Адсорбент для очистки воды от органических веществ

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («>939031

Союз Советских

Социалистических

Республик (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.12.80 (21) 3239276/18-25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 30.0682. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 30.06.82

Р1 М К з

В 01 D 15/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 543.544 (088.8) :I з (72) Авторы изобретения

З.А.Мамедова, Г.П.Кязимова, P.P.Øàðèôoâ и Л.A.Èàìåäüÿðîâà

7.

1, ..

Бакинский филиал Всесоюзного научно-исследов тельскогоинститута водоснабжения,.канализации, гидротехйй Геских --=-- сооружений и инженерной геологии "ВОДГЕО"

G (71) Заявитель (54) АДСОРБЕНТ дЛЯ ОчиСтки ВОДЫ

OT ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к физической химики, а точнее к сорбции, и может быть использовано для охраны окружающей среды от органических загрязнителей на локальных или биологических очистных сооружениях предприятий нефтехимического синтеза для адсорбционной очистки сбрасываемой воды.

Известно использование активных углей в качестве сорбционного материала для очистки воды от органических примесей (1 ).

Следует отметить, что активные угли, обладая универсальными сорбционными свойствами, дороги, малоустойчивы, особенно в агрессивных средах.

Цель изобретения — получение адсорбента по своим свойствам близкого к активным углям, химически прочного и более дешевого.

Поставленная цель достигается использованием известного отхода винодельческого производства - косточек винограда, в качестве исходного материала для получения адсорбента.

Эти косточки, в отличие от вышеуказанных углей, уже имеют сторого определенную форму и поэтому не подлежат специальному трудоемкому дроблению и отделению фракции при последующей активации. Кроме того, эта природная форма не только не нарушается в процессе активацин,а наоборот сохраняется и прицает особую прочность углям, полученным на основе этих косточек.

Активные угли, полученные из виноградных косточек, как показали опыты, приближаются к своим сорбционным свойствам к микропорнстым углям первого структурного типа (2j адсорбция на которых может быть интерпретирована с точки зрения теории объемного заполнения. На основании теории объемного заполнения микропор получено уравнение изотермы адсорбции из водных растворов микропористыми активными углями первого структурного

20 типа

W 1а С Я

egr = eg - — 2,зоз кя т (eg -й-> (1)

P Vm СР где à — равновесная адсорбция при температуре Т и равновесной

25 концентрации Ср,.

Ч„; — мощный объем адсорбата;

C — концентрация равновесного насыщенного раствора; удельный объем адсорбцион30 ного пространства;

838031

К вЂ” константа, характеризующая данную систему адсорбент-адсорбат (константа характеристической кривой)..

Если экспериментальные изотермы адсорбций подчиняются, уравнению (1), Г то в координатах pggr, (д- ) )

С она должна быть прямой линией с тангенсом угла наклона tgd= 2„303 KR Т

= 2 303 Вт (О В . где  — структурно-энергетическая константа, характеризующая дан-. ный уголь; коэффициент аффинности, пред-15 ставляющий величину относительной дифференциальной мольной работы адсорбции.

На фиг.1 приведены опытные изотермы адсорбции сульфонола (1,1), 20 додецилбензола (2,2), фенола (3,3) соответственно на предлагаемом сорбенте в сравнении с активным углем марки БАУ; на фиг,2 — то we, линеализованные в логарифмических координа- 25 тах.

Данные изотермы дали возможность установить: предельный объем адсорбционного пространства (W =

=0,2-0,3 см /ч), объем микропор (V=0, 2-0, 25 см /ч), структурноэнергетические константы (В.10 >4), значение, соответствующее максимальной предельной адсорбции, например, для сульфонола, равно " 50- 35

60 мг/л и подтвердить сходство сорбционных свойств полученного адсорбента с активным углем.

