ионов тяжелых металлов, нефтепродукта, фенола и ПАВ. Целью изобретения является повышение динамической емкости и увеличение времени работы адсорбента. Для достижения поставленной цели в качестве природного адсорбента используют кремнистую породу смешанного минерального состава, содержащую (мас. %): опал-кристобалит 30-50, цеолит 7-25, глинистую составляющую (монтмориллонит, гидрослюда) 7-25, кальцит 10-28, обломочно-песчано-алевритовый материал - остальное, которую прокалывают перед активацией при 300±5oC, а после активации пород обрабатывают 2 н. раствором хлористого натрия. 2 табл.

Description

Изобретение относится к способам водоподготовки и может быть использовано при очистке питьевой или промышленной воды от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов фенола, поверхностно-активных веществ.
Известен способ очистки питьевой воды от ионов тяжелых металлов из водных растворов путем контактирования раствора тяжелых металлов с активированным силикатным адсорбентом [1], в качестве которого применяют пористый силикатный адсорбирующий материал, содержащий остатки каолина, диатомит, летучую золу и тонкий порошок двуокиси кремния. При этом адсорбент активируют путем его обработки водным раствором основной соли щелочного металла.
Недостатком этого способа являются невысокие значения соотношения объема сорбента к объему очищенной воды, т.е. непродолжительное время работы сорбента и, следовательно, невысокая динамическая емкость по катионам металлов.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки воды от ионов металлов прокаленной опокой с размером фракции (1 - 6) • 1--3 м, обработанной 1 - 1,5 н. водным раствором гидроксида натрия [2].
Недостатком известного способа является невысокое значение динамической емкости сорбента и непродолжительное время работы адсорбента до ПДК.
Целью изобретения является повышение динамической емкости сорбента по катионам металлов, нефтепродуктам, фенолу, ПАВ и увеличение времени работы адсорбента.
Для достижения поставленной цели в способе адсорбционной очистки воды, включающем фильтрование воды через активированный прокаленный природный адсорбент, согласно изобретению, в качестве природного адсорбента используют кремнистую породу смешанного минерального состава, содержащую (мас,%):
Опал-кристобалит - 30 - 50
Цеолит - 7 - 25
Глинистую составляющую (монтмориллонит, гидрослюда) - 7 - 25
Кальцит - 10 - 28
Обмолочно-песчано-алевритовый материал - Остальное,
которую прокаливают перед активацией при 300±5oC, а после активации породу обрабатывают 2 н. раствором хлористого натрия.
Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что в качестве адсорбента используют новую кремнистую породу смешанного минерального состава, в которой содержание минералов, характеризующих адсорбционную активность в отношении вредных примесей, присутствующих в воде, составляет 70% и более.
Другим отличием является то, что прокаливание породы осуществляют перед ее активацией (а не после, как в прототипе), что повышает водостойкость породы при дальнейшей активации с последующей обработкой хлористым натрием.
Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".
Известны технические решения [1,2], в которых используют прокаливание породы, но уже после активации, а также проводят активирование щелочью либо основной солью щелочного металла. Однако в указанных технических решениях не обеспечивается продолжительное время работы адсорбента до ПДК и высокая динамическая емкость сорбента, которые достигаются в заявляемом техническом решении.
В результате имеет новую совокупность признаков решения, а именно: новый адсорбент обрабатывают известными приемами, но используя иную последовательность и условия их проведения, что приводит к достижению поставленной цели. Это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".
