CZ45992A3

CZ45992A3 - Uhlíkaté adsorbenty pro čištění vody

Info

Publication number: CZ45992A3
Application number: CS92459A
Authority: CZ
Inventors: Jindrich Rndr Csc Starek; Ludmila Ing Chvatalova; Rudolf Doc Ing Drsc Zahradnik
Original assignee: Ustav Fyzikalni Chemie A Elekt
Priority date: 1992-02-17
Filing date: 1992-02-17
Publication date: 1993-12-15

Abstract

Předmětem řešení jsou uhlíkové adsorbenty pro čištění vody modifikované hydroxidy železa za účelem zvýšení sorpční kapacity a kinetiky adsorpce látek znečišťujících vodu. Jeho podstata spočívá v tom, že se na povrch nebo do vnitřní porézní struktury výchozího uhlíkové materiálu vhodným způsobem nanesou nebo se zde vyloučí hydroxidy železa (Fen,FeID) v množství odpovídajícím 0,5 až 15 hmot. % Fe ve výsledném sorbentu. Řešení se dále týká způsobu výroby uvedených adšorbeníů z aktivního uhlí a jejich použití při odstraňování huminových látek z vody.

Description

Uhlíkové atísopfeenty pro čištěni vody, způsob jejich výroby a jejich použití

Oblast techniky

Vynález se týká adsorbentů výroby a jejich použití v proces prc e ch čištění vody, způsobu úpravy a čištění vody.

jejich

Dosavadní stav techniky

Úprava vod představuje komplexní problém spojený jak s okamžitým složením a koncentrací přítomných kontaminantů, tak s technologickými postupy použitými k jejich odstranění. Hlavní podíl organického znečištění přírodních povrchových vod přitom představují huminové látky v koncentracích až 128mg/l. Jejich přítomnost zvyšuje korozivní účinky vody. Nejzávažnější jsou však hygienické problémy, které vznikají při desinfekci vody působením aktivního chlóru i ozónu jako důsledek štěpení molekul huminových látek za vzniku řady toxických či kancsrogenních produktů.

Snížení obsahu huminových látek je proto prvním krokem úpravárenského procesu. 2 ekonomickych důvodů se nejčastéji používá metoda čiření žaiezitýmí a hlinitými sloučeninami. Zkoušeny byly i netradiční silně kationické polymerní koaguianty (např. póly— ethyienimin). Další metody, používané především při odstraňování zbytkových koncentrací huminových látek po předchozím čiření, jsou založeny na sorpci nebo oxidaci. Jako adsorbentů se používá různých typů práškového nebo zrněného aktivního uhlí, oxidu hlinitého, parační bo DEAE nu a dalších. Sety pu Amberlitu nev ho dny m množs t v í m něho nebo ozonu.

sílí kage i u. uhliči tanu v ápe natě ho , ny1o vlastnosti mají také různé lontoměniče celulóza. Oxidativní rozklad se provádí oxidu chioričitého. manganistanu drasei;

E? θ 837 537 .jsou známy adsorbenty na bázi vysoce specifického aktivního uhlí, modifikovaného různými solemi řady různých kovů. Tyto adsorbenty se připravují z aktivního uhlí, předem důkladně vymytého demineralizovanou vodou, modifikací jeho povrchu sušením ve vakuu při teplotě od 150 do 300°C a bezprostředním přidáním roztoku vhodné soli kovu do vakua a následným vysušením na vzduchu. Při tomto procesu se použitá sůl adsorbuje na adsorpčních místech na povrchu aktivního uhlí. V citovaném EP je uváděno pouze zcela obecně, bez jakéhokoliv doložení, že předmětné adsorbenty jsou vhodné ke specifickému odstraňování plynných, kapalných a pevných škodlivých látek molekulární velikosti z plynných a kapalných medií. Jejich použití v kapalných vodných fázích bude však značně problematické, protože převážná většina v patentu uváděných solí kovů se bude ve vodě zpětně rozpouštět a z adsorbentu postupně vymývat.

Podstata vynálezu

Vynález spočívá v modifikaci uhlíkových adsorbentů hydroxidy železa (Fe¹¹,Fe¹“¹) za účelem zvýšení sorpční kapacity a kinetiky adsorpce látek znečišťujících vodu. Jeho podstata je v tom, že se nct CO v r C.'i

CO struxtui-v výcnozcho unuxoveno materiálu nanesou nebo se zde vyloučí hydroxidy žeieza v množství odpovídajícím 0.5 až 15 hmot./, železa ve výsledném adsorbentů. Připravený adsorbent i jeho použití jsou ekologicky nezávadné.