Наряду с сорбционными свойствами, приближающими полученные из виноград-4() ныХ косточек образцы сорбентов к известным активным углям, предлагаемый сорбент имеет и свои преимущественные отличия: во-первых, он обладает высокой механической прочностью, 45 что позволяет его многократно использовать после регенерации даже в агрессивных средах; во-вторых, в процессе приготовления сорбента отпадает необ-. .ходимость специального дробления, так как эа основу берется сама форма косточек, созданная природой; в-третьих, этот сорбент гораздо дешевле, так как получен из материала, являющегося многотоннажным отходом винодельческого производства, утилизация которо-55 го с целью получения нужного сорбционного материала может явиться важной задачей, имеющей большое народнохозяйствениоее значение, как с точки зрения использования отхода производства, TcLK и с точки зрения охрайы окружающей среды.

Следует также отметить, что в технологии приготовления вина виноградные косточки в процессе брожения хо- 65 роша отделяются от мякоти и оседают вниз, образуя донные осадки, которые легко отделяются от жидкой части. Способность косточек быстро отделяться при брожении, а также несложный процесс их удаления открывают большие возможности реального упрощения технологии приготовления сорбента и удешевления его в целом.

Пример 1 . Высушенные в естественных условиях косточки винограда подвергают обработке 8-10%-ным раствором серной кислоты в течение

6-7 ч, отделяют от кислоты, высушивают при комнатной температуре. Затем высушенные косточки насыпают в стальную трубку размером (120 х 20) мм, имеющую два патрубка: один для ввода, другой для отвода сжатого воздуха.

Трубку помещают в корпус печи

СУОЛ-0 15 1/12 МР ТУ 7895-68. Температуру с помощью соответствующего напряжения на латоре поддерживают 230-250 С. При этой температуре в токе сжатого воздуха (скорость

V8 » =80-100 мл/мин) производят сжиганйе косточек в течение 30-35 мин.

Пример 2. Навески полученного образца сорбента помещают в колбы с притертыми пробками, заливают определенным объемом растворов фенола додецилбензола и сульфонола и встряхивают на шуттель-аппарате (130 колеб./мин) в течение времени, необходимого для установления адсорбционного равновесия в системе. Равновесную адсорбцию расчитывают по формуле c c v

Р .100 m где С и С вЂ” соответственно исходо P ная и равновесная концентрация сорбата в растворе, мг/л; ж - навеска сорбента, г;

Ч - объем исследуемого раствора, мл., Определение сорбата в растворе в случае фенола и додецилбензола производят хроматографическим методом, в случае сульфонола — спектрофотометрический методом.

Пример 3. Регенерацию отработанного сорбента производят при 400-450РС в .той же печи, что и в примере 1 в точке водяного пара,в течение 30-40 мнн.

В таблице представлена динамическая характеристика регенерированного предлагаемого сорбента в сравнении с углем марки БАУ.

Как видно из табличных данных, все параметры регенерированного сорбента, полученного на основе косточек винограда, приближаются к соответствующим данным угольных сорбентов.

939031

Динамическая. характеристика регенерированного сорбента на основе косточек винограда в сравнении с углем марки БАУ

Динамическая емкость, ф

Объем фильтрата до проскока, л

Сорбент из Уголь косточек БАУ

Сорбент из Уголь БАУ косточек

70

3,5

3,3

72

3,4

3,3

Формула изобретения

ЛУ Ю ЯО ФО М бО Ю 80 УО р l

Продолжительность регенерации отработанных сорбентов, мин

Применение косточек винограда в качестве исходного материала для получения гранулированного адсор бента для очистки воды от органических веществ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Глубокая. очистка и повторное использование сточных вод. Обзор.

И., Госстройиздат СССР, 1974.

2. Стандик A.M. и др. О примени" мости теории объемного заполнения микропор к описанию адсорбции из водных растворов на активных углях, Журнал прикладной химии, 1975, 9 48, Ð 1, с. 186-191 (прототип).

939031

Составитель В.Сизенев

Техред T. Маточка КоррректорВ.Бутяга

Редактор М.Ткач

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4, Заказ 4531/14 Тираж 734 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5