Используемая кремнистая порода смешанного минерального состава отобрана с Гопродищенского, Аксинского, Татарско-Шатрашанского месторождений, расположенных на территории Татарии. Используемый адсорбент по минеральному составу содержит (мас.%):
Опал-кристобалит - 30 - 50
Цеолит - 7 - 25
Глинистую составляющую (монтмориллонит, гидрослюда) - 7 - 25
Кальцит - 10 - 28
Обмолочно-песчано-алевритовый материал - Остальное.
и имеет средний химический состав по месторождениям (мас.%): SiO2 55,0 - 72,0; TiO2 0,2 - 0,4; Al2O3 4,0 - 8,0; Σ Fe 1,0 - 3,0; Mn≤0,01; CaO 5,0 - 16,0; MgO 0,6 - 2,0; Na2O 0,02 - 0,1; K2O 0,6 - 2,0; P2O5 0,02 - 0,2; SO3<0,05.
При содержании в исходной породе оксида кальция больше 14 мас.% проводят кислую активацию с последующей обработкой 2 р. хлористым натрием, что приводит к повышению в породе катионов натрия, вследствие чего увеличивается обменная емкость (табл. 1, пример 8).
При содержании в исходной породе оксида кальция меньше 14,0% проводят щелочную активацию с последующей обработкой 2 н. раствором хлористого натрия, что также приводит к увеличению содержания катионов натрия и обменной емкости и, следовательно, адсорбционной активности адсорбента (табл. 1, пример 16).
В табл. 1 в примерах 7 - 9 и 15 - 17 показано, что оптимальной концентрацией раствора соли натрия для последующей обработки породы как в случае кислотной, так и щелочной активации является 2 н. раствор.
Определяющими показателями при выборе концентрации натриевой соли являются водостойкость адсорбента и его обменная емкость. Эти же показатели принимаются во внимание при выборе оптимальной температуры прокаливания адсорбента. Оптимальная температура прокаливания сорбентов составляет 300oC. Она обеспечивает повышение значений обменной емкости до 4,4 г•экв/кг (пример 3) в первом случае и 5,2 г•экв/кг (пример 12) во втором и показателя водостойкости соответственно до 96% и 98,1%. Увеличение температуры прокаливания до 350oC хотя и повышает показатель водостойкости, но снижает значение обменной емкости (пример 4 и 13).
Пример 1 (прототип). В колбу загружают исходную опору фракции (4 - 6)•10-3 м и 2%-ный раствор гидроксида натрия (NaOH) в соотношении Т:Ж=1:2, обработку проводят при кипении раствора в течение 2-х ч. Затем опоку отмывают до нейтральной реакции водой, высушивают на водяной бане до воздушно-сухого состояния и прокаливают при 250oC в течение 2-х ч. при скорости подъема температуры 50oC/ч. Прокаленную опоку взвешивают на технических весах и засыпают в стеклянную адсорбционную колонку на 2/3 по высоте
Пример 2. Используют кремнистую породу смешанного минерального состава Татарско-Шатрашанского месторождения со следующим химическим составом (мас. %): SiO2 57,07; TiO2 0,31; Al2O3 5,06; Σ Fe 2,11; MnO < 0,01; CaO 15,51; MgO 1,07; Na2O 0,12; K2O 0,9 P2O5 0,13.
В колбу загружают предварительно прокаленную при 300oC в течение 2-х ч. (скорость подъема температуры 50oC/ч) кремнистую породу смешанного минерального состава фракции (1,0 - 4,0)•10-3 м и 1 н. раствор соляной кислоты (HCl) при соотношении Т:Ж=1:2. Обработку производят при кипении раствора в течение 2-х ч. Затем кремнистую породу смешанного минерального состава отмывают до нейтральной реакции водой, высушивают на водяной бане до воздушно-сухого состояния. После чего загружают ее в колбу и добавляют 2 н. раствор хлористого натрия в соотношении Т:Ж=1:2. Активацию проводят при кипении раствора в течение 1 ч. Затем адсорбент отмывают от ионов Cl- и высушивают на водяной бане до воздушно-сухого состояния.
Пример 3. Используют кремнистую породу смешанного минерального состава Городищенского месторождения со следующим химическим составом (мас.%): SiO2 71,54; TiO2 0,29; Al2O3 5,44; Σ Fe 2,06; MnO≤0,01; CaO 5,81; MgO 0,87; Na2O 0,11; K2O 0,88,P2O5 0,11.
