CN114144381A - 处理水以降低其溶解二氧化硅含量的方法 - Google Patents
处理水以降低其溶解二氧化硅含量的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114144381A CN114144381A CN202080050514.1A CN202080050514A CN114144381A CN 114144381 A CN114144381 A CN 114144381A CN 202080050514 A CN202080050514 A CN 202080050514A CN 114144381 A CN114144381 A CN 114144381A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- particulate material
- water
- regeneration
- chloride
- iron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 70
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 43
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 claims abstract description 24
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 15
- MSNWSDPPULHLDL-UHFFFAOYSA-K ferric hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Fe+3] MSNWSDPPULHLDL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 10
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 40
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 39
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical group [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 33
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 13
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical group [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 6
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 4
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- 239000002585 base Substances 0.000 description 10
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 10
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- -1 alkali metal salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CUPCBVUMRUSXIU-UHFFFAOYSA-N [Fe].OOO Chemical compound [Fe].OOO CUPCBVUMRUSXIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910021519 iron(III) oxide-hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N dihydroxy(oxo)silane Chemical compound O[Si](O)=O IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M hydroxy(oxo)iron Chemical compound [O][Fe]O AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 238000000622 liquid--liquid extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28016—Particle form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/34—Regenerating or reactivating
- B01J20/3433—Regenerating or reactivating of sorbents or filter aids other than those covered by B01J20/3408 - B01J20/3425
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/34—Regenerating or reactivating
- B01J20/345—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture
- B01J20/3475—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture in the liquid phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/008—Control or steering systems not provided for elsewhere in subclass C02F
