Способ сорбционной очистки вод от аммонийного азота предприятий рыборазведения

Изобретение может быть использовано в химической промышленности и водоочистке. Сорбционную очистку вод от аммонийного азота предприятий рыборазведения осуществляют при подаче сорбента, перемешивании и отделении твердой фазы. В качестве сорбента используют химически или термически активированную рисовую солому. При химической активации рисовой соломы ее промывают в дистилляте, а при термической активации проводят замораживание или высокотемпературную карбонизацию в электрической печи или сконцентрированными солнечными лучами. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр., 3 ил.

 

Изобретение относится к экологически чистым и энергетически выгодным способам сорбционной очистки вод предприятий и/или сооружений рыборазведения путем применения полученного в полевых условиях сорбента на основе рисовой соломы на объекте его использования.

Известен способ получения сорбента (патент RU 2241536, МПК B01J 20/10, опублик. 10.12.2004) путем применения для модифицирования природного сорбента отхода сельского хозяйства - соломы. При сжигании смеси соломы с дробленым пористым природным материалом наблюдается двойной эффект - происходит модифицирование поверхности сорбента продуктами сгорания с одновременной прокалкой без дополнительных энергетических затрат.

Известен также способ комплексной переработки рисовой шелухи с извлечением кремния и органических веществ (пат. RU №2359907, C01B 33/12, опубл. 20.02.2009), включающий гидролиз шелухи под действием кислоты при температуре 100-250°C с получением твердого остатка, обработку полученного твердого остатка раствором щелочи при весовом соотношении рисовая шелуха: NaOH (тв) : вода = 1 : (0,4÷1,0) : (5÷10) и температуре 120-250°C.

Наиболее близким техническим решением является способ очистки воды от сульфидов на основе углеродсодержащего сорбента из растительного сырья. Изобретение относится к очистке воды от сульфидов и углеродсодержащему сорбенту на основе растительного сырья. Углеродсодержащий сорбент для очистки вод от сульфидов имеет микропористую структуру со средним диаметром пор около 2 нм, рентгеноаморфное состояние и выполнен в виде пучков волокон с диаметром 50-100 мкм при диаметре отдельного волокна около 1,5 мкм. Сорбент получен путем щелочной обработки измельченной, промытой водой и высушенной при комнатной температуре рисовой соломы щелочным раствором при температуре 90°C в течение одного часа при перемешивании и объемном соотношении Т : Ж=1 : 13. Полученный волокнистый продукт отфильтровывают, промывают дистиллированной водой, высушивают на воздухе и карбонизируют при недостатке воздуха, промывают и высушивают (патент RU 2597381, МКП B01J 20/20, B01J 20/20, C02F 1/28, опубл. 10.09.2016).

Недостатком данного решения является получение сорбента со значительными экономическими затратами на использование электроэнергии при его активации.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности сорбционной очистки вод предприятий и/или сооружений рыборазведения и снижение затрат путем применения полученного в полевых условиях сорбента на основе рисовой соломы.

Сущность изобретения заключается в том, что способ сорбционной очистки вод от аммонийного азота предприятий рыборазведения, включающий подачу сорбента, перемешивание и отделение твердой фазы, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют химически или термически активированную рисовую солому, при химической активации рисовой соломы ее промывают в дистилляте, а при термической активации проводят замораживание или высокотемпературную карбонизацию в электрической печи или сконцентрированными солнечными лучами;

- химическую или термическую активацию рисовой соломы проводят непосредственно на объекте их применения в полевых условиях;

- термическую активацию рисовой соломы проводят замораживанием в морозильной камере в течение не менее 1 часа при температуре ниже -10°C с последующим размораживанием и промывкой;

- высокотемпературную карбонизацию предварительно промытой рисовой соломы проводят в электрической печи без доступа воздуха в течение не менее 1 часа при температуре 450°C с последующим охлаждением и промывкой;

- высокотемпературную карбонизацию предварительно промытой рисовой соломы проводят сконцентрированными солнечными лучами в закрытой емкости в течение не менее 1 часа при температуре 250°C с последующим охлаждением и промывкой.

