Способ очистки водных растворов отионогенных красителей /его варианты/

 

Союэ Советскнх

Соцналнетнчеекнх

Республик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 07.08. 79(21) 2806221/23-26 850598 э (51) М. Кл. с присоединением заявки 1те

С 02 F 1/42

61нударстеенньй кемнтет

СССР ао делам нзебретеннй и атнрмтнй (23) Приоритет

Опубликовано 30. 07 ° 81 ° Бюллетень J% 28 (53) УДК 661.183.

° 12 (088.8) Дата опубликования. описания 30 07 ° 81

А.Ф.Никифоров, Ю.В. Аникии, В.В.Пушкарев,":

Н.А.Петрова, Е,В.Мигалатий и В.И.Аксенов (72) Авторы изобретения (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

ОТ ИОНОГЕННЫХ КРАСИТЕЛЕЙ (ЕГО ВАРИАНТЫ) от ионогенных красителей, так как в нейтральной среде -сорбируемые формы красителей имеют большие размеры, .что влечет ограничение емкости ионитов. Так статическая емкость макропористого катионита КУ-2-8ИП-2-8МЛ по трифенилметановому красителю рода мину БЖ составляет 8 мг/г, а емкость макропористого анионита АВ-17-10П, по антрахиноновым и аэокрасителям составляет 30-650 мг/л.

Цель изобретения - повышение сте,пени очистки водных растворов от иоио. генных -красителей.

Поставленная цель достигается способом очистки водных растворов от ионогенных красителей сорбцией последних макропористыми катион1Мами при рН 1-2 или макропористыми анионитами при рН 12-13.

По предлагаемому способу высокий эффект очистки водных растворов от красителей обусловлен изменением сорбируемых форм красителей в приИзобретение относится к сорбционным способам выделения ионогенных красителей из водных растворов и может быть использовано при очистке сточных вод красильных отделений

S предприятий текстильной промышленности.

Известны сорбционные способы очистки водных растворов от красителей с помощью активированных углей, окси10 гидратов железа и алюминия, природных глин, ионитов t. 0и j23. Однако известные способы не обеспечивают высокого эффекта очистки.Сорбцйю проводят из слабокислых илн нейтрапьных сред (рН 5,5-7,0).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки водных растворов от ионогенных красителей макропористыми ионитами из слабокислых или нейтральных сред (3). Однако-известный способ не обеспечивает достаточной степени очистки! уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М;Кирова

30

Способ очистки водных растворов от катионных красителей осуществляют в статических или динамических

3 85059 сутствии избытка кислоты или щелочи.

Частицы красителей дегидратированы (катионные красители при рН 1-2) или полностью диссоциированы (анионные красители при рН 12-13) и более комS пактные формы сорбата имеют воэможность глубже проникать в поры .сорбента, что приводит к повышению сорбционной емкости ионитов по красителям. l0

Для катионных красителей в менее кислой; области (рН 7 2) эффект дегидратации сорбируемых частиц выражен слабо. Ионы и молекулы красителей, окруженные гидратной оболочкой 15 из молекул воды, в силу больших размеров из-за стерических затруднений не способны проникать к активным центрам, расположенным в глубине гранул сорбента. Обмен ионов в данных условиях идет преимущественНо вблизи поверхности сорбента, что приводит к небольшим значениям

СОЕ и ДОЕ. В сильнокислой среде (РН (l ) наблюдается значительная 2S конкурентная сорбция Н + — ионов, и эффект очистки снижается.

Проницаемость макропор анионита для ионов и молекул анионных красителей в значительной мере зависит . от их размеров. В нейтральной и слабокислой среде сорбируемые частицы красителей окружены гидратной оболочкой из молекул воды и вследствие стерических затруднений не 35 могут проникать через поры анионита к наиболее глубоко расположенным активным центрам сорбента. В кислой области рН выпадает в осадок кислот-. ная форма красителей, что приводит к снижению степени сорбции. В щелочной среде увеличивается степень диссоциации анионньж красителей, вследствие чего возрастают проницаемость анионита для данных красите- 45 лей и степень извлечения их из раство. ра. Оптимальное значение рН среды, соответствующее максимуму степени извлечения красителей, составляет 1213. При более высоком значении щелочности водного раствора красителей значительную роль начинает играть конкурентная сорбция ОН -ионов, и степень сорбции красителей падает. 55

8 4 условиях. В содержащий катионные красители раствор вводят соляную кислоту в количестве необходимом для установления рН 1-2. Далее очищаемый раствор приводят в контакт с макропористым катионитом КУ-23 (30/100 ) путем или введения в раствор навески смолы (статические условия) или фильтрации раствора через слой смолы (динамические условия). Статическая обменная емкость (СОЕ ) макро пористого катиоинта КУ-23 (30/100) в предлагаемом способе по полиметиновым красителям составляет 1,0-1,5. r/г, что в 6 раз превьппает СОЕ макропористого катионита в известном способе, Динамическая обменная емкость (ДОЕ) катионита в предлагаемом. способе составляет 0,25-0,30 r/r, а величина предельной динамической обменной емкости (ПДОЕ ) — 1,3-1,5 r/r

Способ очистки водных растворов от анионных красителей осуществляют следующим обраэом. Подлежащий очистке раствор доводят едким натром до рН

12-13 и приводят в контакт с макропористым анионитом АВ-17-2Н. После установления сорбционного равновесия анионит с сорбированными красителями отделяют от раствора центрифугированием. В динамических условиях раствор красителей с рН 12-13 фильтруют через слой макропористого анионита

АВ-17-2П, загруженного в стеклянную колонку. СОЕ макропористого анионита

АВ-17-2П в предлагаемом способе по анионным антрахиноновым и азокрасителям составляет 1,4-3,5 г/r, что в

10 раз превьппает СОЕ макропористого анионита в известном способе. ДОЕ анионита в предлагаемом способе составляет 0,43-1,02 г/г а величина ПДОЕ2,15-3,40 г/г.

