RU2172297C2 - Method of treatment of sewage - Google Patents
Method of treatment of sewage Download PDFInfo
- Publication number
- RU2172297C2 RU2172297C2 RU99113400/12A RU99113400A RU2172297C2 RU 2172297 C2 RU2172297 C2 RU 2172297C2 RU 99113400/12 A RU99113400/12 A RU 99113400/12A RU 99113400 A RU99113400 A RU 99113400A RU 2172297 C2 RU2172297 C2 RU 2172297C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sodium
- polyaluminoethylsiliconate
- hematite
- sorption
- sorbent
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к материалам для очистки сточных вод атомной и радиохимической промышленности, а также природных водных сред от радиоактивных изотопов и обеспечению радиационной безопасности обслуживающего персонала и окружающей среды. The invention relates to materials for wastewater treatment of the nuclear and radiochemical industries, as well as natural aqueous media from radioactive isotopes and to ensure radiation safety of staff and the environment.
Наиболее широко в качестве сорбента используются высокожелезистые шламы фракции 0,1 мм с содержанием железа до 85 мас.% для очистки воды от ионов стронция Sr2+ [1]. Сорбцию проводят в статических условиях при pH 3-8 среды. Равновесное значение сорбции 20-24 ч. Максимальная сорбция ионов Sr2+ 0,37 ммоль/т (степень очистки сточных вод составляет 31%).The most widely used sorbent is high-iron slurry of 0.1 mm fraction with an iron content of up to 85 wt.% For water purification from strontium ions Sr 2+ [1]. Sorption is carried out under static conditions at pH 3-8 of the medium. The equilibrium sorption value is 20-24 hours. The maximum sorption of Sr 2+ ions is 0.37 mmol / t (the degree of wastewater treatment is 31%).
Недостатком известного способа очистки воды от ионов Sr2+ является низкая степень очистки, использование кислых агрессивных сред, высокое время установления сорбционного равновесия, узкий pH интервал применения.The disadvantage of this method of purifying water from Sr 2+ ions is the low degree of purification, the use of acidic aggressive environments, the high time for establishing sorption equilibrium, and a narrow pH range for use.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки воды от ионов тяжелых металлов, включающий введение в воду сорбента на основе магнетита и пропускание ее через магнитный фильтр с загрузкой из постоянно намагниченных элементов, регенерируемых обратной водовоздушной промывкой. После достижения предельной грязеемкости фильтра перед его регенерацией pH снижают до 3-3,5. Активацию отработанной суспензии осуществляют электрохимическим путем [2]. The closest in technical essence and the achieved result is a method of purifying water from heavy metal ions, including the introduction of magnetite-based sorbent into water and passing it through a magnetic filter with loading from permanently magnetized elements regenerated by reverse water-air washing. After reaching the maximum dirt capacity of the filter before its regeneration, the pH is reduced to 3-3.5. Activation of the spent suspension is carried out electrochemically [2].
Недостатком известного способа является невысокая степень очистки сточных вод от двухвалентных радиоактивных изотопов, использование кислых агрессивных сред и сложность технологического цикла очистки. The disadvantage of this method is the low degree of wastewater treatment from divalent radioactive isotopes, the use of acidic aggressive environments and the complexity of the treatment cycle.
Изобретение направлено на повышение степени очистки сточных вод и радиационной безопасности отработанных сорбентов на основе железооксидных систем. The invention is aimed at increasing the degree of wastewater treatment and radiation safety of spent sorbents based on iron oxide systems.