В колбу загружают предварительно прокаленную при 300oC в течение 2-х ч. (скорость подъема температуры 50oC/ч) кремнистую породу смешанного минерального состава фракции (1,0 - 4,0)•1--3 м и 1,25 н. раствор гидроксида натрия при соотношении Т:Ж=1:2 и проводят активацию при кипении 1 ч. Затем сорбент отмывают до нейтральной реакции водой, высушивают на водяной бане до воздушно-сухого состояния.
Затем в колбу снова загружают обработанную кремнистую породу смешанного минерального состава и 2 н. раствор хлористого натрия в соотношении Т:Ж=1:2. Активацию проводят при кипении раствора в течение 1 ч. Затем сорбент отмывают от ионов Cl- и высушивают на водяной бане до воздушно-сухого состояния. Полученный адсорбент взвешивают на технических весах и засыпают в адсорбционную стеклянную колонку ( D = 25 мм, H = 44 мм) на 2/3 по высоте.
В качестве испытуемой воды используют воду с Волжского водозабора. Начальное содержание ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и поверхностно-активных веществ в испытуемой воде составило (в мг/л): Σ Fe до 5; Cu до 15; Mn до 2; Zn до 10; Cr до 1; нефтепродуктов до 0,3; фенола до 0,003; ПАВ до 0,4.
Испытуемую питьевую воду подают из емкости в адсорбционную колонку с скоростью 0,5 л/ч. Скорость подачи воды регулируют реометром. Отбор проб воды на анализ проводят через каждый час. Анализ питьевой воды до и после очистки от вредных примесей проводят на атомно-адсорбционном спектрофотометре C-115 по катионам Fa, Mn, Ni, Cu, Cr.
Определение поверхностно-активных веществ проводят по ИСО 7875/1-84. Качество воды. Определение поверхностно-активных веществ. М., 1987. IIc. УДК 543.3:661, 185.1. Группа Т 58.
Фенол определяют по ИСО 6439-84. Качество воды. Определение фенольного индекса-4-амино-антипирино. М., 1987. II с. УДК 543.38:547.56. Группа Т58.
Нефтепродукты определяют по методике, изложенной в: Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. - М., Химия, 1984. С. 269.
В табл. 2 представлены сравнительные данные по очистке воды от вредных примесей при их совместном присутствии исходными и активированными сорбентами. Как видно из приведенных в табл. 2 данных, активация кремнистой породы смешанного минерального состава различными способами, в зависимости от содержания в породе CaO, обеспечивает примерно одинаковый уровень показателей очистки воды. В то же время использование активированных кремнистых пород смешанного состава для очистки воды по сравнению с прототипом повышает соотношение сорбента к объему очищенной воды по ионам Σ Fe, Cu и нефтепродуктам в 4 - 8 раз. Для остальных загрязняющих воду примесей этот показатель повышается от 2,5 до 4 раз. Соответственно увеличивается и время работы до ПДК активированного адсорбента по заявляемому способу по ионам: Σ Fe в 8,7 и 9,6 раз; Cu в 5,3 - 5,6 раз; ПАВ в 3,3 раза; остальных примесей от 2 до 3 раза. Динамическая емкость у активированных пород смешанного минерального состава увеличивается в 7,6 - 8,8 раз при очистке от ионов Zn и в 2 - 3,5 раза при очистке от остальных загрязняющих воду примесей по сравнению с прототипом.
Использование заявляемого способа адсорбционной очистки воды позволяет: \\2 1. Повысить производительность технологического процесса за счет увеличения объема очищенной воды к объему сорбента и времени работы адсорбента.
2. Повысить качество очищаемой воды.
3. Расширить область применения природного адсорбционного сырья.
Применение активированной породы смешанного минерального состава планируется на станциях очистки питьевых вод центрального водоснабжения г. Казани (в скорых фильтрах, как фильтрующий материал вместо применяемого кварцевого песка).