В предлагаемом способе переработки отходов рисового производства в виде соломы, включающем подготовку исходного сырья путем дробления, рассева, промывки водой и отделением твердой фазы, активацию рисовой соломы проводят химически или термически, при этом термическая активация рисовой соломы проводится карбонизацией при воздействии концентрированных солнечных лучей или в электрической печи.

Состав исходного сырья. Показатели качества исходной рисовой соломы и основные характеристики полученных образцов приведены в таблице.

Зола рисовой соломы характеризуется следующим химическим составом: SiO2 - 62, 6%, Fe2O3 - 0, 8%, CaO - 2,3%, MgO - 5,2%, SO3 - 1,3%, P2O5 - 1,0%, Na2O - 1,2%, TiO2 - 0,03%, K2O - 12,3%, MnO - 0,03%. Зольность на сухую массу составляет 14,8%, содержание общей серы - 0,19% (таблица). Рисовая солома отличается от соломы других злаковых культур большим содержанием кремния (в виде аморфного диоксида кремния).

В таблице даны показатели качества исходной рисовой соломы и основные характеристики полученных из нее образцов.

Наличие на внутренней и внешней стороне поверхностей стеблей рисовой соломы липидного слоя, обладающего гидрофобными свойствами, позволяет использовать ее в качестве сорбента.

Карбонизация. Перед карбонизацией рисовую солому необходимо экстрагировать спиртобензольной смесью с целью удаления восковой части, с последующим выделением жировой фракции из экстракта. После сушки солому обрабатывают горячей водой с добавлением 0,5% раствора соляной кислоты. Полученный экстракт фильтруют, нейтрализуют. Затем солому обрабатывают 5% раствором KOH, выдерживают сутки и карбонизируют без доступа воздуха в фарфоровых тиглях при температуре 500-600°C в течение 10 минут, выдерживают до исчезновения выделения газа и быстро охлаждают.

Сущность карбонизации поясняют чертежом, где на

фиг. 1 - представлен исходный материал;

фиг. 2 - сорбент после химической активации;

фиг 3 - сорбент после химической и физической активации.

Полученный карбонизат промывают до нейтральной среды и определяют показатели, характеризующие его адсорбционные свойства (адсорбционная активность по йоду, адсорбционная активность по индикатору метиленовому синему, суммарный объем пор по воде, насыпная плотность).

Средний выход карбонизата составил 40 г из 100 г рисовой соломы.

Показатели качества исходной рисовой соломы и основные характеристики полученных образцов определялись по следующим нормативным документам. 1) Влага аналитическая (Wa, %) - ГОСТ 11014-2001 «Угли бурые, каменные, антрацит и горючие сланцы. Ускоренные методы определения влаги». 2) Зольность (Ad, %) - ГОСТ Р 55661-2013 «Топливо твердое минеральное. Определение зольности». 3) Общая сера (Sdt, %) - ГОСТ 8606-93 (ИСО 334-92) «Топливо твердое минеральное. Определение общей серы. Метод Эшка». 4. Адсорбционная активность по йоду (F, %) - ГОСТ 6217-74 «Уголь активный древесный дробленый. Технические условия». 5) Адсорбционная активность по индикатору метиленовому синему (МС, мг/г) - ГОСТ 4453-74 «Уголь активный осветляющий древесный порошкообразный. Технические условия». 6) Суммарный объем пор по воде (V, см3/г) - ГОСТ 17219-71* «Угли активные. Метод определения суммарного объема пор по воде». 7)

Насыпная плотность, г/дм3 - ГОСТ 16190-70 «Сорбенты. Метод определения насыпной плотности».

Пример: в лабораторных условиях проводили сорбционную очистку сточных вод предприятий рыборазведения от азота аммонийного с использованием в качестве сорбента рисовой соломы. Во всех опытах в стакан с 1 л сточных вод с концентрацией азота аммонийного 12.1 мг/л вносили активированную рисовую солому, перемешивали и отделяли твердую фазу. Доза рисовой соломы составляла 2 г/л.

Опыты проводили в трехкратной повторности, показатели эффективности очистки от азота аммонийного приводятся средние из трех анализов.

Опыт 1. При использовании рисовой соломы без активации эффективность очистки сточной воды по иону аммония составила 23,3%.