Это достигается тем, что в известном способе очистки сточных вод, включающем смешивание железосодержащего сорбента с очищаемой водой, сорбцию до установления сорбционного равновесия, согласно предлагаемому решению в качестве сорбента используют высокодисперсный гематит, модифицированный полиалюмоэтилсиликонатом натрия с соотношением Si/Al = 2,8-3,2, с последующей термообработкой модифицированного сорбента при температуре 150-160oC в течение 60-70 мин при следующем соотношении компонентов, мас.% (в пересчете на сухой остаток):
Гематит - 90,79 - 95,86
Полиалюмоэтилсиликонат натрия - 4,14-9,21,
причем очистку ведут при температуре сточных вод 20-60oC, а скорость фильтрации составляет 2-5 м/ч, кроме того, сорбцию ведут при независимых значениях pH среды.This is achieved by the fact that in the known method of wastewater treatment, including mixing an iron-containing sorbent with purified water, sorption until the sorption equilibrium is established, according to the proposed solution, highly dispersed hematite modified with sodium polyaluminoethylsiliconate with a ratio of Si / Al = 2.8-3 is used as the sorbent , 2, followed by heat treatment of the modified sorbent at a temperature of 150-160 o C for 60-70 min with the following ratio of components, wt.% (In terms of dry residue):
Hematite - 90.79 - 95.86
Sodium polyaluminoethylsiliconate - 4.14-9.21,
moreover, the treatment is carried out at a temperature of wastewater of 20-60 o C, and the filtration rate is 2-5 m / h, in addition, sorption is carried out at independent pH values of the medium.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ очистки отличается использованием в качестве сорбента гематита, наличием у сорбента модифицированной полиалюмоэтилсиликонатом натрия поверхности, с соотношением Si/Al = 2,8 - 3,2, термообработкой модифицированного сорбента при температуре 150 - 160oC в течение 60-70 мин, очистку ведут при температуре сточных вод 20-60oC, а скорость фильтрации составляет 2-5 м/ч. Кроме того, сорбцию ведут при независимых значениях pH среды. Таким образом, заявляемый способ очистки соответствует критерию изобретения "новизна".Comparative analysis with the prototype shows that the claimed purification method is characterized by the use of hematite as a sorbent, the presence of a surface modified with sodium polyaluminoethylsiliconate on the sorbent, with a ratio of Si / Al = 2.8 - 3.2, heat treatment of the modified sorbent at a temperature of 150 - 160 o C in within 60-70 minutes, the cleaning is carried out at a temperature of wastewater 20-60 o C, and the filtration rate is 2-5 m / h In addition, sorption is carried out at independent pH values. Thus, the inventive cleaning method meets the criteria of the invention of "novelty."
Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области, а именно обработка гематита щелочами, в частности полиалюмоэтилсиликонатом натрия не обнаружена, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень". Comparison of the claimed technical solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this field, namely the treatment of hematite with alkalis, in particular sodium polyaluminoethylsiliconate, was not found, which allows us to conclude that the claimed solution meets the criterion of "inventive step".
В качестве железосодержащего сырья используют высокодисперсный гематитовый концентрат Яковлевского месторождения КМА с плотностью 5500 кг/м3 фракции 20-30 мкм, имеющий химический состав, приведенный в табл. 1.As iron-containing raw materials, finely dispersed hematite concentrate of the Yakovlevsky KMA deposit with a density of 5500 kg / m 3 of a fraction of 20-30 microns, having the chemical composition shown in Table 1, is used. 1.
Модификатор полиалюмоэтилсиликонат натрия получают путем обработки широко распространенного в строительстве водного раствора этилсиликоната натрия (ГКЖ-10, ТУ 6-02-696-76), алюминиевой пудрой марки ПАП-1 при соотношении Si/Al = 2,8 - 3,2. В результате химического взаимодействия указанных компонентов происходит образование пространственного металлоолигомера с повышенной молекулярной массой. В процессе получения металлоолигомера установлено впервые, что с увеличением молекулярной массы повышается его сорбционная способность. The sodium polyaluminoethylsiliconate modifier is obtained by treating an aqueous solution of sodium ethylsiliconate (GKZh-10, TU 6-02-696-76), widely used in construction, with aluminum powder grade PAP-1 at a Si / Al ratio of 2.8 - 3.2. As a result of the chemical interaction of these components, the formation of a spatial metal oligomer with an increased molecular weight occurs. In the process of obtaining a metal oligomer, it was established for the first time that, with an increase in molecular weight, its sorption ability increases.
