Углеродный сорбент для очисткисточных вод

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20. 07. 77 (21) 2508232/23-26 (51) М KB. с присоединением заявки Но (23) Приоритет

В 01 J 20/02

С 02 F 1/28

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2302В1. Бюллетень Мо 7

Дата опубликования описания. 250281 (53) УДК 661. 183 (,088.8) J

А. M. Когановский, P. JI. Канинская, В. P. муравьев и В. И. Кофанов

;;1 .1

1

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт коллоидной химии и химии вод

АН Украинской CCP (54) УГЛЕРОДНЫЙ СОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ

СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к сорбентам на основе активированного угля и может быть использовано для очистки сточных вод от органических загрязнений с последующей термической регенерацией отработанного сорбента.

Известен сорбент на основе активированного угля, содержащий окислы меди, железа, никеля, кобальта в количестве от 3 до 15% вес.ч., кото4зый используется для извлечения серосодержащих соединений из газовой среды (1).

Наиболее близким к предлагаемому по составу, достигаемому результату и технической сущности является углеродный сорбент на основе активированного угля, содержащий бинарные смеси окисей кобальта, железа, меди, цин-20 ка и молибдена, в котором количество одного оксида металла может изменяться от 0,5 до 13,0 вес.%, но общее содержание .оксидов двух металлов не превышает 14,0 sec.% например, в одном из образцов адсорбента содержание окиси меди составляет 5,5 вес.% а окиси железа — 5,1 вес.% (.21.

Недостаток сорбента - низкая термическая прочность, характеризующаяся большими потерями активного угля в процессе термической регенерации, достигающими 2,5-4,0 вес.%. При производительности станции доочистки биологически очищенных сточных вод

5000 м /сут и дозе активированного угля 4 г/л средние потери угля в год составят 220 т. Кроме того повторное загрязнение очищенной воды ионами металлов требует дополнительной очистки сточных вод. Так, концентрация ионов меди в воде, профильтрованной через известный сорбент, составляет

0,18 мг/л.

Цель изобретения — повышение термической прочности и предотвращение вторичного загрязнения очищенной сточной воды ионами металлов.

Поставленная цель достигается тем, что применяется сорбен-, состоящий из активированного угля и тройной смеси окисей железа, меди и алюминия, взятых в следующем соотношении, вес.%:

Окись железа 5,20-11,60

Окись меди 0,38- 0,42

Окись алюминия 1,47- 1,53

Активированный уголь Остальное

Влияние состава сорбента на степень регенерации, термическую проч806103

Таблица 1

Со ме ма

94,8 99,0 282

0,180 0,027

0 180 0 032

0,10

0,45

96,0

0,10

0 50

98,5 280

5,20

FezO>

А1203

0,09 0,190 0,025

91,2 98,0 283

0,40

1,50 3 ность и содержание металлов в очищенной воде, перешедших с сорбента, показаны в табл. 1.

Как видно из табл. 1, использование сорбента с содержанием окисей железа, алюминия и меди в сумме

0,98 вес.Ъ не обеспечивает. необходимую степень регенерации сорбента.

Г величение содержания окисей металлов свыше 15,90 вес.Ъ приводит к возрастанию потерь сорбента от обгара более 3 вес.Ъ. Оптимальные результаты получены на сорбенте с содержанием окиси железа 5,2-11,6 вес.Ъ, окиси меди 0,38-0,42 вес.Ъ и окиси алюминия

1,47-1,53 вес.Ъ.

Термическая прочность сорбента 15 характеризуется величиной угля в процессе регенерации.

Данные, характеризующие термическую прочность сорбента и его эффективность при очистке сточных вод в за.-20 висимости от количества содержащихся в нем оксидов, при многократном использовании в циклах адсорбция-регенерация представлены в табл. 2.

Введение окиси алюминия в состав сорбента является существенным, так как era присутствие вызывает увеличение перепада между температурами воспламенения и регенерации сорбента до

100 С.и уменьшает потери сорбента, используемого многократно в циклах адсорбции-регенерации от обгара до

0,5 вес.Ъ по сравнению с 2,65 вес.Ъ для известного сорбента.

Кроме того, наличие окиси алюминия в составе предлагаемого сорбента приводит к значительному уменьшению содержания ионов меди в очищенной воде, по сравнению с известным концентрация меди уменьшается примерно в б раз, что предотвращает очищенную воду от 40 повторного загрязнения.

