Способ модификации кремнийсодержащего сорбента для очистки сточных вод от аммиака

 

Изобретение относится к способам получения сорбентов для очистки сточных вод от аммиака и может быть использовано при очистке городских промышленных и сельскохозяйственных сточных вод. Цель - увеличение сорбционной способности сорбента по отношению к аммиаку. Способ модификации кремнийсодержащего сорбента осуществляется следующим образом. В качестве сорбента используют отход металлургического производства - горелую формовочную землю, которую в течение одного часа выдерживают на водяной бане в 0,05-0,10 н. растворе фтористоводородной кислоты. После этого ее промывают водой до остаточного содержания фторид-ионов в воде 10<SP POS="POST">-5</SP> моль/л. Затем землю кипятят в течение одного часа в 8-10%-ном растворе едкого натра. После этого землю промывают водой до PH воды 8-9. Соотношение твердой и жидкой фаз при обработке земли кислотой и щелочью составляет Т:Ж=1:3-4. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) 111>

А1 (53) 5 С F 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГССУ АРСТ ЕНН1 1Й НОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтнРъпиям

ПРИ П(НТ СССР (21) 4384443/31-26 (22) 25.01,88 (46) 07.04.90, Бюл. № 13 (71) Белорусский государственный университет им. В.И. Ленина (72) E.Ï. Петряев,.В.И. Власова, Н.Н, Цодова и Н.И. Островская (53) 663.631.8(088.8) (56) Патент СПА ¹ 4290895, кл. С 02 F l/28, 1981 ° (54) СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩЕГО СОРБЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ

ВОД ОТ АММИАКА (57) Изобретение относится к способам получения сорбентов для очистки сточных вод от аммиака и может быть использовано при очистке городских промышленных и сельскохозяйственных сточных вод. Цель - увеличение сорбИзобретение относится к способам получения сорбентов для очистки сточных вод от аммиака и может быть использовано при очистке городских промьппленных и сельскохозяйственных сточных вод, Целью изобретения является увеличение сорбционной способности сорбента по отношению к аммиаку.

По химическому составу горелая формовочная земля близка ."с. силикагелю, Основным компонентом земли, как и силикагеля, является Si0<

95"97X остальное составляют оксиды щелочных и щелочноземельных металлов (Na О, СаО, Ng0, КпО) 2,0-2,5Х и оксид железа 1,0-1,5Х.

2 ционной способности сорбента по отношению к аммиаку. Способ модификации кремнийсодержащего сорбента осуществляется следующим образом. В качестве сорбента используют отход металлургического производства — горелую формовочную землю, которую в течение одного часа выдерживают на во; дяной бане в 0,05-0,10 н. растворе фтористоводородной кислсты, После этого ее промывают водой до остаточного содержания фторид-ионов в воде

1G моль/л. Затем землю кипятят в течение одного часа в 8-10Х-ном растворе едкого натра. После этого землю промывают водой до рН воды 8-9.

Соотношение твердой и жидкой фаз при обработке земли кислотой и щелочью составляет Т:Ж=1:3-4. s,ï. ф-лы, 4 табл, .. С, Для осуществления способа модифицнрование "îðåëîé формовочной земли ведут следующим образом, В течение

1 ч землю выдерживают на водяной бане в 0,05-0,10 н, растворе фтористоводородной кислоты. После чего ее промывают водой до остаточного содержания фторид-ионов в воде 10 моль/л.

Затем землю кипятят в течение 1 ч в

8-lOX-ном растворе едкого натра. После чего землю промывают водой до рН Э воды 8-9. Соотношение твердой и жидкой фаз при обработке земли кислотой и щелочью составляет Т:Ж1:3-4.

Увеличение концентрации HF (выше

О, 10 н.) приводит к уменьшению сорбционной способности горелой земли.

1555292

Дальнейшее увеличение щелочности раствора в процессе обработки также приводит к снижению сорбционной способности горелой земли по отношению к аммиаку. Уменьшение концентрации как кислоты, так и щелочи при модифи" кации приводит к ухудшению очистки сточной воды от аммиака. Установле" но, что оптимальное соотношение фаз составляет Т".Ж=1:3-4. При уменьшении этого соотношения не происходит заметной модификации отхода. Увеличе,ние доли кислоты или щелочи в процессе обработки незначительно изменяет 15 орбционную способность земли по отношению к аммиаку по сравнению с оптймальным соотношением.

При соблюдении указанных концентраций кислоты и щелочи, а также соот- 20 ношения твердой и жидкой фаз время обработки кислотой и щелочью состав ляет 1,0-1,5 ч. Увеличение времени обработки (больше 1,5 ч) не влияет на сорбционную способность земли. 25

Если время обработки отхода менее

1 ч, то его сорбционная способность мало отличается от немодифицированного сырья, Полученные результаты очистки СВ 30 от аммиака при исходном его содержании 15,3 мг/л (расход сорбента

30 мг/л, время контакта 8 ч, рН 7,25) представлены в табл. 1.