В качестве двухвалентных радиоактивных изотопов использованы водные растворы, содержащие изотопы радиоактивного стронция Sr-90 (период полураспада T1/2 = 28,1 лет, удельная активность A = 152 кБк/кг) широко распространенного не только в атомной и радиохимической промышленности, но и в природных водах (особенно после аварии на Чернобыльской АЭС).As divalent radioactive isotopes, aqueous solutions containing radioactive strontium isotopes Sr-90 (half-life T 1/2 = 28.1 years, specific activity A = 152 kBq / kg) are widely used not only in the nuclear and radiochemical industries, but also in natural waters (especially after the accident at the Chernobyl nuclear power plant).
Количественное содержание компонентов предлагаемого и известного сорбентов приведено в табл. 2. The quantitative content of the components of the proposed and known sorbents are given in table. 2.
Пример 2. 69,99 г (93,31 мас.%) гематита дисперсностью менее 50 мкм модифицировали путем тщательного перетирания с 17,47 мл (6,69 мас.%) полиалюмоэтилсиликоната натрия (ПАЭСР-3,2) в течение 5 мин. Полученную смесь подвергали термообработке при температуре 150oC в течение 60 мин. В результате модификации образуется 75 г сорбента. Далее сорбент измельчали до дисперсности частиц исходного гематита.Example 2. 69.99 g (93.31 wt.%) Of hematite with a particle size of less than 50 μm was modified by thorough grinding with 17.47 ml (6.69 wt.%) Of sodium polyaluminoethylsiliconate (PAESP-3.2) for 5 min . The resulting mixture was subjected to heat treatment at a temperature of 150 o C for 60 minutes As a result of the modification, 75 g of sorbent is formed. Next, the sorbent was ground to dispersion of the particles of the initial hematite.
Сорбент загружали в адсорбционную колонку диаметром 40 мм. Через колонку снизу вверх пропускали 1,5 л раствора температурой 40oC и pH 2, содержащего радиоизотоп Sr-90 и имеющего активность 152 кБк/л. Удельная активность очищенного раствора 0,76 кБк/л. Степень очистки при скорости фильтрации 2 м/ч составляла 99,5%.The sorbent was loaded into an adsorption column with a diameter of 40 mm. A 1.5 L solution of 40 ° C and
Пример 2. 69,99 г (93,31 мас.%) гематита дисперсностью менее 50 мкм модифицировали путем тщательного перетирания с 17,47 мл (6,69 мас.%) полиалюмоэтилсиликоната натрия (ПАЭСН-3,2) в течение 5 мин. Полученную смесь подвергали термообработке при температуре 150oC в течение 60 мин. В результате модификации образуется 75 г сорбента. Далее сорбент измельчали до дисперсности частиц исходного гематита.Example 2. 69.99 g (93.31 wt.%) Of hematite with a fineness of less than 50 microns were modified by thorough grinding with 17.47 ml (6.69 wt.%) Of sodium polyaluminoethylsiliconate (PAESN-3.2) for 5 min . The resulting mixture was subjected to heat treatment at a temperature of 150 o C for 60 minutes As a result of the modification, 75 g of sorbent is formed. Next, the sorbent was ground to dispersion of the particles of the initial hematite.
Сорбент загружали в адсорбционную колонку диаметром 40 мм. Через колонку сверху вниз пропускали 1,5 л раствора температурой 40oC и pH 12, содержащего радиоизотоп Sr-90 и имеющего активность 152 кБк/л. Удельная активность очищенного раствора 0,76 кБк/л. Степень очистки при скорости фильтрации 2 м/ч составляла 99,5%.The sorbent was loaded into an adsorption column with a diameter of 40 mm. A 1.5 L solution with a temperature of 40 ° C. and a pH of 12 containing the Sr-90 radioisotope and having an activity of 152 kBq / L was passed through the column from top to bottom. The specific activity of the purified solution is 0.76 kBq / L. The degree of purification at a filtration rate of 2 m / h was 99.5%.