Предлагаемый углеродный сорбент готовят, пропитывая активированный уголь смесью водных растворов солей железа 3-10 вес.Ъ, меди 3,0-6,0 вес.Ъ 45 и алюминия 3-12 вес.Ъ. Затем уголь высушивают в токе горячего воздуха при 150-170 С,обрабатывают 10-20Ъ-ным водным раствором аммиака или карбоната аммония и прогревают на воздухе при 230-250 С.

Пример 1. 50 г активированного угля марки КЛД с размером зерен

0,5-1 мм выдерживают в течение 18 ч в смеси водных растворов азотнокислых солей железа, алюминия и меди, состоящей из 61 мл раствора азотнокислого окисного железа с концентрацией 8,6Ъ, 27 мл раствора аэотнокислого алюминия с концентрацией 11,8Ъ и 8 мл азотнокислой окисной меди с концентрацией 5,9Ъ. Водный раствор после выдерживания в течение 18 ч сливают и высушивают уголь в течение . часа в токе горячего воздуха при

155 С«со скоростью подачи воздуха

42 см /мин ° см ; Затем уголь выдерживают в течение часа в 60 мл 20Ъ- ного раствора карбоната аммония и снова прогревают в токе воздуха при 240 С

О течение двух часов со скоростью подачи воздуха 42 смз/мин|см . Содержа2 ние окиси железа в сорбенте составляет 5,2, окиси алюминия 1,5 г и окиси меди 0,40 вес.Ъ.

При очистке сточных вод их пропускают через колонку с описываемым модифицированным сорбентом.

Пример 2. Через. адсорбционную колонку, загруженную 30 r сорбента, полученного по примеру 1, профильтровывают 4,5 л сточной воды завода синтетического каучука с исходным значением ХПК 85 мг/л. Затем сорбент регенерируют в токе воздуха, при

282 С.

ХПК очищенной воды составляет

5„0 мг/л, содержание ионов железа, алюминия и меди в очищенной воде составляет 0,10, 0,19 и 0,03 мг/л при предельно допустимых концентрациях для воды водоемов по этим металлам, соответственно, 0,3, 0,5 и 0,1 мг/л.

Потери угля при регенерации от

o6rapa составляют 0,139 r, что соответствует 0,5Ъ от веса исходного активного угля. Степень регенерации при этом составляет 99Ъ.

Преимуществом предлагаемого сорбента является его высокая термическая прочность при регенерации и то, что при его использовании для очистки сточных вод, последние не загрязняются ионами металлов, находящихся на сорбенте.

806103

> чъс ние табл 1

Конце fl Tp .1!1иЯ металлов в о хидедьд д воде мг/д

Содержание окислов металлов в угле марки КАД, вес.Ъ

Сцо

0,40 4 . 95,0 97,0 283

5 .94,5 98,5 283

0,185 0,025

0,180 0,030

0,160 0,025

0,50

0,07,Ог50 . 0,08

0,40 . 0,04

Не 03

А1 О

0,72

1 94,5 80,0 . 280

2 86,0 76.,5 281

3 81,0 70,5 282

0,20

0,35

0 05

0,165 0,023

c„o

0,160 0,026

0,06

0,40

0,04

1 98,0 98,.5 280 2,95 0,12 0,285 0,035

11,6

Уе О g

А1 0»

3,40

2 97,5 99, 0 280

2,50 0,17 0,305 0,040

0,90

СиО

3 98,0 98,5

283 2,35

0,15 0,280 0,038

Т а б л и ц а 2

Известный 5,36

330+3 28013 50

2,65 -0,100 0,33

-0,45

-0,180 1,8

Предлагаемый

-5,20

-0,40

380 3 280т3 100

0,50 -0,090 0,33

-0,030 0,33

-0,180 0,27

-1,50 д

Формула изобретения

$Q Окись железа

Окись меди

Окись алюминия..

Активированный уголь

5,20-11,60

0,38- 0,42

1,47- 1,53

Остальнс е

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании Р 1235874 кл. В 01 D 53/02, 16.06.71.

2. Патент США Р 3353117, кл. 117-100, 28.11.1967 прототип

ВНИИПИ Заказ 104/8 Тираж 578 ПодпиСное

Филиал ППП "Патент,;г. Ужгород, ул. Проектная, Углеродный сорбент для очистки сточных вод, включающий активированный уголь, окислы железа и меди, о тл и ч а ю шийся тем, что,-с це- 55 лью повышения термической прочности и предотвращения вторичного загрязнения очищенной воды ионами металлов,. он дополнительно содержит окись алюминия при следующем соотношении компонентов, вес.ф: 60

Превьпаение содержания ионов металла в очищенной воде величин их !

ПДК; раз