RU2215695C2 - Способ очистки природных и сточных вод, содержащих катионы щелочноземельных и щелочных металлов с большим ионным радиусом - Google Patents
Способ очистки природных и сточных вод, содержащих катионы щелочноземельных и щелочных металлов с большим ионным радиусом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2215695C2 RU2215695C2 RU2001108302/12A RU2001108302A RU2215695C2 RU 2215695 C2 RU2215695 C2 RU 2215695C2 RU 2001108302/12 A RU2001108302/12 A RU 2001108302/12A RU 2001108302 A RU2001108302 A RU 2001108302A RU 2215695 C2 RU2215695 C2 RU 2215695C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- treatment
- reagent
- alkaline
- earth
- radionuclides
- Prior art date
Links
Landscapes
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии очистки природных вод и может быть использовано для эффективного извлечения радионуклидов и снижения жесткости воды. Согласно способу в загрязненную воду вводят 3-10%-ную водную суспензию смеси алкилкарбоксисилоксанов, модифицированных фосфоновыми группировками общей формулы
где R'-
где А и В - -(СН2)х-СООН, где х=0-16;
где y и z = 0-16; С - -(СН2)х-СН3 или - Н; R'' - -(СН2)-dРО(ОХ)(OY), где Х, Y= Н, Na, К, а d=0-16. Способ обеспечивает эффективную очистку от радионуклидов и катионов жесткости воды при сохранении высокой степени очистки от железа, тяжелых и цветных металлов.
где R'-
где А и В - -(СН2)х-СООН, где х=0-16;
где y и z = 0-16; С - -(СН2)х-СН3 или - Н; R'' - -(СН2)-dРО(ОХ)(OY), где Х, Y= Н, Na, К, а d=0-16. Способ обеспечивает эффективную очистку от радионуклидов и катионов жесткости воды при сохранении высокой степени очистки от железа, тяжелых и цветных металлов.
Description
Изобретение относится к технологиям очистки природных и сточных вод и может быть использовано для очистки вод, содержащих катионы щелочноземельных металлов и щелочных металлов с большим ионным радиусом, преимущественно радионуклидов.
Известно, что радионуклиды цезия и стронция (90Sr, 137Cs), являясь жесткими γ- и β-излучателями, представляют опасность для здоровья людей и окружающей среды.
В результате аварийных ситуаций катионы этих металлов могут попадать в природные и сточные воды. Обладая повышенной миграционной способностью, они практически не задерживаются на централизованных очистных сооружениях станций водоподготовки.
Для селективного извлечения радионуклидов известен ограниченный круг реагентов. Это соли гетерополикислот или фосфаты циркония (Пушкарев В.В., Никифоров А. Ф. Сорбция радионуклидов солями гетерополикислот. М., Энергоатомиздат, 1982 г.) /1/. Эти реагенты труднодоступны, обладают высокой стоимостью и их применение для очистки вод от таких распространенных типов загрязнений, как ионы железа, тяжелых и цветных металлов, взвешенные вещества, органические добавки.
Наиболее близким к заявляемому является "Способ очистки природных и сточных вод, содержащих ионы железа, тяжелых и цветных металлов" (патент РФ 2118296, публ. 1998 г.) /2/. В известном способе очищаемую воду обрабатывают реагентом с последующим отстаиванием и отделением осадка. В качестве реагента вводят 3-10%-ную водную суспензию смеси алкилкарбоксисилоксанов общей формулы
где R=
где А и В=-(СН2)х-СООН, где х=0-16
где y и z=0-16
и С=-(СН2)х-СН3.
где R=
где А и В=-(СН2)х-СООН, где х=0-16
где y и z=0-16
и С=-(СН2)х-СН3.
Реагент могут использовать как самостоятельный, так и совместно с катионным флокулянтом или коагулянтом, содержащим ионы железа или алюминия.
Высокая сорбционная емкость реагента позволяет очищать воду от ионов железа, тяжелых и цветных металлов, от взвешенных веществ и органических добавок, однако его свойства не предусматривают извлечения катионов щелочноземельных металлов и щелочных металлов с большим ионным радиусом, в том числе радионуклидов.
При этом известно, что катионы некоторых щелочноземельных металлов, таких, например, как Са и Mg, являются причиной жесткости вод. В то время как существуют технологические процессы, требующие пониженной жесткости воды, в силу недостаточной сорбционной емкости реагента для извлечения катионов щелочноземельных металлов известный способ неэффективен для снижения жесткости воды.