Для получения сравнительных данных параллельно проводились аналогичные эксперименты на других составах сорбента. Результаты испытаний сорбционных свойств от состава сорбентов представлены в табл. 3 и 4 (начальная активность радионуклида Sr-90 в водном растворе составляла 152 кБк/л). To obtain comparative data, similar experiments were conducted in parallel on other sorbent compositions. The test results of the sorption properties of the composition of the sorbents are presented in table. 3 and 4 (the initial activity of the Sr-90 radionuclide in the aqueous solution was 152 kBq / l).
Из табл. 3-4 видно, что предлагаемый способ очистки сточных вод от радиоактивного стронция Sr-90 при температуре водного раствора 20-60oC и скорости фильтрации 2 м/ч, позволяет повысить степень очистки воды в 2,2-2,3 раза по сравнению с известным способом.From the table. 3-4 shows that the proposed method of wastewater treatment from radioactive strontium Sr-90 at an aqueous solution temperature of 20-60 o C and a filtration rate of 2 m / h, allows to increase the degree of water purification 2.2-2.3 times in comparison with a known method.
Зависимость степени очистки водного раствора от радиоактивного Sr-90 при соотношении Si/Al в модификаторе приведена в табл. 5 (с активностью Sr-90 152 кБк/л). The dependence of the degree of purification of an aqueous solution from radioactive Sr-90 at a Si / Al ratio in the modifier is given in table. 5 (with an activity of Sr-90 152 kBq / l).
Из табл. 5 видно, что наиболее высокая степень очистки воды от радиоактивного стронция Sr-90 достигается при соотношении Si/Al в полиалюмоэтилсиликонате натрия ,равном 3.2. From the table. Figure 5 shows that the highest degree of water purification from radioactive strontium Sr-90 is achieved when the Si / Al ratio in sodium polyaluminoethylsiliconate is 3.2.
Измерение активности используемых водных систем, содержащих радиоактивный стронций Sr-90, до и после очистки осуществлено гамма-спектральным методом на базе многоканального анализатора с программным обеспечением "Прогресс" в аккредитованной в Госстандарте РФ лаборатории радиоационного контроля "Спектр" (аттестат аккредитации N 41143-96). The activity of used water systems containing radioactive strontium Sr-90 was measured before and after purification using the gamma-ray spectral method based on a multichannel analyzer with Progress software in the Spektr radiation monitoring laboratory accredited to the State Standard of the Russian Federation (accreditation certificate N 41143-96 )
После очистки водных систем предлагаемым сорбентом концентрации радиоактивного стронция Sr-90 не превышала 45 Бк/кг, что соответствует нормам радиационной безопасности НРБ-96. Кроме того, отработанный сорбент обладает удельной эффективной активностью не более 370 Бк/кг, что соответствует 1 классу радиационной безопасности и может применяться во всех видах строительства согласно ГОСТ 30108-94 ("Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов"). After cleaning the water systems with the proposed sorbent, the concentration of radioactive strontium Sr-90 did not exceed 45 Bq / kg, which corresponds to the radiation safety standards NRB-96. In addition, the spent sorbent has a specific effective activity of not more than 370 Bq / kg, which corresponds to
Источники информации
1. В.Н. Пак, Н.Г. Обухова. Сорбция катионов Sr2+ и Cu2+ из водных растворов железосодержащими шламами / Ж. прикладной химии. - 1995. - 68, N 2. - С. 214-217.Sources of information
1. V.N. Pak, N.G. Obukhov. Sorption of Sr 2+ and Cu 2+ cations from aqueous solutions with iron-containing sludge / J. Applied Chemistry. - 1995. - 68,
2. Патент РФ N 1836299. Способ очистки сточных вод. МКИ C 02 F 1/48, 1/28, /А. Н. Кучина, И.А. Забулонский, Г.Н. Кочетов, Б.М. Емельянов; Киев инж. -строит. ин-т. - N 4939904/26; Заявл. 29.05.1991; Опубл. 23.08.1993 г., Бул. N 31 (прототип). 2. RF patent N 1836299. The method of wastewater treatment. MKI C 02
Claims (1)
Гематит - 90,79 - 95,86
Полиалюмоэтилсиликонат натрия - 4,14 - 9,21,