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/02—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/40—Liquid flow rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/02—Specific form of oxidant
- C02F2305/023—Reactive oxygen species, singlet oxygen, OH radical
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
用于处理水以降低其溶解二氧化硅含量的方法，其特征在于，该方法包括至少一个吸附所述溶解二氧化硅的步骤，该步骤在于使所述水在容纳由氢氧化铁(III)和/或羟基氧化铁(III)的颗粒组成的吸附性颗粒材料的反应器中通过；以及至少一个再生所述颗粒材料的吸附能力的步骤，该步骤在于使所述颗粒材料与碱和至少一种氯化物接触。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于处理水以降低其溶解二氧化硅含量的方法。
更具体地，本发明涉及这样一种方法：在该方法中，溶解二氧化硅被吸附在可再生的吸附性材料上。
背景技术
硅(Si)存在于众多岩石和沉积物中。通过各种化学变化过程，这种元素存在于各种类型的水(海水、咸水、河水和湖水等)中。尽管水中的硅化学是复杂且知之甚少的，但已知硅酸以可溶形式(“溶解二氧化硅”)存在于这些水中，其浓度特别取决于它们所含的化学物质以及它们的温度。然而，当希望将这种水用于某些应用时，这种溶解二氧化硅具有许多缺点。
实际上，这种溶解二氧化硅会在某些条件下沉淀，从而导致使用这种水的某些设备出现故障。
例如，它在以下水中的存在是不希望的：打算供给锅炉的水，打算在蒸发浓缩器中处理的水，打算通过膜过滤装置(特别是整合有反渗透膜的过滤装置)处理的水等。在这些设备中，溶解二氧化硅会沉淀并使设备结垢或堵塞。
这种溶解二氧化硅本身也会构成引起麻烦的物质，这不是因为它会沉淀，而是因为它的存在将会干扰某些水处理中涉及的某些化学或物理化学反应。例如，在某些液-液萃取方法中，二氧化硅的存在会产生胶体杂质，从而极大地干扰相分离。另一个例子是溶解二氧化硅在旨在去除其他化合物的螯合树脂方法中的干扰性质。
现有技术中存在各种用于降低水中的溶解二氧化硅含量的技术。
因而，它们可被凝结或电凝结，然后进行澄清。但是，这些方法会产生也要必须进行处理的污泥，并且涉及到使用大量的凝结剂，这增加了它们的成本。
在碱金属存在下共沉淀溶解二氧化硅也是已知的。除了这种技术也需要大量化学试剂(如苛性钠或石灰)来导致形成不溶性碱金属盐这一事实之外，它还需要在溶解在待处理水中的碱金属浓度低时必须向所述水中添加大量高度可溶的碱金属盐如氯化镁。因此，这项技术也被证明实施起来相对昂贵。
这些不同的技术还有共同的缺点，即必须在通常大于10的高pH值下实施。
因此需要针对现有技术的这些不同方法的替代解决方案，以允许降低水中的溶解二氧化硅含量而不必使用大量的化学试剂，并且其可以在较低的pH值下使用。
为此目的使用离子交换树脂在工业上是不可行的。实际上，由于溶解二氧化硅主要仅在pH值>9.4时才被离子化，因此通过这种方法对其进行消除则会要求调节pH在碱性范围内，这对于含有一定碱度和/或硬度的水来说会导致不希望的碳酸盐沉淀。而且，由于此类阴离子树脂对溶解二氧化硅并不是严格选择性的，因此这些树脂的大部分交换容量将被待处理水中存在的其他阴离子(Cl-、Br-、SO4 2-、...)利用。该阴离子交换树脂的这种选择性的缺乏使得这种方法在工业上不可持续地去除二氧化硅，因为它需要使用过大量的树脂。
发明内容
这个需求由于本发明而得到满足，本发明涉及一种用于处理水以降低其溶解二氧化硅含量的方法，其特征在于该方法包括至少一个吸附步骤，该吸附步骤在于使所述水在容纳由氢氧化铁(III)和/或羟基氧化铁(III)的颗粒组成的吸附性颗粒材料的反应器中通过；以及至少一个再生所述颗粒材料的吸附能力的步骤，该步骤在于使所述颗粒材料与碱和至少一种氯化物接触。
本发明因而提出使用这种材料来吸附溶解二氧化硅，并且当其对这种化学物质的吸附能力不足时，则通过使其与碱性溶液和至少一种氯化物溶液接触来再生这种吸附能力。含有这些物质的介质可以多次使用，直到它们的二氧化硅含量过高或被估计过高。因此，与现有技术相比，该方法在化学试剂方面的成本较低。
据本发明人所知，在现有技术中从未提出过联合使用碱和氯化物来再生铁(III)的氢氧化物或羟基氧化物的吸附能力。本发明人观察到，这些溶液的使用可以保持这些化合物的结晶形式。而正是这种结晶形式允许二氧化硅吸附在这种类型的材料上。
优选地，所述吸附性颗粒材料的至少一部分为四方纤铁矿的形式。
四方纤铁矿是一种氢氧化铁(III)的矿物形式，具有的分子式为β-Fe3+O(OH,Cl)。这种材料已知可以吸附二氧化硅(Naren et al.Ad-sorption Kinetics of silicilicacid on akaganeite 2013J.Colloid Interface Sci.399-2013 87-91)，但这种性能从未在工业阶段被利用，因为已知没有有效的再生方法允许其吸附性能被保持。
优选地，所述颗粒材料包含至少5％重量的四方纤铁矿。
本发明人观察到，碱和至少一种氯化物用于再生颗粒材料的吸附能力的本发明用途使得能够保持甚至改善这种吸附能力。
根据这些实施方案，所述碱和所述至少一种氯化物可同时或相继使用。
因此，根据一种变体，所述再生步骤利用包含所述碱和所述至少一种氯化物的再生溶液来进行。
根据另一种变体，该再生步骤利用两种再生溶液来进行，一种包含所述碱，另一种包含所述氯化物。然后可在包含该碱的溶液之前或之后使用包含所述至少一种氯化物的溶液。
有利地，所述碱选自NaOH、KOH、NH4OH、LiOH。优选地，使用NaOH。
同样有利地，所述氯化物选自NaCl、KCl、LiCl、NH4Cl、MgCl2、CaCl2、BaCl2、MnCl2。优选地，使用NaCl。
在实践中，该碱以0.1-4N、优选0.5-2N的摩尔浓度使用，并且该氯化物以0.1-4N、优选0.5-2N的摩尔浓度使用。
还优选地，所述颗粒材料被用在固定床或流化床中，并且所述吸附步骤按照5-30BV/h(“每小时床体积”)的体积负载来进行，也即每立方米颗粒材料每小时5-30立方米的水通过。
优选地，所述颗粒具有0.2mm-5mm的尺寸。