Claims (1)

  1. Способ адсорбционной очистки воды, включающий фильтрование воды через активированный прокаленный природный адсорбент, отличающийся тем, что в качестве природного адсорбента используют кремнистую породу смешанного минерального состава, мас.%:
    Опал-кристобалит - 30 - 50
    Цеолит - 7 - 25
    Глинистая составляющая (монтмориллонит, слюда) - 7 - 25
    Кальцит - 10 - 28
    Обломочно-песчано-алевритовый материал - Остальное
    породу прокаливают перед активацией при 300 ± 5oС, а после активации обрабатывают 2 н, раствором хлористого натрия.
RU96112598A 1996-06-25 1996-06-25 Способ адсорбционной очистки воды RU2111172C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96112598A RU2111172C1 (ru) 1996-06-25 1996-06-25 Способ адсорбционной очистки воды

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96112598A RU2111172C1 (ru) 1996-06-25 1996-06-25 Способ адсорбционной очистки воды

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2111172C1 true RU2111172C1 (ru) 1998-05-20
RU96112598A RU96112598A (ru) 1998-09-27

Family

ID=20182275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96112598A RU2111172C1 (ru) 1996-06-25 1996-06-25 Способ адсорбционной очистки воды

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2111172C1 (ru)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2141374C1 (ru) * 1998-12-15 1999-11-20 Данилов Антон Анатольевич Способ получения сорбента
RU2141375C1 (ru) * 1998-12-15 1999-11-20 Данилов Антон Анатольевич Способ получения адсорбента
RU2150997C1 (ru) * 1998-09-03 2000-06-20 Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых Способ адсорбционной очистки воды
RU2187459C2 (ru) * 2000-10-19 2002-08-20 Тюменская государственная архитектурно-строительная академия Способ адсорбционной очистки сточных вод от нефтепродуктов и ионов металлов
RU2235687C1 (ru) * 2003-05-13 2004-09-10 Никифоров Евгений Александрович Способ адсорбционной очистки воды
RU2238787C1 (ru) * 2003-04-29 2004-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Загрузка контактного фильтра для очистки природных вод
RU2296718C1 (ru) * 2005-07-07 2007-04-10 Институт геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук Способ очистки воды
RU2311955C1 (ru) * 2006-05-02 2007-12-10 Государственное учреждение Волгоградский научно-исследовательский технологический институт мясо-молочного скотоводства и переработки продукции животноводства Россельхозакадемии (ГУ ВНИТИ ММС и ППЖ Россельхозакадемии) Способ получения сорбента на минеральной основе
RU2372970C1 (ru) * 2008-03-24 2009-11-20 ФГУП Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых Способ получения особо чистых фильтрующих материалов из диатомитов
RU2399412C2 (ru) * 2008-12-15 2010-09-20 Областное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский инженерно-строительный институт" (АИСИ) Способ получения сорбента для очистки природных и сточных вод
RU2427420C1 (ru) * 2010-02-04 2011-08-27 ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии Способ получения комплексного сорбента
PL435710A1 (pl) * 2020-10-16 2022-04-19 Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Instalacja sorpcyjna dla substancji ropopochodnych
RU2837426C1 (ru) * 2024-07-30 2025-03-31 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" Способ очистки воды от водорастворимых соединений тяжёлых металлов с помощью химических реагентов

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4256587A (en) * 1979-11-27 1981-03-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Siliceous adsorbent for heavy metals
SU1823393A1 (ru) * 1991-03-18 1996-11-10 Всесоюзный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых Способ очистки воды от ионов тяжелых металлов

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4256587A (en) * 1979-11-27 1981-03-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Siliceous adsorbent for heavy metals
SU1823393A1 (ru) * 1991-03-18 1996-11-10 Всесоюзный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых Способ очистки воды от ионов тяжелых металлов