причем сорбцию ведут при температуре сточных вод 20 - 60oC, независимых значениях рН среды и скорости фильтрации 2 - 5 м/ч.A method of wastewater treatment, including loading an iron-containing sorbent in the water to be purified, sorption to establish sorption equilibrium, characterized in that highly dispersed hematite modified with sodium polyaluminoethylsiliconate with a ratio of Si / Al = 2.8 - 3.2 is used as a sorbent, followed by heat treatment at a temperature of 150 - 160 o C for 60 - 70 min with the following ratio of components, wt.% (in terms of dry residue):
Hematite - 90.79 - 95.86
Sodium polyaluminoethylsiliconate - 4.14 - 9.21,
moreover, sorption is carried out at a temperature of wastewater of 20-60 ° C, independent pH values and a filtration rate of 2-5 m / h.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99113400/12A RU2172297C2 (en) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | Method of treatment of sewage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99113400/12A RU2172297C2 (en) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | Method of treatment of sewage |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99113400A RU99113400A (en) | 2001-06-10 |
RU2172297C2 true RU2172297C2 (en) | 2001-08-20 |
Family
ID=35364751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99113400/12A RU2172297C2 (en) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | Method of treatment of sewage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2172297C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2632213C2 (en) * | 2012-05-29 | 2017-10-03 | Курита Уотер Индастриз Лтд. | Method and equipment for treatment of sewage waters containing radioactive strontium |
-
1999
- 1999-06-21 RU RU99113400/12A patent/RU2172297C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2632213C2 (en) * | 2012-05-29 | 2017-10-03 | Курита Уотер Индастриз Лтд. | Method and equipment for treatment of sewage waters containing radioactive strontium |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Vaaramaa et al. | Removal of metals and anions from drinking water by ion exchange | |
Srimurali et al. | A study on removal of fluorides from drinking water by adsorption onto low-cost materials | |
JP2002506979A (en) | Adsorbent for radionuclides | |
EP0575612B1 (en) | Method for obtaining composite sorbents | |
APAK et al. | Sorptive Removal of Cesium-137 and Strontium-90 from Water by Unconventional Sorbents: II. Usage of Coal Fly Ash | |
US20150315053A1 (en) | Method for removing cesium ions in aqueous solution employing magnetic particles | |
WO2014110014A1 (en) | Strontium and cesium specific ion-exchange media | |
Nakayama et al. | Sorption of neptunium on naturally-occurring iron-containing minerals | |
JP4168172B2 (en) | Method for producing hexacyanoferrate | |
US9659678B2 (en) | Method for removing cesium ions from water | |
RU2172297C2 (en) | Method of treatment of sewage | |
US4720422A (en) | Material for collecting radionuclides and heavy metals | |
Shakir et al. | Simultaneous removal of chromotrope 2B and radionuclides from mixed radioactive process wastewater using organo-bentonite | |
JP2013120102A (en) | Method for decontaminating soil contaminated with radioactive material | |
RU2156224C2 (en) | METHOD OF PURIFICATION OF SEWAGE WATERS FROM RADIOACTIVE Cs-137 | |
Rajec et al. | NIFSIL: a new composite sorbent for cesium | |
JP3183354B2 (en) | Method for adsorbing and separating heavy metals using tannin-based adsorbent and method for regenerating the adsorbent | |
RU2072895C1 (en) | Method of preparing sorbents for metal ions (variants) and method for isolation of a metal element from its solution | |
US20170341954A1 (en) | Uranium capture on inorganic-organic graphite-based hybrid material: adsorbent material for mining reclamation and domestic water uses | |
RU2330340C2 (en) | Method of extracting radionuclides from water solutions | |
Morsy et al. | Retention of uranium from liquid waste solution onto Egyptian natural clay | |
Symeopoulos et al. | Neodymium sorption by clay minerals and zeoliferous rocks | |
Imai et al. | Radiochemical uses of a non-ionic resinous adsorbent of macro-reticular type | |
Ahmad et al. | Fast mecury removal from industrial effluent | |
RU2054716C1 (en) | Method for clearing water from radioactive cesium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030622 |