Опыт 2. Непосредственно в лабораторных условиях проведена химическая активация рисовой соломы промывкой ее в дистилляте, эффективность очистки сточной воды по иону аммония составила 35,6%.

Опыт 3. Химически активированная солома подвергнута низкотемпературной термической активации:

3.1 - замораживанием рисовой соломы в морозильной камере в течение не менее 1 часа при температуре ниже -10°C. Далее рисовую солому размораживали, промывали дистиллятом, и вносили активированную рисовую солому в стакан со сточным водами, перемешивали и отделяли твердую фазу, в жидкой фазе определяли остаточное содержание азота аммонийного. Эффективность очистки сточной воды по иону аммония составила 61.8%.

3.2 - аналогично п. 3.1, но перед замораживанием рисовую солому промывали дистиллятом. Эффективность очистки сточной воды по иону аммония составила 59,9%.

Опыт 4. Рисовая солома подвергнута высокотемпературной термической активации в электрической печи без доступа воздуха:

4.1 - обработка рисовой соломы в электрической печи в течение не менее 1 часа при температуре 450°C. Далее рисовую солому охлаждали и вносили ее в стакан со сточным водами, перемешивали и отделяли твердую фазу, в жидкой фазе определяли остаточное содержание азота аммонийного. Эффективность очистки сточной воды по иону аммония составила 55.6%.

4.2 - аналогично п. 4.1, но перед термообработкой рисовую солому промывали дистиллятом. Эффективность очистки сточной воды по иону аммония составила 71,1%.

Опыт 5. Рисовая солома подвергнута высокотемпературной термической активации сконцентрированными солнечными лучами:

5.1 - обработка рисовой соломы сконцентрированными солнечными лучами в закрытой емкости в течение не менее 1 часа при температуре 250°C. Далее рисовую солому охлаждали и вносили ее в стакан со сточным водами, перемешивали и отделяли твердую фазу, в жидкой фазе определяли остаточное азота аммонийного. Эффективность очистки сточной воды по иону аммония составила 35,9%.

5.2 - аналогично п. 5.1, но перед термообработкой рисовую солому промывали дистиллятом. Эффективность очистки сточной воды по иону аммония составила 59,9%.

Сравнительный анализ полученных результатов показывает более высокую эффективность сорбционной очистки сточных вод предприятий рыборазведения от аммонийного азота сорбентом из предварительно промытой в дистиллированной воде сорбционного материала, полученного из рисовой соломы, методом термической карбонизации. При этом эффективность сорбционной очистки вод больше при высокотемпературной термической активации рисовой соломы, чем при низкотемпературной.

Также положительным эффектом является показанная возможность проведения высокотемпературной термической активации сконцентрированными солнечными лучами непосредственно в месте применения сорбента, т.е. на очистных сооружениях очистки сточных вод предприятий рыборазведения, что имеет экономические преимущества по затратам электроэнергии, логистике и эксплуатации.

Таким образом, очистка вод от аммонийного азота предприятий рыборазведения сорбентом из рисовой соломы с использованием метода химической и температурной активации является перспективным экологически и экономически привлекательным способом для применения в полевых условиях, особенно при отсутствии на объекте электроэнергии.

Способ прошел опытно-промышленную проверку при очистке вод бассейнов по выращиванию осетровых рыб в Ростовской области и получил положительную оценку.