Задача настоящего изобретения - эффективная очистка природных и сточных вод, содержащих катионы щелочноземельных металлов и щелочных металлов с большим ионным радиусом.
Для решения поставленной задачи в отличие от прототипа в качестве реагента вводят 3-10%-ную водную суспензию смеси алкилкарбоксисилоксанов, модифицированными фосфоновыми группировками, общая формула которой
где R'=
где А и В=-(СН2)х-СООН, где х=0-16
и y и z=0-16
и С=-(СН2)х-СН3 или - Н
R''=-(CH2)-dPO(OX)(OY), где XY=H, Na, K, a d=0-16.
где R'=
где А и В=-(СН2)х-СООН, где х=0-16
и y и z=0-16
и С=-(СН2)х-СН3 или - Н
R''=-(CH2)-dPO(OX)(OY), где XY=H, Na, K, a d=0-16.
Сущность изобретения заключается в том, что наличие в химической структуре реагента фосфоновых и карбоксильных группировок обнаруживает синергетический эффект - высокие сорбционные свойства по отношению к катионам щелочноземельных металлов и щелочных металлов с большим ионным радиусом, в том числе к радионуклидам. При этом реагент при его применении в оптимальном количестве сохраняет свою высокую сорбционную емкость по отношению к ионам железа, тяжелых и цветных металлов, взвешенных веществ, органических добавок.
При этом нужно отметить, что, как показали исследования, наличие в структуре реагента только карбоксильных, как в прототипе, или только фосфоновых группировок дает сорбционную емкость на порядок ниже, чем в реагенте, используемом в заявляемом способе.
ПРИМЕР 1. Обработке подвергали раствор исходной воды объемом 100 мл, содержащий Sr(NO3)2 активностью 5•10-6 Ки/л. В раствор вводили 40 мг/л 8%-ной водной суспензии смеси алкилкарбоксисилоксанов общей формулы, приведенной в источнике /2/ (по прототипу), имеющей радикалы
R=-(СН2)5-СНОН-СООН
в отсутствии коагулянта и флокулянта.
R=-(СН2)5-СНОН-СООН
в отсутствии коагулянта и флокулянта.
Этот же раствор обрабатывали аналогично, только в качестве реагента использовали смесь алкилкарбоксисилоксанов, модифицированных фосфоновыми группировками общей формулы, имеющей радикалы
Растворы перемешивали в течение 15 минут. По окончании перемешивания растворы отстаивали в течение 24 часов. Далее раствор отделяли от твердой фазы декантацией, отбирали 0,5 мл раствора и помещали на латунные кюветы с дальнейшей сушкой в сушильном шкафу до полного удаления влаги.
Растворы перемешивали в течение 15 минут. По окончании перемешивания растворы отстаивали в течение 24 часов. Далее раствор отделяли от твердой фазы декантацией, отбирали 0,5 мл раствора и помещали на латунные кюветы с дальнейшей сушкой в сушильном шкафу до полного удаления влаги.
Отобранные и высушенные образцы проб выдерживали две недели для наступления равновесия в системе 90Sr-90Y. После этого скорость счета измеряли с использованием радиометра "Бета". Время измерения принято равным 100 сек.
Коэффициент распределения радионуклида рассчитывали по формуле:
Кd=ε/[m]=Iи-I/Iо-Iф,
где ε - распределительное отношение;
[m] - удельная масса поглотителя в системе, мг/л;
Io - скорость счета исходного образца, имп/100 сек;
Iф - скорость счета фона, имп/100 сек.
Кd=ε/[m]=Iи-I/Iо-Iф,
где ε - распределительное отношение;
[m] - удельная масса поглотителя в системе, мг/л;
Io - скорость счета исходного образца, имп/100 сек;
Iф - скорость счета фона, имп/100 сек.
Полученные коэффициенты распределения составляли
Для реагента по прототипу Kd=(5,3±0,02)•103
Для заявляемого реагента Кd=(6,5±0,06)•103
ПРИМЕР 2. Обработке подвергали раствор исходной воды объемом 100 мл, содержащий CsNO3 активностью 5•10-6 Ки/л. В раствор вводили 60 мг/л 10%-ной водной суспензии смеси алкилкарбоксисилоксанов общей формулы, как в примере 1, в присутствии 20 мг/л коагулянта - Аl2(SО4)3 и 0,15 мг/л - флокулянта - полиакриламида (по прототипу).
