Способ очистки воды от органических соединений, обуславливающих ее цветность
Патент 2315003
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
- C02F1/58 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)
- B01J20/04 - содержащие соединения щелочных металлов, щелочноземельных металлов или магния
- B01J20/24 - высокомолекулярные соединения естественного происхождения, например гуминовые кислоты или их производные
Способ очистки воды от органических соединений, обуславливающих ее цветность
Изобретение относится к области очистки воды для хозяйственных, питьевых и технологических целей и может найти применение для очистки природных (подземных и поверхностных) и техногенных вод от органических соединений - гуминовых и фульвокислот, обуславливающих цветность воды. Способ очистки включает контактирование загрязненной воды с сорбентом, причем в качестве сорбента используют брусит. В предпочтительном варианте осуществления способа сорбцию осуществляют путем фильтрации через слой брусита. Предусмотрено также осуществление способа путем добавления брусита крупностью менее 0,1 мм в обрабатываемую воду с последующим отделением осадка. Изобретение обеспечивает высокое качество очистки воды и удешевление процесса за счет использования природного сорбента. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат
Техническое решение относится к области очистки воды для хозяйственных, питьевых и технологических целей и может найти применение для очистки природных (подземных и поверхностных) и техногенных вод от органических соединений, обуславливающих цветность воды.
Известен способ очистки природных вод от органических соединений по авт. св. СССР №590261, С 02 В 1/14, опубл. в БИ №4 за 1978 г., путем контактирования с сорбентом, содержащим окись алюминия, модифицированную сульфидом кадмия.
Недостаток указанного способа заключается в необходимости подготовки сорбента с использованием химических реактивов (соль кадмия, серная кислота, раствор аммиака, сульфид натрия или тиоацетамида), что требует дополнительных затрат непосредственно на химические реактивы и на обезвреживание отходов или стоков, содержащих их.
Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к предлагаемому техническому решению является способ очистки воды от гуминовых и фульвокислот сорбцией на ионитах, преимущественно высокоосновных (Мамченко А.В. Сорбция гумусовых соединений ионитами // Химия и технология воды. - 1993 - 15 - №4 - С.270-294). Эта технология может быть применена только для отдельных видов производств с целью получения высокоочищенной воды в виду высокой стоимости синтетических ионитов.
Технической задачей предлагаемого способа является удешевление процесса за счет использования дешевого природного сорбента при обеспечении высокого качества очистки воды.
Это достигается тем, что очистку воды от органических соединений, обуславливающих ее цветность, осуществляют путем сорбции, используя, согласно техническому решению, в качестве сорбента брусит.
Брусит - широко распространенный природный минерал класса гидроокислов, химическая формула которого - Mg(OH)2, можно использовать термически модифицированный. Эффект от использования природного или термически модифицированного брусита одинаков: происходит удешевление процессов.
Использование брусита в качестве сорбента в процессе очистки воды позволяет получить воду высокого качества, в том числе удовлетворяющую ПДК на питьевую воду по показателю "цветность" (20 градусов), с одновременными снижением показателя "перманганатная окисляемость" в 1,5÷2,0 раза.
Сорбцию можно осуществлять путем фильтрации через слой брусита или добавления его крупностью менее 0,1 мм в обрабатываемую воду с последующим отделением осадка.
Сущность технического решения иллюстрируется примерами конкретной реализации способа и таблицей.
Пример 1. В пробы модельного раствора с цветностью 88 градусов, в котором цветность обусловлена присутствием гуминовых кислот, добавляют порции природного или термически модифицированного брусита. Пробы раствора с указанным бруситом перемешивают в течение 15 мин на механической мешалке, затем фильтрацией отделяют указанный брусит с сорбированными на нем гуминовыми кислотами. В фильтратах определяют остаточную цветность воды и перманганатную окисляемость.
Пример 2. В пробы модельного раствора с цветностью 87 градусов, в котором цветность обусловлена присутствием фульвокислот, добавляют порции природного или термически модифицированного брусита и далее способ осуществляют как в примере 1.