Předmětem vynálezu je dále výhodný způsob výroby uvedeného adsorbentů z aktivního uhlí, jehož podstata spočívá v tom, že se granulované aktivní uhlí aktivované vodní párou impregnuje vodným roztokem žeiezitých solí o koncentraci odpovídající požadovanému množství žeieza ve výsledném adsorbentů. Reakcí s alkalickými složkami uhlí dojde k vyloučení hydroxidů žeieza na jeho povrchu.

Vynález ss iále buká coužiti oředmětného adsorbentů pro odstranev h; .numinovi^ch látek z vccv. Při tomto .. e uoravovaná nebo čištěna -'oda uvede .do cr.vku s uvenerum adsorbentsm buď ve statickém nebo dunamickém režimu adsorpce z kapalné ;áza.

Na rozdíl od citovaného EP 3 337 537 se při výrobě předmětného adsorbentu z aktivního uhlí vychází z původního, předem nijak neupraveného materiálu. Železo deponované na jeho povrchu ve formě nerozpustných hydroxidů, kromě jejich naprosto odlišného chemického složení i fyzikálně chemických povrchových vlastností, odstraňuje potenciální problémy s vymýváním solí kovů v kapalných vodných fázích z adsorbentů vyrobených podle uvedeného EP.

Příklad provedení vynálezu

Adsorbent s dispergovanými hydroxidy železa byl připraven im pregnací metodou sprayování sítové frakce 100-160pm rozemletého granulovaného aktivního uhlí (AC) aktivovaného vodní párou. Jako impregnační roztok byl použit 0.4 M vodný roztok Fe₂(SO₄>₃.9H₂0 o objemu rovném sumárnímu objemu pórů (1.0 1/kg) v použité navážce výchozího AC . Vzniklý substrát byl 6 hod. termostatován při 30°C v uzavřené nádobě. Po několikanásobném promytí destilovanou vodou (přibližně 40 1/kg) do negativní reakce na Fe¹¹¹ byl produkt vysušen při 100°C. Stanovený obsah Fe v připraveném adsorbentu byl 3.0 hmot.Z.

Ha výchozí,-a nosiči tfiC) oř· i praveném sGSGPser.íu s dispergovanými hydroxidy železa (AC/Fe) byly změřeny adsorpční isotermy a kinetika adsórpce huminových kyselin (HA) z vodných roztoků při teplotě 25°C. Na obr, 1 je uvedena časová závislost poklesu koncentrace (c) huminových kyselin po přidání 25 g připraveného adsorbentu (AC/Fe) a výchozího nosiče (AC) na 1 liti·· roztoku o počáteční koncentraci 100 mg/1 . Adsorpční isotermy HA na obou vzorcích jsou uvedeny v obr.2. 2 obrázků je zřejmé podstatné zvýšení sorpční kapacity u adsorbentu AC/Fe způsobené hydroxidy železa dispergovanými na aktivním uhlí.

Uvedený příklad neukazuje optimální podmínKy provedeni ani ne omezuje ro zsah vynálezu.

Způsob průmyslové využitelnosti

Vynález se dá využít k výrobě adsorbentu pro úpravu a čištění vody, který má lepší sorpční vlastnosti než výchozí uhlíkatý materiál. Vyšší sorpční kapacita umožňuje použít menší množství adsorbentu.

Claims

Valentové nároky

1. Uhlíkové adsorbenty pro čištění vody, vyznačující se tím, že jsou modifikovány dispergovanými hydroxidy železa (Fe^II,Fe*¹¹) v množství odpovídajícím obsahu 8.5 až 15 hmot.Z železa ve výsledném suchém adsorbentu.
2. Způsob přípravy adsorbentu podle nároku 1. vyznačený tím, že se aktivní uhlí impregnuje vodným roztokem železitých solí o koncentraci odpovídající požadovanému množství železa ve výsledném adsorbentu.
3. Použití adsorbentu podle nároku 1. pro odstraňování huminových látek z vody.
4. Způsob odstraňování huminových látek z vody, vyznačující se tím, že se upravovaná voda uvede do styku s uhlíkovým adsorbelitem podle nároku 1.