1. Способ сорбционной очистки вод от аммонийного азота предприятий рыборазведения, включающий подачу сорбента, перемешивание и отделение твердой фазы, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют химически или термически активированную рисовую солому, при химической активации рисовой соломы ее промывают в дистилляте, а при термической активации проводят замораживание или высокотемпературную карбонизацию в электрической печи или сконцентрированными солнечными лучами.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что химическую или термическую активацию рисовой соломы проводят непосредственно на объекте их применения в полевых условиях.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термическую активацию рисовой соломы проводят замораживанием в морозильной камере в течение не менее 1 ч при температуре ниже -10°C с последующим размораживанием и промывкой.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что высокотемпературную карбонизацию предварительно промытой рисовой соломы проводят в электрической печи без доступа воздуха в течение не менее 1 ч при температуре 450°C с последующим охлаждением и промывкой.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что высокотемпературную карбонизацию предварительно промытой рисовой соломы проводят сконцентрированными солнечными лучами в закрытой емкости в течение не менее 1 ч при температуре 250°C с последующим охлаждением и промывкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам мембранной очистки и/или обессоливания жидкости и может быть использовано в промышленном, бытовом и/или питьевом водоснабжении, на промышленных предприятиях, станциях очистки жидкости, в общественных учреждениях, на дачных и садовых участках.
Группа изобретений относится к генератору озона с высоковольтным электродом (5) и по меньшей мере одним контрэлектродом (1), проволочному изделию плоской формы и компоновке высоковольтного электрода.
Изобретение относится к устройствам для дистилляции морских, загрязненных или минерализованных вод посредством использования только солнечной энергии. В корпусе опреснителя установлено последовательно несколько пар металлических листов с образованием зон конденсации, между листами в каждой паре размещен гигроскопический материал, нижние концы которого через герметичные отверстия в днище корпуса выведены в емкость с опресняемой водой, на металлические листы нечетных испаряющих пар нанесены отверстия, их верхние концы выведены через крышку корпуса наружу, нижние концы металлических листов четных конденсационных пар через днище корпуса выведены в емкость с опресняемой водой, а верхние концы этих пар листов изнутри корпуса присоединены к его крышке, в которой выполнены для них отверстия, испаряющие воду, причем патрубок емкости для сбора конденсата проложен вдоль днища корпуса и на нем нанесены отверстия в зонах конденсации пара между парами металлических листов.
Изобретение предназначено для улавливания и нанесения противомикробного средства. Блок улавливания для использования с блоком нанесения противомикробного средства содержит фильтр на входе, соединенный с улавливающей линией на входе для переноса сточной жидкости из блока нанесения противомикробного средства в фильтр на входе, фильтр на выходе, соединенный с улавливающей линией на выходе для переноса фильтрата сточной жидкости на входе из фильтра на входе в фильтр на выходе.
Изобретение относится к способам извлечения кремнезема из термальных вод и может быть применено в химической, нефтеперерабатывающей промышленности, в геотермальной энергетике.

Изобретение относится к технологии очистки воды и может быть использовано для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. Способ очистки от ионов тяжелых металлов включает обработку сточных вод измельченными отходами неавтоклавного пенобетона средней плотности D200 с размерами зерен 0,114-0,315 мм, полученного с использованием пенообразующей добавки на протеиновой основе с концентрацией в водном растворе пенообразующей добавки 3-5 мас.
Изобретение относится к термической обработке стоков. Установка термической обработки стоков, загрязненных биологическими агентами I-IV группы патогенности, включает CIP-мойку 13, блок охлаждения 11, общую канализацию 12, соединительные трубопроводы, датчики, клапаны, блок автоматизированного управления технологическими процессами, а также две технологические линии, каждая из которых включает накопительную емкость 1, 6, дозирующий насос-измельчитель 2, стерилизатор 3, 8, насос стерилизатора 4, парогенератор 5.

Изобретение может быть использовано в химической технологии для выделения урана (VI) из водных сред, а также в процессах очистки радиоактивно загрязненных природных, сточных и морских вод.

Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод. Флотокомбайн для очистки сточных вод включает корпус 1 с расположенными на его внешней стороне патрубками подачи сточной воды с реагентами 3, рабочей жидкости в виде очищенной воды с растворенным в ней воздухом 22, пенным желобом 5 с выходным патрубком 7 и патрубками отвода очищенной воды 10 и осадка 17, узлом сгущения осадка.

Изобретение относится к очистным сооружениям, используемым на моечных станциях автотранспорта, и может быть использовано в водоочистке. Флотационно-фильтрационная установка содержит заборный фильтр 1, всасывающий трубопровод 2, обратный клапан 8, насосный агрегат 3, эжектор 4, камеру флотации 22 с фильтром 29 и слоем фильтрующей загрузки 30 с адсорбентом, сопла 20, расположенные в нижней части камеры флотации 22, содержащей скребковый механизм 25, лоток 26 и переливную трубку, связанную с верхней частью фильтра 29, имеющего поддерживающую 31 и прижимную 32 рамки.