要指出，根据本发明的方法可以用固定床或流化床形式的颗粒材料来实施，或者在包括无限混合的反应器的设备和之后的沉降器中实施，所述设备则有利地配备有用于再循环反应器中沉降的颗粒材料的管道，以及下述的装置：该装置使从沉降器提取的颗粒材料的一部分与所述碱和所述至少一种氯化物接触，然后使再生的材料返回到反应器中。
附图说明
通过以下参照附图给出的对其实施方案的描述，本发明及其所具有的各种优点将得到更好的理解，其中：
[图1]是用于实施根据本发明的方法的设备的示意图；
[图2]的曲线图显示在根据本发明的再生步骤(上部曲线)和本发明之外的两个再生步骤(两个下部曲线)之后根据图1的设备的颗粒床的吸附能力的演变。
具体实施方式
参考图1，水处理设备包括待处理水的储器1、含有吸附性颗粒材料3的反应器2、经处理的水的储器4和再生溶液储器5。
待处理水的储器1通过配备有阀1b的管道1a连接到反应器2的上部，并且经处理的水的储器4通过配备有阀4b的管道4a连接到反应器2的下部。
再生溶液储器5本身通过配备有阀5b和泵5c的管道5a连接到反应器2的下部，并且反应器2的上部通过再循环管道5e连接到这个再生溶液储器5。最后，这个再生溶液储器5包括排出管道5d。
应指出，反应器2中的吸附性颗粒床3的高度可根据实施模式而变化，并且其通常为0.5m-2m。
颗粒床3由含有至少5％重量的四方纤铁矿的羟基氧化铁的0.2mm-5mm的颗粒组成。
为了处理储器1中所含的水以减少溶解二氧化硅含量，打开阀1b和4b以允许所述水以向下流动的方式通过管道1a流入反应器2中并因此与吸附性颗粒材料3接触。经处理的水通过管4a回收在储器4中。要指出，在其他实施模式中，还可以考虑使待处理的水以向上流动的方式在反应器中通过。
这个吸附步骤以5-30BV/h(“床体积/小时”)的体积负载来进行，即每立方米颗粒床每小时5-30立方米的水通过。
在吸附步骤的实施过程中，颗粒吸附床逐渐负载二氧化硅，并且其吸附能力降低。
根据所述实施模式，因此可考虑监测在储器4中回收的经处理的水中残余的溶解二氧化硅的浓度，或者选择将吸附步骤限制在预定的持续时间。
一旦吸附床被认为具有低于给定阈值的吸附容量或已经运行足够长的时间，则关闭阀1b然后是4b，以中断待处理的水在反应器中的通过。
然后可实施颗粒床3的吸附能力的再生步骤。
为此生产再生介质。在本实施例的范围内，使用1N的氢氧化钠NaOH溶液，其中溶解了50g/L的0.86N的氯化钠NaCl。
然后打开阀5b，并且操作泵5c以将这种再生溶液注入吸附性颗粒床3中。再生溶液然后通过颗粒床并通过再循环管道5e在反应器2的上部回收，该再循环管道5e允许将所述再生溶液再引导至储器5。在这个再生步骤期间，吸附在含有至少5％重量四方纤铁矿的羟基氧化铁颗粒上的二氧化硅被转移到再生溶液中。
在该步骤结束时，关闭泵5c并关闭阀5b，然后重新打开阀1b和4b以开始新的吸附步骤。
因此可使用相同的再生溶液进行包括吸附步骤和再生步骤的多个循环。所述再生溶液逐渐负载二氧化硅，并且当其二氧化硅浓度被认为过高和/或在预定次数的此类循环结束时，已消耗的再生溶液可通过管道5d排出并且完全或部分地被替换为新的再生溶液。
因此，根据本发明的方法不太大量消耗试剂(碱和氯化物)。
作为对比，在20℃和50℃下使用不含氯化物但仅含有1N NaOH的再生溶液。
在图2的曲线图中，横坐标是以BV/h为单位的体积负载，并且纵坐标是以每克吸附性材料的SiO2毫克数表示的吸附性颗粒床的吸附能力。
在这个曲线图上，上面的曲线反映了根据本发明使用由1N NaOH和50g/L NaCl制成的上述再生介质在20℃下再生后的颗粒床的吸附能力，而下面的两条曲线反映了使用含有1N NaOH但不含氯化物的再生介质在20℃下(下部曲线)和在50℃下(中部曲线)再生后的相同颗粒床的吸附能力。
根据这个曲线图，当根据本发明在再生溶液中存在氯离子时，吸附床的再生明显更好。即使将仅含有NaOH的再生溶液在50℃下加热，吸附床的再生性能仍然低于根据本发明由NaOH和NaCl生产的再生溶液所观察到的再生性能。
根据本实施模式的方法使用每升300mg溶解二氧化硅的待处理的水来进行。在利用含有氯化物和碱的再生溶液的第一次、第七次和第八次再生循环之后测量吸附性材料上吸附的二氧化硅的量。结果在下表1中给出。这些结果还表明，出人意料地，颗粒状材料的吸附能力随着根据本发明推荐的再生循环数而增加。重复这些测试并获得相同的令人惊讶的结果，突显了由这种再生模式导致的材料上新吸附位点的可能且持续的活化和/或发展。应用于溶解二氧化硅浓度为70mg(SiO2)/L至100mg(SiO2)/L的待处理的水的本发明方法也显示出颗粒材料的吸附能力随着根据本发明的再生循环数而增加，数值接近于表1中给出的值。
[表1]
Claims (9)
1.一种用于处理水以降低其溶解二氧化硅含量的方法，其特征在于，该方法包括至少一个吸附所述溶解二氧化硅的步骤，该步骤在于使所述水在容纳由氢氧化铁(III)和/或羟基氧化铁(III)的颗粒组成的吸附性颗粒材料的反应器中通过；以及至少一个再生所述颗粒材料的吸附能力的步骤，该步骤在于使所述颗粒材料与碱和至少一种氯化物接触。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸附性颗粒材料的至少一部分为四方纤铁矿的形式。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述材料包含至少5％重量的四方纤铁矿。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述再生步骤利用包含所述碱和所述氯化物的再生溶液来进行。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述再生步骤利用两种再生溶液来进行，一种包含所述碱，另一种包含所述氯化物。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述碱选自NaOH、KOH、NH4OH、LiOH。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述氯化物选自NaCl、KCl、LiCl、NH4Cl、MgCl2、CaCl2、BaCl2、MnCl2。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述颗粒材料以固定床的形式使用，并且所述吸附步骤以每立方米颗粒材料每小时5-30立方米的水通过的体积负载来进行。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述氢氧化铁(III)和/或羟基氧化铁(III)的颗粒具有0.2mm-5mm的尺寸。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1907868A FR3098511B1 (fr) | 2019-07-12 | 2019-07-12 | Procédé de traitement d’eaux destiné à abattre leur teneur en silice dissoute |