Пример . К 100 мл водного раствора полиметинового катионного красителя катйонного оранжевого Ж с рН 1,5 (готовят путем добавления концентрированной соляной кислоты) и концентрацией красителя 360 мг/л добав ляют 10 мг макропорнстого катионита

КУ-23 (30/100) {COE по йаОН = 4,8 мг"экв/г, размер. частиц 0,2-0,3 мм в набухшем состоянии, катионит предварительно переведен в Na-форму/. После установления сорбционного равновесия .используют качающуюся платформу со скоростью хода 100-150 качаний в мин

У сорбент и раствор выдерживают в контакЗаказ 623р/29 Тираж 1007 Подписное

ВНИИПИ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 850598 6 те B течение 2-х ч) твердую и жидкую АВ-.17.- 2П (иавеска анионита 0,5 r, фазы отделяют друг от друга центри- СОЕ:по НС! 4,1 мг-экв/г, размер фугированием. Равновесную концентра- . частиц сорбента 0,2-0,3 мм в набухцию красителя определяют фотоколори- шем состоянии, анионит переведен s метрическим методом. Равновесная кон-: 5 Cl-форму), загруженного в стеклянную центрация красителя в растворе равна колонку площадью сечения 1 см : . г

210 мг/л. Скорость фильтрации раствора 0,25

Рассчитанная величина СОЕ в этих, мл/мин. см . Рассчитанная величина

2 условиях составляет 1,5 r/ã. ДОЕ в этих условиях составляет 1,02 .Пример 2. Подлежащий очистке !0 г/г, а величина ПДОŠ— 3,1 г/г. раствор с рН 1,5 (готовят путем до- Таким образом, использование бавления концентрированной соляной предлагаемого способа очистки водных кислоты) и концентрацией полиметиново- растворов от ионогенных красителей го красителя катионного оранжевого по сравнению с известным позволяет

Ж 360 м /

360 мг/л фильтруют через слой макро-!5 в 6«10 раз уменьшить расход иоиита пористого катионита КУ.- 23. (30/100) . при одинаковом. эффекте очистки и, (навеска катионита 0,5 г, СОЕ по следовательно, снизить стоимость обNa0H 4,8 мг-экв/г, размер частиц работки воды.

0,2-0,3 мм в набухшем состоянии, катионит в Йа-форме ) загруженного в . О стеклянную колонку площадью сечения Формула изобретения

1 см ; Скорость фильтрации раствора

2.0,25 мл/мин. см . Рассчитанная вели- 1. Способ очистки водных растворов 2 чина ДОЕ в этих условиях сЬставляет от ионогенных красителей сорбцией по0,25 г/r, а величина ПДОЕ составляет 25 следних макропористыми катионитами, 1,3 г/г. отличающийся тем, что, Пример 3. К 100 мл водного с целью повышения степени очистки раствора антрахинонового красителя . растворов от катионных красителей, кислотного чисто-голубого с рН 13 сорбцию ведут нри рН 1-2. готовят путем добавления ковентри- Зб 2. Способ очистки водных раство-рованного раствора едкого натра) и ров от ионогенных красителей сорбциконцентрацией красителя 350 мг/л ей последних макропористыми анионитадобавляют 10 мг макропористого анно- ми,отличающийся тем,что, нита. АВ-1 7-2П (СОЕ по НС! = 4,1 с целью повышения степени очистки мг зкв/г, размер частиц 0,2-0,3 мм 35 растворов от анионных красителей, в набухшем состоянии, анионит пере- сорбцию ведут при. рН 12-13. веден в С! — форму) . После установ-. Источники информации, ления сорбционного равновесия (ис-. принятые во внимание при экспертизе пользуют качающуюся платформу со . 1. Белевцев А.Н., Овчинникова И.В., скоростью хода 100-150 качаний в 40 Кандзас П.Ф, и др. Удаление катионных мин, сорбен и раствор выдерживают красителей из промышленных сточных в контакте в течение 2-х ч ) твердую вод. Научные исследования в области фазу отделяют центрифугированием. очистки,промьппленных сточных вод.

Равновесная концентрация красителя в Труды института ВНИИ ВОДГЕО. Вып. 59, растворе равна 200 мг/л, Рассчитан- 45 И., 1976, с. 46. ная величина СОЕ в этих условиях . - 2. Светлов А.К. Пушкарева И.А, составит 1,5 г/r. Швец Д.П. и Лазарченко В.Д. Изучение

Пример 4. Подлежащий очист- кинетики сорбции родамина 6 Ж пориске раствор с рН 13 (готовят путем тымн катиожютами, ЖФХ 1976, т.50, добавления концентрированного раство- >В 9 9, с. 2295. ра едкого натра) и концентрацией 3. Никифоров А.Ф., Браяловский Б.С., антрахинонового красителя кислотного Аникии Ю.В. и др. Сорбция краситечисто-голубого 350 мг/л фильтруют лей макропористым аннонитом АВ-17-10П, через слой макропористого. анионита ЖПХ, 1979, т.52. Р 1 с.201-203.