Пример 3. В пробы речной воды, содержащей гуминовые и фульвокислоты в соотношении ˜ 1:2, с цветностью 100 градусов, добавляют порции природного или термически модифицированного брусита и далее способ осуществляют как в примере 1.
Результаты очистки по примерам 1, 2, 3 представлены в таблице.
Приведенные в таблице данные показывают, что снижение цветности модельного раствора, содержащего гуминовые кислоты, с 88 до 20 градусов происходит при расходе природного брусита - 0,75 г/л; термически модифицированного брусита - 0,05 г/л. Снижение цветности до 20 градусов модельного раствора, содержащего фульвокислоты, происходит при более высоком расходе брусита: 3,0 г/л - природного или 0,5 г/л - термически модифицированного. Для очистки речной воды, с цветностью 100 градусов до 20 градусов расход брусита составил: 2,0 г/л - природного или 0,75 г/л - термически модифицированного. Термическое модифицирование природного брусита удорожает его стоимость, но это компенсируется снижением его расхода в 3÷10 раз по сравнению с природным.
Пример 4. Сорбционную колонку диаметром 20 мм заполняют термически модифицированным бруситом крупностью 0,5÷3,0 мм. Объем загрузки - 80 см3. Через колонку пропускают речную воду с цветностью 100 градусов, содержащую гуминовые и фульвокислоты, со скоростью 5 м/ч. Было очищено 12000 мл воды, что составляет 150 объемов загрузки. Остаточная цветность не превышала 20 градусов. Перманганатная окисляемость снизилась с 9,2 до 4,8÷5,0 мг O2/л.
Таким образом, предлагаемый способ отличается простотой и дешевизной. Использование дешевого природного или термически модифицированного брусита в качестве сорбента для удаления из природных и техногенных вод, органических соединений, обуславливающих цветность воды (гуминовые и фульвокислоты), позволяет получить воду гарантированно высокого качества, в том числе удовлетворяющую ПДК на питьевую воду по показателю "цветность" (20 градусов), с одновременным снижением показателя "перманганатная окисляемость" в 1,5÷2,0 раза.
| Таблица | ||||
| № пробы | Цветность, град. | Расход природного брусита, г/л | Расход термически модифицированного брусита, г/л | Перманганатная окисляемость, мг О2/л |
| Гуминовые кислоты | ||||
| исходная | 88 | - | - | 8,0 |
| 1 | 28 | 0,5 | - | 4,8 |
| 2 | 20 | 0,75 | - | 4,3 |
| 3 | 15 | 1,0 | - | 4,0 |
| 4 | 20 | - | 0,05 | 4,6 |
| 5 | 10 | - | 0,25 | 3,9 |
| 6 | 2 | - | 0,5 | 3,7 |
| Фульвокислоты | ||||
| исходная | 87 | - | - | 9,2 |
| 1 | 34 | 1,5 | - | 6,0 |
| 2 | 26 | 2,5 | - | 5,8 |
| 3 | 19 | 3,0 | - | 5,7 |
| 4 | 25 | - | 0,25 | 5,8 |
| 5 | 18 | - | 0,5 | 5,6 |
| 6 | 15 | - | 0,75 | 5,4 |
| Гуминовые + фульвокислоты | ||||
| исходная | 100 | - | - | 14,8 |
| 1 | 28 | 1,5 | - | 7,8 |
| 2 | 25 | 1,75 | - | 6,0 |
| 3 | 20 | 2,0 | - | 5,8 |
| 4 | 22 | - | 0,5 | 6,0 |
| 5 | 16 | - | 0,75 | 5,8 |
| 6 | 14 | - | 1,0 | 5,4 |
1. Способ очистки воды от гуминовых и фульвокислот, обуславливающих ее цветность, путем сорбции, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют брусит.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сорбцию осуществляют путем фильтрации через слой брусита.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сорбцию осуществляют путем добавления брусита крупностью менее 0,1 мм в обрабатываемую воду с последующим отделением осадка.