Сорбент для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов


 


Владельцы патента RU 2537004:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (RU)

Изобретение относится к области очистки промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов. Предложен сорбент, состоящий из двух компонентов: термообработанной при 250-300°С шелухи подсолнечника и отхода керамического производства, содержащего оксид алюминия. Изобретение обеспечивает эффективную очистку вод от ионов тяжелых металлов. 2 табл.

 

Изобретение относится к очистке сточных вод от ионов тяжелых металлов и может быть использовано в технологиях очистки сточных вод различных производств.

Известен сорбент, в качестве которого используют измельченный отход гидроалюминатного бетона. Очистку осуществляют фильтрацией через сорбент толщиной слоя 0,05-0,06 м. Который составляет 15-20 г. Использование вышеуказанного способа обеспечивает повышение эффективности очистки сточных вод от ионов меди, уменьшение высоты слоя сорбента при очистке, что приводит к его экономии и увеличению скорости фильтрации, что приводит к сокращению времени очистки.

Недостатками данного способа являются достаточно большой расход сорбента и очистка сточной воды только от меди (Патент №2455238).

Известен сорбент, в качестве которого используют кремнегель - отход производства фторида алюминия, модифицированный жирными кислотами, например, стеариновой или пальмитиновой в количестве от 1 до 15%. Процесс адсорбции проводят в интервале температур 25-45°C при перемешивании. Способ обеспечивает повышение степени очистки сточных вод от кадмия в 2,2-5 раз по сравнению с использованием в качестве сорбента немодифицированного кремнегеля, а также способствует утилизации многотоннажных отходов производств фторида алюминия. Наивысшая степень очистки сточных вод от ионов кадмия составляет 74,4%.

Недостатком данного способа является использование реагентов для модификации сорбента, что влечет за собой повышение стоимости сорбента. Также значительным недостатком данного сорбента является то, что он способен очищать сточные воды только от ионов кадмия и не сорбирует другие тяжелые металлы (Патент №2425807).

Известен сорбент из шелухи вызревших семечек подсолнечника, для получения которого шелуху измельчают в муку, затем гидролизуют в растворе кислоты 9-12 н., в соотношении 1(8-10) по весу в течение не менее 35-45 дней при комнатной температуре, после чего промывают дистиллированной водой и сушат. В результате такой обработки получают сорбент для извлечения ионов железа и кальция. Технология получения сорбента может варьироваться, например, сорбент подвергают кислотной гидролизации как соляной, так и серной кислотой. Гидролиз серной кислотой может быть проведен при температуре 100°C в течение не менее 3-6 часов. Промывка от следов кислоты также может проходить сначала дистиллированной кислотой комнатной температуры, а затем нагретой до 80°C. Возможно проведение дополнительной обработки сорбента перед сушкой этиловым спиртом. В результате образуется черный порошок без вкуса и запаха, нерастворимый в воде, щелочах и кислотах.

Недостатком данного сорбента является множество технологических операций, использование дорогих реагентов, что влечет за собой высокую стоимость сорбента (Патент №2060818).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является сорбент для очистки сточных вод, включающий целлюлозосодержащие отходы растительного происхождения, имеющие пространственно-каркасную структуру в виде слоя между слоями хлопкосодержащего отхода производств, отличающийся тем, что в качестве целлюлозосодержащего отхода растительного происхождения он содержит термообработанную при температуре от 250 до 300°C шелуху пшеницы, а в качестве хлопкосодержащего отхода используют хлопкосодержащий пух, термообработанный при температуре от 350 до 450°C, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

термообработанный хлопкосодержащий пух 20-30
термообработанная шелуха пшеницы 80-70

Эффективность очистки данным сорбентом сточной воды (на примере свинца) составляет 70,4%.

Недостатком является низкая эффективность очистки (Патент №2429069).

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение эффективности очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов.

Сорбент для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, включающий термообработанный до образования пористой структуры отход растительного происхождения, в качестве отхода растительного происхождения содержит шелуху подсолнечника, термообработанную при 250-350°C при ограниченном доступе кислорода, и дополнительно содержит отход керамического производства, включающий оксид алюминия в количестве 94-95%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

термообработанная шелуха подсолнечника 45-55%
отход керамического производства,
с содержанием оксид алюминия 94-95% 55-45%

В таблице 1 представлены данные по эффективности заявляемого сорбента для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов на примере свинца.

В таблице 2 представлен состав отхода керамического производства, который использовали для изготовления сорбента. Отход керамического производства представляет собой сыпучий порошок белого цвета, основная массовая доля которого это оксид алюминия 94-95% и 5-6% примеси различных веществ.

Эффективность очистки стоков от ионов свинца отходом керамического производства, включающего оксид алюминия в количестве 94-95%, составила 82,3%. Сорбционная емкостью по отношению к ионам тяжелых металлов АИТМ≈14 мг/г.