Для реагента по прототипу Kd=(5,3±0,02)•103
Для заявляемого реагента Кd=(6,5±0,06)•103
ПРИМЕР 2. Обработке подвергали раствор исходной воды объемом 100 мл, содержащий CsNO3 активностью 5•10-6 Ки/л. В раствор вводили 60 мг/л 10%-ной водной суспензии смеси алкилкарбоксисилоксанов общей формулы, как в примере 1, в присутствии 20 мг/л коагулянта - Аl2(SО4)3 и 0,15 мг/л - флокулянта - полиакриламида (по прототипу).
Этот же раствор обрабатывали аналогично, только в качестве реагента использовали смесь алкилкарбоксисилоксанов, модифицированных фосфоновыми группировками общей формулы, имеющей радикалы
R''= -(CH2)7-PO3Na.
R''= -(CH2)7-PO3Na.
Далее в раствор вносили 20 мг/л Al2(SО4)3 и 0,15 мг/л полиакриламида. Полученная система подвергалась перемешиванию в течение 15 минут. По окончании перемешивания раствор отстаивали в течение 48 часов. Раствор отделяли от твердой фазы декантацией и отбирали пробы по 10 мл, которые далее помещали в полиэтиленовые стаканчики.
Измерение скорости счета 137Cs проводили на пересчетном приборе ПС02-08А с таймирующим блоком БТЭ2-11 и высоковольтным блоком питания БНВ-2-12. Время измерения принято равным 100 сек. Коэффициент распределения радионуклида Kd рассчитывали так же, как в примере 1.
Полученные коэффициенты распределения составляли:
Для реагента по прототипу Кd=(3,8±0,05)•104
Для заявляемого реагента Kd=(8,1±0,08)•104
ПРИМЕР 3. В данном примере очищали исходную воду, содержащую катионы тяжелых и цветных металлов, при следующей концентрации в мг/л: Сu2+ - 5,0; Zn2+ - 5,0; Fеобщ - 30; Ni2+ - 5,0; Pb4+ - 0,4; общее солесодержание - 70,0. Обработке подвергали раствор исходной воды объемом 100 мл, содержащий катионы щелочноземельных металлов кальция (исходная концентрация 35 мг/л) и магния (исходная концентрация 3,3 мг/л). В раствор вводили 60 мг/л 10%-ной водной суспензии смеси алкилкарбоксисилоксанов общей формулы, как в примерах 1 и 2 (по прототипу).
Для реагента по прототипу Кd=(3,8±0,05)•104
Для заявляемого реагента Kd=(8,1±0,08)•104
ПРИМЕР 3. В данном примере очищали исходную воду, содержащую катионы тяжелых и цветных металлов, при следующей концентрации в мг/л: Сu2+ - 5,0; Zn2+ - 5,0; Fеобщ - 30; Ni2+ - 5,0; Pb4+ - 0,4; общее солесодержание - 70,0. Обработке подвергали раствор исходной воды объемом 100 мл, содержащий катионы щелочноземельных металлов кальция (исходная концентрация 35 мг/л) и магния (исходная концентрация 3,3 мг/л). В раствор вводили 60 мг/л 10%-ной водной суспензии смеси алкилкарбоксисилоксанов общей формулы, как в примерах 1 и 2 (по прототипу).
Этот же раствор обрабатывали аналогично, только в качестве реагента использовали смесь алкилкарбоксисилоксанов, модифицированный фосфоновыми группировками общей формулы, имеющей радикалы
Раствор перемешивали в течение 15 минут, отстаивали 20 минут и фильтровали через бумажный фильтр. Остаточные концентрации катионов кальция и магния определяли коплексонометрическим методом /3/. Эти концентрации составляли Cca 2+=4,1 мг/л; CMg 2+=0,2 мг/л.
Раствор перемешивали в течение 15 минут, отстаивали 20 минут и фильтровали через бумажный фильтр. Остаточные концентрации катионов кальция и магния определяли коплексонометрическим методом /3/. Эти концентрации составляли Cca 2+=4,1 мг/л; CMg 2+=0,2 мг/л.
Как видно из примеров 1-3, заявленный способ эффективен для очистки загрязненных вод от катионов щелочноземельных металлов (90Sr - пример 1, Са2+, Mg2+ - пример 3) и щелочных металлов с большим ионным радиусом (137Cs - пример 2).
Заявленный способ можно эффективно применять для извлечения радионуклидов и снижения природной жесткости.
/3/. Методическое руководство по анализу технологических и сточных вод предприятий черной металлургии, М., Металлургия, 1988 г.