| FRFR1907868 | 2019-07-12 | ||
| PCT/EP2020/069778 WO2021009130A1 (fr) | 2019-07-12 | 2020-07-13 | Procédé de traitement d'eaux destiné à abattre leur teneur en silice dissoute |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114144381A true CN114144381A (zh) | 2022-03-04 |
Family
ID=69468609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202080050514.1A Pending CN114144381A (zh) | 2019-07-12 | 2020-07-13 | 处理水以降低其溶解二氧化硅含量的方法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220348480A1 (zh) |
| EP (1) | EP4178919A1 (zh) |
| CN (1) | CN114144381A (zh) |
| AR (1) | AR119394A1 (zh) |
| AU (1) | AU2020315125A1 (zh) |
| BR (1) | BR112021025106A2 (zh) |
| CL (1) | CL2021003330A1 (zh) |
| FR (1) | FR3098511B1 (zh) |
| MX (1) | MX2021015472A (zh) |
| WO (1) | WO2021009130A1 (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050156136A1 (en) * | 2004-01-21 | 2005-07-21 | Arup K. Sengupta | Method of manufacture and use of hybrid anion exchanger for selective removal of contaminating ligands from fluids |
| AR047497A1 (es) * | 2004-11-29 | 2006-01-25 | Comision Nac De En Atomica Cne | Material adsorbente para la retencion de arsenico y otros elementos toxicos, y procedimientos para utilizarlo |
| JP2008031018A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Jfe Chemical Corp | フェライト用酸化鉄の製造方法 |
| US20080173583A1 (en) * | 2007-01-19 | 2008-07-24 | The Purolite Company | Reduced fouling of reverse osmosis membranes |
| JP2018126723A (ja) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 株式会社クラレ | シリカ含有水の処理方法及びその処理装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1216807C (zh) * | 2000-09-26 | 2005-08-31 | 拜尔公司 | 接触剂与吸附剂颗粒 |
| US7153434B1 (en) * | 2006-06-29 | 2006-12-26 | Severn Trent Water Purification, Inc. | Methods for removing contaminants from water and silica from filter media beds |
-
2019
- 2019-07-12 FR FR1907868A patent/FR3098511B1/fr active Active
-
2020
- 2020-07-13 CN CN202080050514.1A patent/CN114144381A/zh active Pending
- 2020-07-13 AU AU2020315125A patent/AU2020315125A1/en active Pending
- 2020-07-13 EP EP20739681.3A patent/EP4178919A1/fr active Pending
- 2020-07-13 AR ARP200101958A patent/AR119394A1/es unknown
- 2020-07-13 WO PCT/EP2020/069778 patent/WO2021009130A1/fr unknown
- 2020-07-13 US US17/620,897 patent/US20220348480A1/en active Pending
- 2020-07-13 MX MX2021015472A patent/MX2021015472A/es unknown
- 2020-07-13 BR BR112021025106A patent/BR112021025106A2/pt unknown
-
2021