Для изготовления сорбционных материалов шелуху подсолнечника термически активируют при t 250-350°C в течение от 15 до 25 мин, в специальной герметичной форме, которая позволяет ограничить доступ кислорода. При термической обработке происходит образование пористой структуры. Размеры пор по данным растровой микроскопии составили ~0,8 и ~4-5 нм. Полученный сорбент с содержанием шелухи подсолнечника в количестве 100% обладает достаточно высокими сорбционными свойствами: сорбционной емкостью по отношению к ионам тяжелых металлов АИТМ≈17 мг/г, удельной поверхностью (Sуд=188 м2/г), суммарным объемом пор по воде Vпор=0,3 см2/г. Эффективность очистки сточных вод полученными сорбентами от ионов свинца составила 94,6%.

Из таблицы 1 видно, что наиболее высокими сорбционными свойствами обладает заявляемый сорбент, полученный при соотношении 50/50 (%) отходов растительного происхождения-шелухи подсолнечника термообработанных при t 300°C в течение ~20 мин и отхода керамического производства, включающего оксид алюминия в количестве 94-95%. Эффективность очистки сточных вод от ионов свинца (Э=97,5%) комбинированными сорбентами превышает значение Э, % при использовании только адсорбентов на основе отходов керамического производства, включающего оксид алюминия в количестве 94-95% (Э=82,3%), или отходов растительного происхождения-шелухи пшеницы (Э=94,6%).

Повышение эффективности очистки связано с протеканием совместных процессов: физической адсорбции Pb2+ на поверхности сорбента из шелухи подсолнечника и хемосорбции с отходом керамического производства, с содержание оксида алюминия 94-95%.

Использование сорбентов на основе термообработанной шелухи подсолнечника, которые дополнительно содержат отход керамического производства, включающие оксид алюминия в количестве 94-95%, позволяет не только увеличить эффективность очистки от ионов тяжелых металлов, но и снизить себестоимость сорбционно-фильтрующего материала.

Таблица 2
Массовая доля оксида алюминия, % 94-95
Массовая доля оксида кремния, % 2-3
Массовая доля оксида железа, % 0,1-0,2
Массовая доля оксида титана, % 0,05-0,1
Массовая доля оксида кальция, % 1-1,5
Массовая доля оксида натрия, % 0,2-0,4
Массовая доля оксида калия, % 0,04-0,05
Массовая доля оксида магния, % 1-1,5

Сорбент для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, включающий термообработанный до образования пористой структуры отход растительного происхождения, отличающийся тем, что дополнительно содержит отход керамического производства, содержащий оксид алюминия в количестве 94-95%, а в качестве отхода растительного происхождения содержит шелуху подсолнечника, термообработанную при 250-350°C при ограниченном доступе кислорода, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

термообработанная шелуха подсолнечника 45-55%
отход керамического производства,
содержащий оксид алюминия 55-45%



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения диарилкарбоната, включающему следующие стадии: а) получение фосгена при взаимодействии хлора с монооксидом углерода, б) взаимодействие полученного на стадии а) фосгена с не менее чем одним монофенолом в присутствии содержащего щелочь водного основания, протекающее с образованием диарилкарбоната и содержащего хлорид щелочного металла отработанного водного раствора, в) отделение и переработка образовавшегося на стадии б) диарилкарбоната, г) отделение остатков растворителя от оставшегося на стадии в) раствора, содержащего хлорид щелочного металла, до того как раствор, содержащий хлорид щелочного металла, направляют на осмотическую мембранную дистилляцию на стадии д), д) концентрирование по крайней мере части оставшегося на стадии г) раствора, содержащего хлорид щелочного металла, с помощью осмотической мембранной дистилляции, причем в качестве акцептора воды применяют раствор гидроксида щелочного металла, е) электрохимическое окисление по крайней мере части содержащего хлорид щелочного металла раствора со стадии д) с образованием хлора, раствора гидроксида щелочного металла и при необходимости водорода.

Изобретение относится к устройству для очистки воды по принципу обратного осмоса. Устройство для выработки сверхчистой воды по принципу обратного осмоса содержит фильтр обратного осмоса, который мембраной обратного осмоса разделен на первичную камеру и вторичную камеру, первичный контур, через который к первичной камере подводится сырая вода и из нее отводится концентрат, а также вторичный контур для подвода пермеата по меньшей мере к одному потребителю, предпочтительно аппарату для диализа.

Изобретение относится к биоэнергетике и может быть использовано качестве универсального метантенка для переработки навоза животных, птиц, бытовых и сельскохозяйственных отходов в метан и в органическое удобрение.

Изобретение относится к биоцидам. Биоцидная композиция для борьбы с микроорганизмами в водных и водосодержащих системах содержит 2,2-дибромомалонамид и поверхностно-активный биоцид, выбранный из группы, состоящей из хлорида С12-С16-алкилдиметилбензиламмония, хлорида диоктилдиметиламмония, полигексаметиленбигуанида, гидрохлорида додецилгуанидина и хлорида дидецилдиметиламмония.