Изобретение может быть использовано в химической технологии для выделения урана (VI) из водных сред, а также в процессах очистки радиоактивно загрязненных природных, сточных и морских вод.

Изобретение относится к области получения нетканых материалов, а именно к установке для получения многослойных сорбционно-фильтрующих композиционных нетканых материалов из растворов полимеров аэродинамическим формованием.

Изобретение относится к способам приготовления алюмооксидного осушителя влагосодержащих газов – углеводородного, природного и других. Способ приготовления включает стадию получения псевдобемитсодержащего гидроксида алюминия гидратацией активного гидроксиоксида алюминия в слабокислом растворе, сушку и дальнейший помол.

Изобретение относится к области промышленной экологии, в частности к способу получения сорбционного материала для очистки сточных вод и водоподготовки. Способ получения сорбента включает следующие стадии: брусит термически обрабатывают при температуре 250-300°C, затем размалывают до размера частиц 0,05-0,001 мм и смешивают с пылью от обжига глины.

Изобретение относится к области промышленной экологии, в частности к способу получения сорбционного материала для очистки сточных вод и водоподготовки. Способ получения сорбента включает следующие стадии: брусит термически обрабатывают при температуре 250-300°C, затем размалывают до размера частиц 0,05-0,001 мм и смешивают с пылью от обжига глины.
Изобретение относится к производству сорбентов для очистки водных сред и твердых поверхностей от нефти и нефтепродуктов. Предложен способ получения магнитного сорбента.
Изобретение относится к производству сорбентов для очистки водных сред и твердых поверхностей от нефти и нефтепродуктов. Предложен способ получения магнитного сорбента.
Изобретение относится к способам получения сорбирующих матричных материалов для иммобилизации радионуклидов щелочноземельных и редкоземельных элементов из отработанного ядерного топлива.

Изобретение относится к области химической технологии, в частности технологии получения композиции на основе оксида алюминия, лития цитрата и полиметилсилоксана для различного назначения, в том числе и для медицины, а также для применения их в качестве носителей, дозаторов для ферментов, гормонов, клеток, биологически активных веществ, лекарственных препаратов, пищевых и минеральных добавок.

Изобретение относится к способу получения композиционного сорбента с магнитными свойствами, который может быть использован для очистки промышленных сточных вод. Способ включает подготовку взвеси магнетита, путем диспергирования магнетита Fe3O4 в 1-5% растворе поливинилового спирта и перемешивании при 80°С в течение 20 минут с получением взвеси магнетита в поливиниловом спирте, добавление в полученную взвесь отходов кофе в массовом отношении 1:2-6, перемешивание при 80°С в течение одного часа, фильтрацию образовавшейся взвеси и сушку полученного композита при 105°С до постоянной массы с последующим измельчением.

Изобретение относится к поглотителю для удаления диоксида углерода из газовых смесей, способу его приготовления, а также к способу очистки газовых смесей от диоксида углерода. Предложенный поглотитель представляет собой оксид кальция, содержащий макропоры, образующие связанную пространственную структуру, причем доля макропор с размером в диапазоне от 150 нм до 1000 нм составляет не менее 30% в общем удельном объеме пор, объем микропор и мезопор не превышает 69%, объем пор с размером более 500 нм не превышает 1% в общем объеме пор. Поглотитель готовят термическим разложением смеси гидроксида кальция и частиц выгорающих полистирольных шариков или углеродной сажи с размерами частиц 150-1000 нм при температуре 900-1100°С. Технический результат - высокая и стабильная сорбционная емкость регенерируемого поглотителя в процессе эксплуатации, высокая скорость очистки газовой смеси, низкая себестоимость поглотителя. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл., 4 пр.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности и водоочистке. Сорбционную очистку вод от аммонийного азота предприятий рыборазведения осуществляют при подаче сорбента, перемешивании и отделении твердой фазы. В качестве сорбента используют химически или термически активированную рисовую солому. При химической активации рисовой соломы ее промывают в дистилляте, а при термической активации проводят замораживание или высокотемпературную карбонизацию в электрической печи или сконцентрированными солнечными лучами. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр., 3 ил.

Наверх