Способ очистки загрязненной водной среды от бензола
Владельцы патента RU 2367612:
Пильщиков Юрий Николаевич (RU)
Белоногова Наталья Александровна (RU)
Спицын Андрей Александрович (RU)
Теппоев Алексей Викторович (RU)
Патякин Василий Иванович (RU)
Бирман Алексей Романович (RU)
Изобретение относится к области очистки загрязненной водной среды и может быть использовано в способах очистки водной среды, загрязненной бензолом. Способ включает обработку загрязненной водной среды активированным древесным углем, полученным пиролизом древесины осины с последующим активированием пероксидом водорода в течение 5-10 минут при расходе полученного активированного древесного угля в количестве 1 г на 100 мл водной среды. Изобретение позволяет быстро и качественно сорбировать бензол из водных сред при снижении трудозатрат процесса очистки. 2 табл.
Изобретение относится к области очистки загрязненной водной среды и может быть использовано в способах очистки водной среды, загрязненной бензолом.
Известен способ очистки сточных вод от цианидов, в котором обработку воды осуществляют перекисью водорода в присутствии озона (А.С. СССР № 592761, опубл. 15.02.78).
Известный способ не позволяет очистить загрязненную воду от бензола.
Известен способ очистки сточных вод от бензола путем десорбции в токе воздуха, причем десорбцию ведут в токе воздуха, содержащего пары метанола, или этанола, или пропанола (А.С. СССР № 1353737, опубл. 23.11.87 - прототип).
Недостатками известного способа является необходимость применения дорогих химических препаратов, сложность проведения процесса, низкая экология проведения процесса.
Техническая задача изобретения - найти возможность применения для обработки загрязненной бензолом воды активированного древесного угля на базе естественно возобновляемых, доступных и дешевых ресурсов, к которым относится древесина осины, способного быстро и качественно сорбировать бензол из водных сред при снижении трудозатрат процесса очистки загрязненной воды и обеспечении экологии.
Поставленная задача достигается тем, что в способе очистки загрязненной водной среды от бензола, включающем обработку воды, обработку загрязненной водной среды осуществляют активированным древесным углем, полученным пиролизом древесины осины и последующим активированием пероксидом водорода отобранных после измельчения и сепарации частиц продукта пиролиза размером 0,2-2,0 мм, при этом процесс активации одной массовой части отобранных частиц древесного угля проводят их выдерживанием в капсулах в присутствии 2,5 массовых частей 10%-ного раствора пероксида водорода при температуре 250-300°С в течение 5-10 минут при давлении 30-50 МПа, а обработку загрязненной водной среды проводят 5-10 минут при расходе полученного активированного древесного угля в количестве 1 г на 100 мл загрязненной водной среды.
Изобретение отличается от прототипа тем, что обработку загрязненной водной среды осуществляют активированным древесным углем, полученным пиролизом древесины осины и последующим активированием пероксидом водорода отобранных после измельчения и сепарации частиц продукта пиролиза размером 0,2-2,0 мм, при этом процесс активации одной массовой части отобранных частиц древесного угля проводят их выдерживанием в капсулах в присутствии 2,5 массовых частей 10%-ного раствора пероксида водорода при температуре 250-300°С в течение 5-10 минут при давлении 30-50 МПа, а обработку загрязненной водной среды проводят 5-10 минут при расходе полученного активированного древесного угля в количестве 1 г на 100 мл загрязненной водной среды.
Это обеспечивает возможность применения для обработки загрязненной бензолом воды активированного древесного угля на базе естественно возобновляемых, доступных и дешевых ресурсов, к которым относится древесина осины, способного быстро и качественно сорбировать бензол из водных сред при снижении трудозатрат процесса очистки загрязненной воды и обеспечении экологии.
В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено технических решений, содержащих указанные отличительные признаки, а также совокупность указанных отличительных признаков.
Изобретение применимо и будет использовано в отрасли в 2008 г.
В таблице 1 представлены уровни концентрации бензола (промилле) в водном растворе при воздействии полученных углей для различных временных интервалов. Доза - 0,5 г исследуемого угля в 50 мл модельного раствора.
В таблице 2 представлена кинетика снижения концентрации бензола в модельном растворе.
Способ осуществляли следующим образом.
Пример
Активированный древесный уголь получали пиролизом древесины осины, измельчали полученный древесный уголь, активировали его пероксидом водорода, выполняли сепарацию, промывку дистиллированной водой и сушку конечного продукта, причем процессы измельчения и сепарации проводили с отбором частиц с размером 0,2-2,0 мм, при этом процесс активации одной массовой части отобранных частиц древесного угля проводили их выдерживанием в капсулах в присутствии 2,5 массовых частей 10%-ного раствора пероксида водорода при температуре 250-300°С в течение 5-10 минут при давлении 30-50 МПа.
Адсорбционные свойства полученных образцов древесного угля изучались в Санкт-Петербургском Центре исследования и контроля воды на модельном водном растворе бензола. Исследования выполнены с использованием хроматографа Agilent 6850.
При проведении экспериментов для получения сравнительных показателей использовались угли из натуральной древесины осины (пример 1) и дуба (пример 2).
Результаты экспериментов представлены в таблице 1.
Качественная и количественная картина адсорбции бензола полученными по примерам образцами древесного угля очевидна из данных таблицы 1.
Для оценки интенсивности процесса адсорбции различными образцами древесного угля введем коэффициент адсорбции К:
где Kнач, Ki - соответственно начальная и текущая концентрация бензола в исследуемом модельном растворе.
Расчетные значения коэффициентов K сведены в таблице 2. По результатам анализа данных таблиц 1 и 2 видно, что активированный уголь, полученный заявленным способом, поглощает 95% бензола в течение 5-10 минут и продолжает улучшать эти характеристики в последующее время (до 60 мин).
Таким образом, заявленное техническое решение обеспечивает возможность применения для обработки загрязненной бензолом воды активированного древесного угля на базе естественно возобновляемых, доступных и дешевых ресурсов, к которым относится древесина осины, способного быстро и качественно сорбировать бензол из водных сред при снижении трудозатрат процесса очистки загрязненной воды и обеспечении экологии.
Эффект заявленного технического решения достигается при совокупности всех заявленных признаков.
| Таблица 2 | ||||||
| № п/п | Образцы углей | Продолжительность контакта, мин | ||||
| 0 | 5 | 10 | 30 | 60 | ||
| 1 | Древесный уголь из натуральной осины | 1,0 | 1,5 | 4,5 | 7,5 | 10,0 |
| 2 | Древесный уголь из натурального дуба | 1,0 | 27,5 | 44,0 | 55,0 | 122,2 |
| 3 | Древесный уголь из осины, полученный заявленным способом | 1,0 | 17,5 | 70,0 | 77,7 | 140,0 |
Способ очистки загрязненной водной среды от бензола, включающий обработку воды, отличающийся тем, что обработку загрязненной водной среды осуществляют активированным древесным углем, полученным пиролизом древесины осины и последующим активированием пероксидом водорода отобранных после измельчения и сепарации частиц продукта пиролиза размером 0,2-2,0 мм, при этом процесс активации одной массовой части отобранных частиц древесного угля проводят их выдерживанием в капсулах в присутствии 2,5 мас.ч. 10%-ного раствора пероксида водорода при температуре 250-300°С в течение 5-10 мин при давлении 30-50 МПа, а обработку загрязненной водной среды проводят 5-10 мин при расходе полученного активированного древесного угля в количестве 1 г на 100 мл загрязненной водной среды.
