Способ очистки жидкостей

 

Сущность изобретения: для очистки жидкостей от дисперсных и ионных примесей осуществляют фильтрование через пористый полимерный материал, содержащий 50-70% неорганического катионообменни; ка природного цеолита крупностью 10-500 мкм. Способ может быть использован для очистки сбросных или оборотных сточных вод предприятий при необходимости удаления из них механических примесей и катионов тяжелых, цветных и радиоактивных металлов. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК (!9) 00 (si)s С 02 F 1/42

АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ кн

ГО Д

ПО З

ПР Г

Т СССР

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) (22) (46) (71) (72)

В.В (56)

hl 8

: (54) (57) стки при очис тион мета тивн при всп ионн ионо чере держ мен кати мате

10д кати цеол имер оноо ионо филь

ВТ0РСК0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

847310/26

5.07.90

0,01.93. Бюл. ЬЬ 4 осковский геологоразведочный инстим, Серго Орджоникидзе . К, Абдульманов, Д.М. Алабян, Е.А, Лапин, Критилин и Н,А. Бизяев вторское.свидетельство СССР

6071, кл. В 01 О 39/16, 1981.

ПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ ущность изобретения: для очистки зобретение относится к области очижидкостей от механических и ионных есей, может быть использовано для ки воды от дисперсных примесей и кав цветных, тяжелых и радиоактивных лов, ель изобретения — повышение эффексти очистки путем удаления ионных есей. оставленная цель достигается тем, что собе очистки жидкости от дисперсных и х примесей при помощи фильтрации и бмена фильтрование жидкости ведут пористый полимерный материал, сощий в себе неорганический катионообик. Содержание неорганического нообменника в пористом полимерном иале 50-70 мас.$, а его крупность от

500 мкм. В качестве неорганического нообменника исйользуют природный т, ведение в структуру пористого полого материала неорганического катименника позволяет придать ему бменные свойства, при сохранении рационных и прочностных характерижидкостей от дисперсных и ионных примесей осуществляют фильтрование через пористый полимерный материал, содержащий

50-70 неорганического катионообменни. ка природного цеолита крупностью 10 — 500 мкм. Способ может быть использован для очистки сбросных или оборотных сточных вод предприятий при необходимости удаления из них механических примесей и катионов тяжелых, цветных и радиоактивных металлов. 1 э.п.ф-лы, 3 табл. стик. Очистка жидкостей проводится не только на мельчайшем дисперсном, но и на ионном уровне.

Количественное содержание цеолита в микропористом полимерном материале черезвычайно важно. С одной стороны — высокое содержание цеолита позволяет говорить о значительной удельной ионообменной емкости фильтрационного материала и существенной экономии полимера, с другой стороны — избыточное содержание цеолита приводит к снижению прочностных характеристик фильтрационного материала и ухудшению процесса задерживания дисперсных частиц из очищаемой жидкости.

Экспериментальные данные показали, что полимерный материал сохраняет свои прочностные и фильтрационные характеристики при содержании цеолита до 50-70 мас. (при крупности 10 мкм).

Через фильтрационный материал с различным содержанием цеолита пропускают модельный раствор с механическими примесями и катионами металлов (табл.1 и 2), Результаты экспериментов показывают, что при очистке жидкости отдисперсных

1791400 примесей vi вредных катионов на пористом полимерном материале, содержащем в себе неорганический катионообменник (природный цеолит),наиболее эффективным являетсясодержаниепоследнего 50-70 мас. $, 5

При изменении скоростных режимов фильтрации (содержание неорганического катионообменника 80, массы) наблюдается вымывание цеолита из пористого материала, что также говорит об неоптимальнасти 10 .ин r редиентов фильтра.

Крупность неорганического катионоабменника, вводимого в пористый полимерный материал, черезвычайно важна. С одной стороны, цеолит должен быть максимально 15 измельчен для обеспечения наибольшей поверхности контакта жидкой и твердой фаз; с другой стороны, следует помнить о том, что при определенном размере частиц (близком к 10 мкм для цеолита) наблюдается .ухудшение ионообменных свойств неорганического катионообмен ника вследствие нарушения зарядных характеристик элементарной ячейки катионообменника.

Экспериментально был определен интервал ойтиыально-разумной крупности цеолита, вводимого в пористый полимерный материал. Модельный раствор пропускался через образцы фильтрующего материала с содержанием цеолита 60. P и его различными классами крупности (табл.3).