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2150997C1 (ru) * 1998-09-03 2000-06-20 Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых Способ адсорбционной очистки воды
RU2141374C1 (ru) * 1998-12-15 1999-11-20 Данилов Антон Анатольевич Способ получения сорбента
RU2141375C1 (ru) * 1998-12-15 1999-11-20 Данилов Антон Анатольевич Способ получения адсорбента
RU2187459C2 (ru) * 2000-10-19 2002-08-20 Тюменская государственная архитектурно-строительная академия Способ адсорбционной очистки сточных вод от нефтепродуктов и ионов металлов
RU2238787C1 (ru) * 2003-04-29 2004-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Загрузка контактного фильтра для очистки природных вод
RU2235687C1 (ru) * 2003-05-13 2004-09-10 Никифоров Евгений Александрович Способ адсорбционной очистки воды
RU2296718C1 (ru) * 2005-07-07 2007-04-10 Институт геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук Способ очистки воды
RU2311955C1 (ru) * 2006-05-02 2007-12-10 Государственное учреждение Волгоградский научно-исследовательский технологический институт мясо-молочного скотоводства и переработки продукции животноводства Россельхозакадемии (ГУ ВНИТИ ММС и ППЖ Россельхозакадемии) Способ получения сорбента на минеральной основе
RU2372970C1 (ru) * 2008-03-24 2009-11-20 ФГУП Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых Способ получения особо чистых фильтрующих материалов из диатомитов
RU2399412C2 (ru) * 2008-12-15 2010-09-20 Областное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский инженерно-строительный институт" (АИСИ) Способ получения сорбента для очистки природных и сточных вод
RU2427420C1 (ru) * 2010-02-04 2011-08-27 ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии Способ получения комплексного сорбента
PL435710A1 (pl) * 2020-10-16 2022-04-19 Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Instalacja sorpcyjna dla substancji ropopochodnych
RU2837426C1 (ru) * 2024-07-30 2025-03-31 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" Способ очистки воды от водорастворимых соединений тяжёлых металлов с помощью химических реагентов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0561998B1 (en) The removal of heavy metals, especially lead, from aqueous systems containing competing ions utilizing amorphous tin and titanium silicates
RU2111172C1 (ru) Способ адсорбционной очистки воды
US7247601B1 (en) Method for making silicate/aluminate sorbent
SE442292B (sv) Forfarande for rening av avloppsvatten med hjelp av ett sorptionsmedel i fast form
RU2111171C1 (ru) Способ адсорбционной очистки воды
RU2077380C1 (ru) Способ получения гранулированного фильтрующего материала
JPS6259973B2 (ru)
JP2014180602A (ja) 吸着剤及びその製造方法
RU2057582C1 (ru) Способ получения цеолитного сорбента типа а
Ghonim et al. Synthesis and application of nanoporous adsorbents based on natural resource in dye removal from water
RU2596744C1 (ru) Сорбент для очистки сточных вод от соединений хрома(vi)
JP3291994B2 (ja) ヒ酸イオンの除去方法
RU2682599C1 (ru) Способ получения сорбента на минеральной основе
RU2150997C1 (ru) Способ адсорбционной очистки воды
González et al. Trivalent chromium ion removal from aqueous solutions using low-cost zeolitic materials obtained from exhausted FCC catalysts
ES2350435B2 (es) Modificación de escorias salinas de los procesos de segunda fusión del aluminio y uso como adsorbentes de los productos obtenidos.
Ben Hassine et al. Adsorption of an anionic textile dye from wastewater by bentonitic clay mineral
JPH0221941A (ja) リン吸着剤及びその製造方法
SU972394A1 (ru) Способ получени адсорбента дл газовой хроматографии
RU2748595C1 (ru) Способ получения алюмосиликатного сорбента для очистки природных и сточных вод от ионов тяжелых металлов
RU2143316C1 (ru) Сорбент на основе соединений алюминия
RU2219994C1 (ru) Способ изготовления фильтрующего материала и фильтрующий материал
JP7419952B2 (ja) 新規シリコチタネート組成物及びその製造方法
JPH105744A (ja) ヒ酸イオンの除去方法
SU1664395A1 (ru) Способ получени гранулированного адсорбента