Изобретение относится к биоцидам. Биоцидная композиция содержит 2,2-дибромомалонамид и орто-фенилфенолят натрия.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и переработке отходов. Предложенный биокомплекс содержит животноводческий комплекс 1, пиролизную печь 4 с патрубками отвода полукокса 5, неочищенного пиролизного газа 6, избыточного тепла 7 и дымовых газов 8, блок подготовки печного топлива 12, блок выращивания микроводорослей, комплекс производства зерна 34, комплекс производства удобрений, блок очистки пиролизного газа 9 с патрубками отвода пиролизного дистиллята 10 и очищенного пиролизного газа 11, комплекс глубокой переработки зерна 37, газгольдер 16, когенерационную установку 18, установку производства диоксида углерода 22.

Изобретение относится к оборудованию для продажи жидких продуктов и оплаты услуг и может быть использовано для розлива и продажи питьевой воды в тару потребителя.

Изобретение относится к термической деаэрации жидкости. Это достигается тем, что в деаэраторе преимущественно для питательной воды турбоустановки, содержащем бак-аккумулятор с патрубком отсоса неконденсирующихся газов и установленную над ним колонку в виде водоструйного эжектора с водоподающим устройством, выполненным в виде равномерно размещенных по сечению колонки центробежных форсунок и пароподводящим коллектором, выполненным кольцевым и соединенным с колонкой радиальными перемычками, а в баке на выходе из колонки установлен конусообразный каплеотбойник, каждая из форсунок выполнена с распылительным диском и содержит цилиндрический корпус со штуцером, жестко связанным с корпусом и соосно расположенным в верхней части корпуса и имеющим цилиндрическое отверстие для подвода жидкости, соединенное с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, а к корпусу, в его нижней части, посредством по крайней мере трех спиц подсоединен распылитель, расположенный перпендикулярно оси корпуса и выполненный в виде сплошного диска.
Изобретение может быть использовано для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод, содержащих нефть или нефтепродукты. Коагулянт содержит алкилированный органический полимер, в качестве которого используют карбоксиметилцеллюлозу со степенью замещения от 5% до 25% и степенью полимеризации от 90 до 400 ед.

Изобретение относится к устройству для очистки питьевой воды и может быть использовано в промышленности, для бытовых нужд и в очистных сооружениях. Фильтрующий элемент содержит центральную перфорированную трубу (3), на которую намотан фильтрующий материал.

Изобретение относится к сорбентам для очистки объектов окружающей среды. Сорбент содержит торф и гидрофобизирующий агент.

Изобретение относится к области природоохранных технологий и химии кремнийорганических соединений и может быть использовано для очистки загрязненных грунтовых вод, донных отложений и почв путем установки реакционных барьеров.
Изобретение относится к сорбенту для обеззараживания проливов ракетного топлива, содержащему карбоксильные группы в составе органического катионита. При этом в качестве носителя карбоксильных групп применен гидролизный лигнин степенью влажности 0-30% с размерами частиц 1-2 мм.

Изобретение относится к области сорбционной очистки растворов. Способ очистки водных растворов от эндотоксинов осуществляют путем пропускания раствора через цеолит, модифицированный хитозаном, который дополнительно обработан последовательно растворами сульфата меди и железистосинеродистого калия.

Изобретение относится к области природоохранных технологий и может быть использовано для получения стабильной во времени эмульсии нефти или нефтепродуктов в воде.
Изобретение относится к области получения сорбентов из отходов сельского хозяйства. Предложен способ получения углеродного сорбента из шелухи подсолнечника.

Изобретение относится к области природоохранных технологий, передовых аграрных технологий и химии кремнийорганических соединений и может быть использовано для восстановления структуры нарушенных почв путем стабилизации водопрочных агрегатов.
Изобретение относится к области очистки промышленных сточных или оборотных вод со слабощелочной реакцией от ионов тяжелых металлов путем перевода их в труднорастворимые в воде соединения, подвижность которых в природных средах сильно ограничена, а именно к получению реагентов для очистки данных вод на основе торфа.
Изобретение может быть использовано для очистки стоков от фосфатов в химической, металлургической и нефтехимической промышленности. Для осуществления способа проводят обработку воды сульфатом алюминия с образованием нерастворимых частиц фосфата алюминия и выведение из обработанной воды твердых продуктов очистки.
Изобретение относится к сорбционной очистке воды. Предложен способ получения композиционного сорбента на основе карбоната и гидроксида магния.
Изобретение относится к области получения углеродминеральных сорбционных материалов. Способ включает нанесение углеродсодержащих соединений на поверхность оксида алюминия с мезо-, макропористой структурой, сушку и пиролиз в токе инертного газа с образованием на поверхности оксида алюминия слоя пиролитического углерода.
Наверх