По итогам экспериментов можно сделать вывод о наилучшей крупности от 10 до

500 мкм.

Введение в пористый полимерный материал в качестве неорганического катионообменника природного цеолита связано с тем; что этот алюмосиликат обладает уникальными ионообменными свойствами и, будучи испытан наряду с другими минеральными неорганическими сорбентами (вермикулит, тальк и др,),показал наибольший спектр вбзможно удэляемых катионов и суммарную ионообменную емкость. Кроме того, было принято во внимание широкое распространение цеолитов, их большие запасы, дбступность и дешевизна. Из известных йриродйых цеолитов йредполэгается использовать вь1сококремнистые цеолиты— клиноптилолит, модернит, эрионит, как обладающие необходимыми для промышлен20

50 ного использования свойствами (термостойкость, химическая и радиационная устойчивость). Особое внимание следует уделить возможности извлечения радиоактивных элементов природным цеолитом (радий-226) (см, табл.1,3).

Прецлагэемый способ при необходимости обеспечивает и регенераци1о пористого полимерного материала, содержащего неорганический катионаобменник после его использования в процессе очистки жидкО" стей. Удаление задержанных дисперсных примесей осуществляют путем кратковременной обратной промывки фильтрующего материала, а восстановление-ионоабменнай емкости может быть обеспечено тем, чта эту промывку проводят достаточно концентрированными растворами соляной кислоты или поваренной соли. В первом случае содержащийся в пористом полимерном материале цеолит будет переведен в Н-форму, ва втором — в Na-форму, чта является рабочими формами цеолита, так как.и.ион Н и ион Na по термодинамическим характеристикам легко замещаются на катионообменных центрах рядом вредных катионов, например Cs„Rb, St, ИН4, Pb, Ва и др.

Способ очистки жидкостей от дисперсных и ионных примесей при очевидной l1t>0стоте осуществления и технологичности позволяет произвести очистку жидкостей на дисперсном и ионном уровне за одну операцию

Способ может быть широко использован для очистки сбросных или оборотных сточных вод предприятий (цехов) при необходимости удаления иэ них механических прймесей и катионов тяжелых, цветных и радиоактивных металлов.

Формула изобретения

1.Способ очистки жидкостей фильтрованием через пористый полимерный материал с наполнителем, отличаю щийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки путем удаления ионных примесей, в качестве наполнителя используют природный катионообменный материал — цеолит в количестве 50-70 мас. ф загрузки.

2Способпо п1,отл ича ющийся тем, что цеолит используют крупностью 10500 мкм.

Таблица 1

Извлечение катионов металлов, Извлечение механических и римесей (по классу 5 м км) Со ержание цеолита фильтрующем материале, 7, Pb

Fe

54,0

70,8

86,5

94,2

95,4

96,5 та блица 2

Эффективность удерживания частиц (т) размером (мкм) Скорость потока л/ч (P, ати) ип фЭ

I ,75-1,0 1,0-5,0 5 и более

0,3-0,5 0,5-0,75

31,8

84,8 88,9

100 100

Э-1

9,5 концентр. частиц в исходной жидкости, шт (0,5) 90 9 О 905 мл 10 концентр. частиц в фильтрате, шт/мл

1 25 О О аполнитель 60

93,4 100 100 100 100 концентр. частиц в исходной жидкости, шт

9,5 (0,5) концентр. частиц в Оильтрате, IUT/ìë

О О . 0 0 О

Таблица3 асс крупности цеолита в льтрующем материале, мкм

Извлечение катионов металлов

Си

Ra

Составитель И.Абдульманов

Техред M.Moðãåíòàë Корректор А.Козориз актор Т.Егорова

Ре з 131 Тираж Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

За

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

80 = 70 мм

= 40 мм л. = 265 мм

pop = 1 мкм ористость 50.ь

Э-2 и = 70 мм ри 26 мм л. = 210 мм по 0,5 мкм ористость 5ОФ аполнитель 60т, -10

+10 -10

+200 -500

+500 -1000

30,4

62,6

92,4

96,5

97,2

96,4

96,5

81,0

90,3

60,4

45.5

64,4

78,2

80,8

82,3

81.5

58,2

69,8

80,4

88,2

90,5

95,4

94,2

92,5

84,8

36,4

54,2

88,0

97,4

95,5 не опр.

95,5

80,8

70,2

75,5

30,2

98

82,5

52,8

88,2

80,8

85,4

27,0

95,5

84,8

82,4

64,8