Claims (1)
- Способ очистки природных и сточных вод, содержащих катионы щелочно-земельных металлов и щелочных металлов с большим ионным радиусом, путем обработки реагентом с последующим отстаиванием и отделением осадка, при этом в качестве реагента вводят 3-10%-ную водную суспензию смеси алкилкарбоксисилоксанов, отличающийся тем, что в качестве реагента вводят смесь алкилкарбоксисилоксанов, модифицированных фосфоновыми группировками общей формулы
где R' -
где А и В = -(СН2)x-СООН,
где x = 0-16
где y и z = 0-16;
C = -(СН2)x-СН3 или - Н;
R'' - -(СН2)-dРО(ОХ)(ОY),
где Х, Y = Н, Na, K;
d = 0÷16.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001108302/12A RU2215695C2 (ru) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | Способ очистки природных и сточных вод, содержащих катионы щелочноземельных и щелочных металлов с большим ионным радиусом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001108302/12A RU2215695C2 (ru) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | Способ очистки природных и сточных вод, содержащих катионы щелочноземельных и щелочных металлов с большим ионным радиусом |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001108302A RU2001108302A (ru) | 2003-02-20 |
RU2215695C2 true RU2215695C2 (ru) | 2003-11-10 |
Family
ID=32026541
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001108302/12A RU2215695C2 (ru) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | Способ очистки природных и сточных вод, содержащих катионы щелочноземельных и щелочных металлов с большим ионным радиусом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2215695C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2789632C1 (ru) * | 2021-12-17 | 2023-02-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный лесотехнический университет" | Способ очистки природных и сточных вод, содержащих сероводород и сульфид-ионы |
-
2001
- 2001-03-28 RU RU2001108302/12A patent/RU2215695C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2789632C1 (ru) * | 2021-12-17 | 2023-02-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный лесотехнический университет" | Способ очистки природных и сточных вод, содержащих сероводород и сульфид-ионы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5393435A (en) | Removal of organic contaminants from aqueous media | |
Gu et al. | Treatability and fate of various phosphorus fractions in different wastewater treatment processes | |
McCormick et al. | Disinfection by-products in filter backwash water: implications to water quality in recycle designs | |
ATE97116T1 (de) | Verfahren zur abtrennung von arsen aus abwaessern. | |
EP2792645B1 (en) | Process for removing fluorides from water | |
RU2215695C2 (ru) | Способ очистки природных и сточных вод, содержащих катионы щелочноземельных и щелочных металлов с большим ионным радиусом | |
Rahmani et al. | Use of ion exchange for removal of ammonium: a biological regeneration of zeolite | |
Adeyinka et al. | Effect of hydrogen peroxide on industrial waste water effluents: a case study of Warri refining and petrochemical industry | |
Sollo Jr et al. | Fluoride removal from potable water supplies | |
RU2559489C1 (ru) | Способ очистки сточных вод от сульфат-ионов | |
RU2553890C1 (ru) | Способ очистки сточных вод от ионов аммония и тяжелых металлов | |
Namiq | WASTEWATER TREATMENT USING THE COAGULATION-ADSORPTION METHOD | |
RU2054716C1 (ru) | Способ очистки воды от радиоцезия | |
Jop et al. | Toxicity identification evaluation using a short-term chronic test with Ceriodaphnia dubia | |
SU833573A1 (ru) | Способ очистки сточных вод отТ жЕлыХ цВЕТНыХ МЕТАллОВ | |
RU2176621C1 (ru) | Способ очистки сернокислых сточных вод ванадиевого производства | |
HUP0104253A2 (hu) | Eljárás radioaktív anyagok felhalmozódását befolyásoló cinkadagolás szabályozására atomreaktorban | |
RU2133225C1 (ru) | Способ регенерации коагулянта из гидроксидсодержащего шлама водоочистки | |
KR20140010411A (ko) | 산성 광산수의 복원 | |
RU2152360C1 (ru) | Способ очистки сточных вод от ионов металлов | |
RU2234465C1 (ru) | Способ очистки сточных вод | |
Zhang et al. | The performance of enhanced coagulation for treating slightly polluted raw water combining polyaluminum chloride with variable charge soil | |
SU462804A1 (ru) | Способ очистки сточных вод | |
SU912659A1 (ru) | Способ очистки сточных вод от грубодисперсных и коллоидных примесей | |
RU2122524C1 (ru) | Способ водоподготовки |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040329 |