Очистку сточных вод с использованием сорбента осуществляют следующим образом. К 100 мл сточной воды после ,биологической очистки при перемешивании добавляют модифицированную горелую землю в количестве 20-30 г/л. 40

Землю в контакте с водой выдерживают

6-8 ч. После отстаивания воду отделяют от сорбента и анализируют на содержание. аммиака, 45

Пример. Для очистки берут сточную воду с городских очистных сооружений после биологической очистки, которая имеет следующие показатели качества: ХПК (химическое потребление кислорода) 85 мг/л, БПК (биологическое потребление кислорода)

12 мг/л, содержание аммиака и аммонийных ионов 15,3 мг/л, фосфатов (в пересчете на Р О 2,9 мг/л,ПАВ

0,16 мг/л, жесткость 16,4 мг-экв/л, в том числе кальция 8,7 и магния

7,8 мг-экв/л, щелочность 3,6 мг-экв/л, рН 7,25.

В табл. 2 и 3 приведены сравнительные данные по эффекту очистки сточных вод от аммиака и аммонийных ионов в зависимости от расхода сорбента и времени контакта его со сточной водой, Представленные в табл. 2 и 3 данные показывают, что оптимальными условиями очистки сточных вод от аммиака является расход сорбента 2030 г/л при времени контакта сорбента со сточной водой не менее 6 ч.

В табл, 4 приведены данные по . очистке сточных вод, прошедших биологическую обработку, от аммиака горелой формовочной земли, модифицированной различными способами, в сравнении с известным способом.

Приведенные в табл. 4 данные показывают, что сорбционная способность горелой земли по отношению к аммиаку и аммонийным ионам зависит от способа ее модификации. 90Х-ная степень очистки сточных вод от аммиака достигается при использовании горелой формовочной земли, модифицированной последовательно фтористоводородной кислотой, а затем щелочью.

Известный способ также обеспечивает 907 степень очистки. Однако в известном способе такая степень очистки достигается при расходе силикагеля

530 г/л, в предлагаемом способе— при расходе земли 30 г/л, что в

17,6 раза меньше„

После очистки предлагаемым способом вода имеет следующие показатели качества: ХПК 38 мг/л, БПК 5 мг/л, ПАВ 0,07 мг/л, фосфаты (в пересчете на P Î ) отсутствуют, щелочность

2,8 мг/л, жесткость 5,2 мг-экв/л, в т.ч. кальция 3,2 мг-экв/л, магния

2,0 мг-экв/л, рН 8,0.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить расход сорбента для очистки сточных вод от аммиака и получить воду по качеству, пригодную для технического водоснабжения..

Применение способа позволит заменить силикагель — один из ценных продуктов силикатной промышленности, на горелую формовочную землю, являющуюся отходом металлургического производства.

Формула изобретения

1. Способ модификации кремнийсодертчщего сорбента для очистки сточ.

5 15 ных вод от аммиака, включающий щелочную обработку, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличе,. ния сорбционной способности сорбента, в качестве кремнийсодержащего сорбента используют отход металлургического производства — горелую формовочную землю, а щелочную обработку

Таблица

Показатели

Значения показателей при разных условиях

HF О, I н., Na0H 12Х

Т:Ж 1 3, t l ч

HP О 15 н.р !!аОН 10Xt

T:Ж1: 3, с! ч

HF 0,04ð., Ne0H 10Х, TaWmmle3I й-1 ч

HF 0 05 í., HF О,! и.>

Ne0H 18Х, !!аОН 10Х, Т:Ж 1:3, Т:Ж l:4, й! ч й-1,5

HF О, 1 н.

Ne0H 6Х, Т:Ж l:39 с! ч

l 50

2,48

2,12

1,96

l,68

90,7 86 1

90,1

83,8

87,2

89,0!

Значения показателей нри расходе сорбента (время контакта 8 ч), г/л

Показатели

f à ) () ) Г

0 5 10 20 30 40 80 100

Остаточная концентрация аммиака в очищенной воде, мг/л.

Степень очисТки, X

15,30 9,50 5,61

0 37 9 63 4

Таблица 3

Значения показателей за время контакта (расход сорбента 30 мг/л}, ч

Показатели () ) ). (Г

0 1 2 4 6 8 10

Остаточная концентрация аммиака в очищенной воде, мг/л

Степень очист,ки, 7.

15е30 19е92 8 29 Зю75 1 ° 76 1в42 1 ° 31

0 28,6 45,8 75,5 88,6 90,7 91,4

Остаточная концентрация аммиака в очищенной воде, мг/л степень очистки, X

55292 6 ведут после выдерживания сорбента в растворе фтористоводородной кислоты.

2. Способ по п, 1, о т л и ч а5 ю шийся тем, что раствор фтористоводородной кислоты используют концентрации 0,05-0,10 н, а щелочи—

8-10Х при соотношении Т:Ж 1:3-4.

° У

Таблица 2

I! в67 1э42 1з20 Оэ82 Оэ63

89ю! 90в7 92 ° 2 9416 95,9

1555292

Таблица 4

Предлагаемый способ

Известный способ

Параметры способа

10%

Na0H

Без модификации

15, 20

1,51

90,0

Составитель Л. Ананьева

Редактор Н. Гунько Техред А.Кравчук " . Корректор И. Иуска

Заказ 535 Тираж 800. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Исходная вода

Очищенная вода

Степень очистки, %

Обработка воды горелой землей (расход 30 г/л, время контакта

8 ч, рН 7,25), модифицированной различными способами

0 1 н. 0,1 н.

HF HF, а затем

10%

Na0H

15,30 15,30 15,30 15s30

4,22 3,75 4,0 1,42

72,4 78,1 73,8 90,7

Обработка воды силикагелем, модифицированным щелочью (расход 530 г/л, время контакта 6 ч, рН 11)