- 2021-12-13 CL CL2021003330A patent/CL2021003330A1/es unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050156136A1 (en) * | 2004-01-21 | 2005-07-21 | Arup K. Sengupta | Method of manufacture and use of hybrid anion exchanger for selective removal of contaminating ligands from fluids |
| AR047497A1 (es) * | 2004-11-29 | 2006-01-25 | Comision Nac De En Atomica Cne | Material adsorbente para la retencion de arsenico y otros elementos toxicos, y procedimientos para utilizarlo |
| JP2008031018A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Jfe Chemical Corp | フェライト用酸化鉄の製造方法 |
| US20080173583A1 (en) * | 2007-01-19 | 2008-07-24 | The Purolite Company | Reduced fouling of reverse osmosis membranes |
| JP2018126723A (ja) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 株式会社クラレ | シリカ含有水の処理方法及びその処理装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 李扬等: "《多金属结核类型、结构构造及其矿物组成》", 31 January 1997, 中国地质大学出版社, pages: 56 * |
| 王武名: "利用尾矿与废酸液自反应性制备硅铁镁产品实验研究" * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220348480A1 (en) | 2022-11-03 |
| WO2021009130A1 (fr) | 2021-01-21 |
| MX2021015472A (es) | 2022-01-24 |
| EP4178919A1 (fr) | 2023-05-17 |
| FR3098511B1 (fr) | 2021-12-03 |
| AU2020315125A1 (en) | 2022-01-06 |
| CL2021003330A1 (es) | 2022-07-22 |
| BR112021025106A2 (pt) | 2022-01-25 |
| FR3098511A1 (fr) | 2021-01-15 |
| AR119394A1 (es) | 2021-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0191893B1 (en) | Process for adsorption treatment of dissolved fluorine | |
| JP4126399B2 (ja) | オキシ水酸化鉄の製造方法及びオキシ水酸化鉄吸着材 | |
| JP5157941B2 (ja) | ホウ素含有水の処理方法 | |
| WO2021024938A1 (ja) | 軟水化装置 | |
| WO1998057892A1 (en) | Water treatment process | |
| JP4880656B2 (ja) | 水処理装置および水処理方法 | |
| TW200825028A (en) | Method and apparatus for treating selenium-containing waste water | |
| CN109847718B (zh) | 一种水合氧化锆/海藻酸锶复合凝胶珠及其制法和应用 | |
| WO2018068065A1 (en) | Ion exchange resins for the removal of cyanide | |
| Meyers | Behavior of silica in ion exchange and other systems | |
| JP4396965B2 (ja) | 重金属除去方法およびその装置 | |
| CN114144381A (zh) | 处理水以降低其溶解二氧化硅含量的方法 | |
| US5286464A (en) | Silica gel ion exchange resins for the selective removal of lead and cadmium ions from aqueous liquids | |
| JP4103031B2 (ja) | フッ素含有水の処理方法 | |
| JPH10128313A (ja) | 写真排出液からの重金属の除去方法 | |
| US20120107215A1 (en) | Method of removing and recovering silica using modified ion exchange materials | |
| JPH0256958B2 (zh) | ||
| JP2737610B2 (ja) | 排煙脱硫排水の処理方法 | |
| JP2737614B2 (ja) | 排煙脱硫排水の処理方法 | |
| JPH11207365A (ja) | セレン含有排水の処理方法 | |
| KR101699349B1 (ko) | 폐정수슬러지 기반 입상형 흡착여재 및 그 제조방법 | |
| JP3237347B2 (ja) | 排煙脱硫排水の処理方法 | |
| JPH10216746A (ja) | 汚染水から重金属を除去する方法及びその装置 | |
| JP3891189B2 (ja) | ホウ素含有水の処理方法 | |
| TW201420513A (zh) | 含硼之排水的處理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |