RU2414430C1 - Method for integrated treatment of waste water using carbon-mineral sorbent made from sapropel - Google Patents
Method for integrated treatment of waste water using carbon-mineral sorbent made from sapropel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2414430C1 RU2414430C1 RU2009144870/05A RU2009144870A RU2414430C1 RU 2414430 C1 RU2414430 C1 RU 2414430C1 RU 2009144870/05 A RU2009144870/05 A RU 2009144870/05A RU 2009144870 A RU2009144870 A RU 2009144870A RU 2414430 C1 RU2414430 C1 RU 2414430C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- sapropel
- mineral
- carbon
- waste water
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области очистки сточных вод и может найти применение на предприятиях нефтехимической, химической отрасли, в гальваническом производстве, а также в водоподготовке.The invention relates to the field of wastewater treatment and may find application in enterprises of the petrochemical, chemical industry, in galvanic production, as well as in water treatment.
Как правило, реальные сточные воды содержат широкий круг загрязнителей - тяжелые металлы, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества, красители. Известны сорбенты, например активированные угли, эффективно удаляющие неполярные соединения и при этом малоэффективные для очистки от тяжелых металлов. В то же время, сорбенты, эффективные в очистке от тяжелых металлов, совершенно неэффективны в отношении неполярных соединений, например нефтепродуктов. Поэтому большое внимание в последнее время уделяется разработке способов комплексной очистки природных, оборотных и производственных сточных вод с помощью углеродминеральных сорбентов, сочетающих в себе свойства как углеродных сорбентов, таких как активированные угли, так и полярных неорганических сорбентов, таких как силикагель, алюмосиликаты. Обычно такие сорбенты получают искусственным смешиванием компонентов, например активированного угля, углеродсодержащего сырья и алюмосиликатов, силикагелей и т.п.As a rule, real wastewater contains a wide range of pollutants - heavy metals, petroleum products, surfactants, dyes. Sorbents are known, for example, activated carbons, which effectively remove non-polar compounds and are ineffective for cleaning heavy metals. At the same time, sorbents effective in removing heavy metals are completely ineffective with respect to non-polar compounds, for example, petroleum products. Therefore, much attention has recently been paid to the development of methods for the comprehensive treatment of natural, recycled and industrial wastewater using carbon mineral sorbents, combining the properties of both carbon sorbents, such as activated carbons, and polar inorganic sorbents, such as silica gel, aluminosilicates. Typically, such sorbents are obtained by artificially mixing components, for example, activated carbon, carbonaceous feeds and aluminosilicates, silica gels, and the like.
Известен способ очистки сточных вод сорбентом на основе осадков алюминийсодержащих шламов и свекловичного жома [Патент РФ №2133637, 1999]. Алюминийсодержащий шлам, содержащий гидроксид алюминия, образуется при очистке сока сахарной свеклы коагулянтами на основе солей алюминия. Получение сорбента заключается в карбонизации и активации предварительно подсушенной до влажности 30% смеси из алюминийсодержащих шламов и свекловичного жома. Карбонизацию проводят в неокислительной атмосфере при 600-650°С в течение 1 часа, а активацию проводят водяным паром при 600-650°С в течение 10-15 минут. Сорбент используют для обесцвечивания сахаросодержащих растворов, а также в других технологиях взамен активированного угля.A known method of wastewater treatment with a sorbent based on precipitation of aluminum-containing sludge and beet pulp [RF Patent No. 2133637, 1999]. Aluminum-containing sludge containing aluminum hydroxide is formed during the purification of sugar beet juice by coagulants based on aluminum salts. Obtaining a sorbent consists in carbonization and activation of a 30% mixture of aluminum-containing sludge and beet pulp, previously dried to a moisture content. Carbonization is carried out in a non-oxidizing atmosphere at 600-650 ° C for 1 hour, and activation is carried out with water vapor at 600-650 ° C for 10-15 minutes. Sorbent is used to bleach sugar-containing solutions, as well as in other technologies instead of activated carbon.
Недостатком применения данного сорбента является то, что для получения сорбента используют искусственно составленную смесь, что не обеспечивает однородности получаемого сорбента и эффективной очистки воды. Известный способ имеет ограниченный характер источника сырья и объекта использования. Данный сорбент применим в основном для обесцвечивания сахаросодержащих растворов, что является решением утилизации алюминийсодержащих шламов, образующихся в этой отрасли.The disadvantage of using this sorbent is that an artificially made mixture is used to obtain the sorbent, which does not ensure uniformity of the resulting sorbent and effective water purification. The known method has a limited nature of the source of raw materials and the object of use. This sorbent is mainly used for bleaching sugar-containing solutions, which is a solution for the disposal of aluminum-containing sludge generated in this industry.
Кроме того, полученный сорбент имеет низкую сорбционную емкость. Способ требует больших энергозатрат, так как включает процесс паровой активации.In addition, the resulting sorbent has a low sorption capacity. The method requires high energy consumption, as it includes a steam activation process.
Известны способы очистки сточных вод сорбентами, получаемыми путем составления смесей природного сырья, например сапропеля, с алюмосиликатной породой, известью и портландцементом [Пат. РФ № 2184095, 2002], обуглероженной льняной кострой [Пат. РФ №2198987, 2003].Known methods for wastewater treatment with sorbents obtained by compiling mixtures of natural raw materials, such as sapropel, with aluminosilicate rock, lime and Portland cement [Pat. RF № 2184095, 2002], carbonized with linen fire [Pat. RF No. 2198987, 2003].
К недостаткам использования данных сорбентов для очистки сточных вод можно отнести то, что такие материалы содержат значительное количество водорастворимых веществ, находящихся в исходном сапропеле, что ухудшит качество очистки воды вследствие вторичного загрязнения. При контакте сапропеля с водой с разными значениями рН могут вымываться гуминовые и легкогидролизуемые вещества. Именно поэтому более эффективно использование в качестве сорбента термообработанного сапропеля, что исключает вторичное загрязнение воды вымываемыми из сорбента веществами.The disadvantages of using these sorbents for wastewater treatment include the fact that such materials contain a significant amount of water-soluble substances in the original sapropel, which will degrade the quality of water treatment due to secondary pollution. Upon contact of sapropel with water with different pH values, humic and hydrolyzable substances can be washed out. That is why it is more efficient to use heat-treated sapropel as a sorbent, which eliminates the secondary pollution of water with substances washed out of the sorbent.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки жидких растворов от ионов металлов и отдельных органических компонентов углеминеральным адсорбентом, полученным путем смешения каолина, алюмокремнегидрогеля, активированного угля и торфа [Пат. РФ № 2124942, 1999]. Каолин прокаливают при 600-700°С, при необходимости перед прокаливанием добавляют аморфный диоксид кремния в количестве 20% от массы каолина и смешивают с алюмокремнегидрогелем состава SiO2:Al2O3=3-3,5:1. Затем добавляют смесь (1:1 по массе) активированного угля и торфа в количестве 4-16% и перемешивают до образования однородной пластичной массы. Массу формуют в гранулы, сушат и подвергают гидротермальной кристаллизации в щелочном алюминатном растворе при температуре 60-100°С в течение суток.The closest in technical essence and the achieved result is a method of purification of liquid solutions from metal ions and individual organic components with a carbon-mineral adsorbent obtained by mixing kaolin, alumina-silica gel, activated carbon and peat [Pat. RF number 2124942, 1999]. Kaolin is calcined at 600-700 ° C, if necessary, amorphous silicon dioxide is added before calcination in an amount of 20% by weight of kaolin and mixed with silica-alumina hydrogel composition SiO 2 : Al 2 O 3 = 3-3.5: 1. Then add a mixture (1: 1 by weight) of activated carbon and peat in an amount of 4-16% and mix until a homogeneous plastic mass is formed. The mass is formed into granules, dried and subjected to hydrothermal crystallization in an alkaline aluminate solution at a temperature of 60-100 ° C for a day.
Недостатком способа очистки данным сорбентом является вторичное загрязнение воды органическими веществами, вымываемыми из торфа, входящего в качестве компонента в состав сорбента. Кроме того, очистка воды с помощью данного сорбента, представляющего собой искусственно составленную неоднородную смесь и не обладающего достаточной механической прочностью, будет не эффективна, так как эксплуатация сорбента будет сопровождаться генерированием пылевых частиц, механически загрязняющих очищаемый раствор. Недостатками также являются многостадийность и сложность технологии получения сорбента, включающая в том числе нагревание каолина при температуре 600-700°С, гидротермальную кристаллизацию при температуре 60-100°С, а также добавление дорогостоящего активированного угля в состав сорбента. Получаемый сорбент представляет искусственную смесь, для приготовления которой требуется много составляющих (каолин, аморфный кремнезем, алюмокремнегидрогель, торф, активированный уголь), которые являются веществами различной природы и полярности. Поэтому без специального эффективного связующего первоначально сформованный в гранулы сорбент при эксплуатации будет дробиться, т.е. менять свой фракционный состав, что создаст повышенное гидродинамическое сопротивление и затруднит процесс очистки. Кроме того, каждый из компонентов, входящих в состав сорбента, имеет свои текстурные характеристики (в том числе пористость, удельную поверхность, распределение пор по размерам), т.е. не обеспечивается равномерная пористая структура сорбента. Большинство составляющих веществ имеют микропористую структуру, следовательно, сорбент не будет эффективно сорбировать молекулы крупных загрязнений, что ограничивает его сорбционную способность.The disadvantage of this method of cleaning this sorbent is the secondary pollution of water with organic substances leached from peat, which is a component of the sorbent. In addition, water purification using this sorbent, which is an artificially made heterogeneous mixture and does not have sufficient mechanical strength, will not be effective, since the operation of the sorbent will be accompanied by the generation of dust particles that mechanically pollute the solution being cleaned. The disadvantages are the multi-stage and complexity of the technology for producing the sorbent, including including heating kaolin at a temperature of 600-700 ° C, hydrothermal crystallization at a temperature of 60-100 ° C, as well as the addition of expensive activated carbon to the composition of the sorbent. The resulting sorbent is an artificial mixture, the preparation of which requires many components (kaolin, amorphous silica, aluminosilicon hydrogel, peat, activated carbon), which are substances of different nature and polarity. Therefore, without a special effective binder, the sorbent initially formed into granules during operation will be crushed, i.e. change your fractional composition, which will create increased hydrodynamic resistance and complicate the cleaning process. In addition, each of the components that make up the sorbent has its own texture characteristics (including porosity, specific surface area, pore size distribution), i.e. the uniform porous structure of the sorbent is not ensured. Most of the constituent substances have a microporous structure, therefore, the sorbent will not effectively sorb molecules of large contaminants, which limits its sorption ability.
Задачей изобретения является разработка способа комплексной очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ, красителей, фенолов, ионов металлов путем их сорбции на однородном механически прочном сорбенте, обладающем бифункциональными свойствами. В качестве сорбента используется материал, полученный карбонизацией доступного природного органоминерального сырья.The objective of the invention is to develop a method for the comprehensive treatment of wastewater from oil and oil products, surfactants, dyes, phenols, metal ions by sorption on a homogeneous mechanically strong sorbent with bifunctional properties. The material obtained by carbonization of available natural organic-mineral raw materials is used as a sorbent.
Сырьем для получения сорбента может служить сапропель (озерный ил). Сапропелем принято считать отложения пресноводных водоемов с содержанием органического вещества 15-96% мас., содержание минеральных веществ при этом составляет 4-85% мас. [М.З.Лопотко. Сапропели БССР, их добыча и использование. - Минск, 1974]. Органическое вещество сапропелей представляет собой продукт биохимической переработки в анаэробных условиях растительных и животных остатков. Неорганическая часть сапропеля представлена в основном соединениями кремния, алюминия, железа. Оба эти компонента в озерных отложениях, взаимодействуя друг с другом, образуют наиболее устойчивый в данных условиях органо-минеральный комплекс, который определяет многие специфические свойства сапропелей.Sapropel (lake silt) can serve as raw material for sorbent production. Sapropel is considered to be deposits of freshwater reservoirs with an organic matter content of 15-96% wt., The mineral content in this case is 4-85% wt. [M.Z. Lopotko. Sapropels of the BSSR, their production and use. - Minsk, 1974]. The organic matter of sapropels is a product of biochemical processing under anaerobic conditions of plant and animal residues. The inorganic part of sapropel is represented mainly by compounds of silicon, aluminum, and iron. Both of these components in lake sediments, interacting with each other, form the most stable organic-mineral complex under the given conditions, which determines many specific properties of sapropels.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе комплексной очистки сточных вод углеродминеральным сорбентом из сапропеля осуществляется контактирование сточной воды с сорбентом, содержащим углеродную и минеральную составляющие, способ отличается тем, что контактирование осуществляют с сапропелем, подвергнутым карбонизации в инертной среде в интервале температур от более 700 и до 800°С. Для получения сорбента используют сапропель с содержанием минеральной части 54-85% мас. При сорбции тяжелых металлов рН поддерживается равным 4-5.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for the integrated treatment of wastewater with a carbon mineral sorbent from sapropel, the wastewater is contacted with a sorbent containing carbon and mineral components, the method is characterized in that the contact is carried out with sapropel subjected to carbonization in an inert medium in the temperature range from more than 700 and up to 800 ° C. To obtain the sorbent use sapropel with a mineral content of 54-85% wt. During sorption of heavy metals, the pH is maintained at 4-5.
Сорбент, полученный из сапропеля, представляет собой однородный углеродминеральный материал, обладающий бифункциональными сорбционными свойствами и высокой прочностью на раздавливание (95-100 кг/см2), что является важной эксплуатационной характеристикой сорбента. Для сравнения, прочность промышленно выпускаемого для очистки сточных вод сорбента БАУ - А, определенная в тех же условиях, составляет 9 кг/см2. Кроме того, сорбент из сапропеля является однородно пористым, преимущественно мезо-макропористым по структуре, что облегчает доступ вглубь сорбента и обеспечивает его сорбционную активность по отношению к широкому кругу веществ.The sorbent obtained from sapropel is a homogeneous carbon-mineral material with bifunctional sorption properties and high crushing strength (95-100 kg / cm 2 ), which is an important operational characteristic of the sorbent. For comparison, the strength of the BAU-A sorbent industrially produced for wastewater treatment, determined under the same conditions, is 9 kg / cm 2 . In addition, the sorbent from sapropel is uniformly porous, mainly meso-macroporous in structure, which facilitates in-depth access to the sorbent and ensures its sorption activity with respect to a wide range of substances.
Для обеспечения одновременной сорбционной активности сорбента, как по органическим веществам, так и ионам металлов, в сапропеле, служащем сырьем для синтеза, необходимо оптимальное соотношение органической и минеральной составляющих. Сапропели с содержанием минеральной части менее 30% не соответствуют данному требованию, так как получаемый из такого сырья сорбент не обладает достаточной сорбционной активностью по ионам металлов (таблица 1). Сапропели практически не содержат минеральной части более 85%, поэтому не рассматриваются как сырье для синтеза углеродминеральных сорбентов.To ensure the simultaneous sorption activity of the sorbent, both for organic substances and metal ions, in sapropel, which serves as a raw material for synthesis, an optimal ratio of organic and mineral components is necessary. Sapropels with a mineral content of less than 30% do not meet this requirement, since the sorbent obtained from such raw materials does not have sufficient sorption activity for metal ions (table 1). Sapropels practically do not contain a mineral part of more than 85%, therefore they are not considered as raw materials for the synthesis of carbon mineral sorbents.
Выбор оптимального температурного интервала процесса карбонизации может быть продемонстрирован на примере сапропеля, содержащего 64 мас.% минерального вещества. Для получения углеродминерального сорбента высушенный сапропель помещают в кварцевый реактор и нагревают в инертной среде до заданной температуры со скоростью 10°С/мин, выдерживают при этой температуре 2 часа. Далее сорбент охлаждают в инертной среде до комнатной температуры. При периодическом перемешивании навеску сорбента приводят в контакт с раствором загрязняющего вещества. В таблице 2 приведены величины адсорбции ионов меди и нефтепродуктов на карбонизованном при различных температурах сапропеле. Как следует из приведенных данных, синтезированные при 700-800°С сорбенты обладают максимальной емкостью по ионам меди и нефтепродуктам. Для других сапропелей оптимальные температуры карбонизации также лежат в этом интервале.The choice of the optimal temperature range of the carbonization process can be demonstrated by the example of sapropel containing 64 wt.% Mineral matter. To obtain a carbon mineral sorbent, the dried sapropel is placed in a quartz reactor and heated in an inert medium to a predetermined temperature at a rate of 10 ° C / min, kept at this temperature for 2 hours. Next, the sorbent is cooled in an inert medium to room temperature. With periodic stirring, a sorbent sample is brought into contact with a solution of a pollutant. Table 2 shows the adsorption values of copper ions and petroleum products on sapropel carbonized at different temperatures. As follows from the above data, sorbents synthesized at 700-800 ° C have a maximum capacity for copper ions and oil products. For other sapropels, the optimum carbonization temperatures also lie in this range.
Установлен интервал рН, при котором наблюдаются наибольшие величины адсорбции тяжелых металлов (никель, медь, хром и др.) в процессе очистки на углеродминеральных сорбентах из сапропеля. В таблице 3 приведены данные по сорбции ионов различных металлов. При рН4-5 наблюдаются максимальные величины адсорбции.The pH range has been established at which the highest values of adsorption of heavy metals (nickel, copper, chromium, etc.) are observed during purification on carbon-mineral sorbents from sapropel. Table 3 shows the data on the sorption of ions of various metals. At pH4-5, maximum adsorption values are observed.
Было показано, что заявляемый способ очистки эффективен при удалении как неполярных веществ (например, емкость по растворенным нефтепродуктам достигает 230 мг/г), так и тяжелых металлов (например, емкость по ионам хрома достигает 34 мг/г). Таким образом, в результате проведенных авторами исследований разработан способ комплексной очистки сточных вод прочным однородным углеродминеральным сорбентом из сапропеля, который эффективен при удалении из воды загрязнения различной природы (как полярных, так и неполярных соединений), т.е. обладает бифункциональными свойствами.It was shown that the inventive purification method is effective in removing both non-polar substances (for example, the capacity for dissolved oil products reaches 230 mg / g) and heavy metals (for example, the capacity for chromium ions reaches 34 mg / g). Thus, as a result of the studies conducted by the authors, a method was developed for the integrated treatment of wastewater with a solid, uniform carbon-mineral sorbent from sapropel, which is effective in removing pollution of various nature (both polar and non-polar compounds) from water, i.e. possesses bifunctional properties.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1.Example 1
50 г высушенного сапропеля, содержащего 54 мас.% минерального вещества, помещают в кварцевый реактор с внешним электронагревателем и нагревают в токе аргона (140 л/час) до температуры 800° со скоростью 10°С/мин, выдерживают при этой температуре 2 часа. Далее сорбент охлаждают в инертной среде до комнатной температуры.50 g of dried sapropel containing 54 wt.% Of the mineral substance is placed in a quartz reactor with an external electric heater and heated in a stream of argon (140 l / h) to a temperature of 800 ° at a rate of 10 ° C / min, kept at this temperature for 2 hours. Next, the sorbent is cooled in an inert medium to room temperature.
Полученный в данных условиях сорбент имеет механическую прочность на раздавливание 98 кг/см2, удельную поверхность по БЭТ 52,7 м2/г, суммарную пористость - 0,25 см3/г. Химический состав полученного в данных условиях сорбента, % мас.: С - 11,2; SiO2 - 61,4; Al2O3 - 13,6; Fe2O3 - 5,4; остальное - оксиды кальция, магния, калия.The sorbent obtained under these conditions has a mechanical crushing strength of 98 kg / cm 2 , a BET specific surface area of 52.7 m 2 / g, and a total porosity of 0.25 cm 3 / g. The chemical composition of the sorbent obtained under these conditions,% wt .: C - 11.2; SiO 2 - 61.4; Al 2 O 3 - 13.6; Fe 2 O 3 - 5.4; the rest is oxides of calcium, magnesium, potassium.
Для определения осветляющей способности по метиленовому голубому (ГОСТ 4453-74) навеску сорбента массой 0,1000 г помещают в коническую колбу, прибавляют 25,0 мл раствора метиленового голубого, закрывают пробкой и перемешивают на аппарате для встряхивания в течение 20 мин. Затем угольную суспензию центрифугируют и определяют оптическую плотность осветленного раствора. Емкость углеродминерального сорбента из сапропеля, полученного в описанных выше условиях, по метиленовому голубому составляет 27,5 мг/г.To determine the lightening ability according to methylene blue (GOST 4453-74), a weighed sample of a sorbent weighing 0.1000 g is placed in a conical flask, 25.0 ml of a methylene blue solution are added, closed with a stopper and stirred on a shaker for 20 minutes. Then the coal suspension is centrifuged and the optical density of the clarified solution is determined. The capacity of the carbon-mineral sorbent from sapropel obtained under the conditions described above, according to methylene blue, is 27.5 mg / g.
Пример 2.Example 2
Для определения осветляющей способности по йоду (ГОСТ 6217-74) навеску сорбента, полученного по примеру 1, массой 1,000 г помещают в коническую колбу, добавляют 100,0 мл раствора йода, закрывают пробкой и перемешивают на аппарате для встряхивания в течение 15 мин. В фильтрате определяют остаточную концентрацию йода. Йодное число данного сорбента составляет 15,0 мг/г.To determine the clarifying ability of iodine (GOST 6217-74), a weighed portion of the sorbent obtained according to Example 1, weighing 1,000 g, was placed in a conical flask, 100.0 ml of iodine solution was added, closed with a stopper, and stirred on a shaker for 15 minutes. In the filtrate determine the residual concentration of iodine. The iodine number of this sorbent is 15.0 mg / g.
Пример 3.Example 3
0,500 г сорбента, полученного по примеру 1, помещают в 20,0 мл раствора, имеющего рН 4,5 и концентрацию ионов никеля 1,0 мг/мл. Через 6 часов отделяют раствор от сорбента декантацией и анализируют на содержание ионов металла. Величина адсорбции никеля в данных условиях составляет 15,0 мг/г.0.500 g of the sorbent obtained in example 1 is placed in 20.0 ml of a solution having a pH of 4.5 and a concentration of nickel ions of 1.0 mg / ml After 6 hours, the solution is separated from the sorbent by decantation and analyzed for the content of metal ions. Nickel adsorption under these conditions is 15.0 mg / g.
Пример 4.Example 4
0,100 г сорбента, полученного по примеру 1, помещают в 20,0 мл раствора, имеющего концентрацию растворенного нефтепродукта 950 мг/мл. Через 30 минут отделяют раствор от сорбента декантацией и анализируют нефтепродукт. Величина адсорбции в данных условиях составляет 170 мг/г.0.100 g of the sorbent obtained according to example 1, is placed in 20.0 ml of a solution having a dissolved oil product concentration of 950 mg / ml. After 30 minutes, the solution is separated from the sorbent by decantation and the oil product is analyzed. The adsorption value under these conditions is 170 mg / g.
Пример 5.Example 5
0,100 г сорбента, полученного по примеру 1, помещают в 20,0 мл раствора, имеющего концентрацию фенола 200 мг/мл. Через 1 час отделяют раствор от сорбента декатацией и анализируют фенол. Величина адсорбции в данных условиях составляет 10 мг/г.0.100 g of the sorbent obtained in example 1 is placed in 20.0 ml of a solution having a phenol concentration of 200 mg / ml. After 1 hour, the solution is separated from the sorbent by decantation and phenol is analyzed. The adsorption value under these conditions is 10 mg / g.
Пример 6.Example 6
0,100 г сорбента, полученного по примеру 1, помещают в 20,0 мл раствора, имеющего концентрацию поверхностно-активного вещества (додецилсульфата натрия) 300 мг/мл. Через 1 час отделяют раствор от сорбента декантацией и анализируют на содержание поверхностно-активного вещества. Величина адсорбции в данных условиях составляет 30 мг/г.0.100 g of the sorbent obtained in example 1 is placed in 20.0 ml of a solution having a concentration of surfactant (sodium dodecyl sulfate) of 300 mg / ml. After 1 hour, the solution is separated from the sorbent by decantation and analyzed for the content of surfactant. The adsorption value under these conditions is 30 mg / g.
Пример 7.Example 7
50 г высушенного сапропеля, содержащего 64% мас. минерального вещества, помещают в кварцевый реактор с внешним электронагревателем и нагревают в токе аргона (140 л/час) до температуры 700°С со скоростью 10°С/мин, выдерживают при этой температуре 2 часа. Далее сорбент охлаждают в инертной среде до комнатной температуры.50 g of dried sapropel containing 64% wt. mineral substance, placed in a quartz reactor with an external electric heater and heated in a stream of argon (140 l / h) to a temperature of 700 ° C at a speed of 10 ° C / min, kept at this temperature for 2 hours. Next, the sorbent is cooled in an inert medium to room temperature.
Полученный в данных условиях сорбент имеет механическую прочность на раздавливание 100 кг/см2, удельную поверхность по БЭТ 50 м2/г, суммарную пористость - 0,25 см3/г. Химический состав полученного в данных условиях сорбента, % мас.: С - 11,7; SiO2 - 54,1; Al2O3 - 8,6; Fe2O3 - 3,4; CaO - 6,8; остальное - оксиды магния, калия.Obtained under these conditions, the sorbent has a mechanical crushing strength of 100 kg / cm 2 , the BET specific surface area is 50 m 2 / g, and the total porosity is 0.25 cm 3 / g. The chemical composition of the sorbent obtained under these conditions,% wt .: C - 11.7; SiO 2 54.1; Al 2 O 3 - 8.6; Fe 2 O 3 - 3.4; CaO - 6.8; the rest is oxides of magnesium, potassium.
В стеклянную адсорбционную колонку загружают полученный сорбент в количестве 2,000 г.Через адсорбционную колонку с сорбентом пропускают сточную воду с рН4 и концентрацией ионов меди 0,10 мг/мл. По результатам эксперимента рассчитана рабочая емкость (до проскока) сорбента, она составила 4,0 мг/г. Первые 80 мл раствора, вышедшие из адсорбционной колонки, доочищены до величины ПДК. Полная динамическая емкость сорбента по ионам меди составляет 26 мг/г.The obtained sorbent is loaded into a glass adsorption column in an amount of 2,000 g. Wastewater with a pH of 4 and a copper ion concentration of 0.10 mg / ml is passed through an adsorption column with a sorbent. According to the results of the experiment, the working capacity (up to the slip) of the sorbent was calculated, it amounted to 4.0 mg / g The first 80 ml of solution leaving the adsorption column was refined to the maximum permissible concentration. The total dynamic capacity of the sorbent for copper ions is 26 mg / g.
Пример 8.Example 8
В стеклянную адсорбционную колонку загружают 2,000 г сорбента, полученного по примеру 7. Через адсорбционную колонку с сорбентом пропускают 1000 мл сточной воды, содержащей 100 мг/л растворенного нефтепродукта. Первые 140 мл раствора, вышедшие из адсорбционной колонки, очищены до уровня ПДК (0,05-0,1 мг/л). В результате на выходе колонки получают воду с содержанием растворенного нефтепродукта не более 0,5 мг/л.2.000 g of the sorbent obtained in Example 7 are loaded into a glass adsorption column. 1000 ml of wastewater containing 100 mg / l of dissolved oil is passed through an adsorption column with a sorbent. The first 140 ml of solution leaving the adsorption column was purified to the MPC level (0.05-0.1 mg / L). As a result, water with a dissolved oil product content of not more than 0.5 mg / L is obtained at the column outlet.
Таким образом, проведенные исследования показали, что способ комплексной очистки сточных вод прочным однородным углеродминеральным сорбентом из сапропеля эффективен при очистке сточных вод от органических веществ и ионов металлов. Использование сапропеля в качестве сырья позволит получить однородный по составу сорбент, более дешевый и простой по способу получения, имеющий широкий диапазон соотношения углеродной и минеральной частей, а также преимущественно мезо-макропористый по структуре, что облегчает перенос реагентов вглубь сорбента. Благодаря наличию минеральных веществ и углерода, сорбент обладает бифункциональными свойствами и обеспечивает комплексную очистку от загрязнителей различной природы. Кроме того, добыча и использование сапропеля для производства углеродминерального сорбента из сапропеля предотвратят прогрессирующие процессы заболачивания озер. Запасы сапропеля в Российской Федерации велики и оцениваются в 92,0 млрд тонн [В.Б.Добрецов Сапропели России: освоение, использование, экология. - СПб., 2005]. На территории России сапропель распространен практически повсеместно, поэтому в интересах устойчивого развития регионов необходимо вовлекать в переработку местные ресурсы возобновляемого сырья, каким является сапропель - один из немногих воспроизводимых видов полезных ископаемых.Thus, the studies showed that the method of complex wastewater treatment with a strong homogeneous carbon-mineral sorbent from sapropel is effective in wastewater treatment from organic substances and metal ions. The use of sapropel as a raw material will make it possible to obtain a sorbent of uniform composition, cheaper and easier to obtain, having a wide range of carbon and mineral parts, and also predominantly meso-macroporous structure, which facilitates the transfer of reagents deep into the sorbent. Due to the presence of minerals and carbon, the sorbent has bifunctional properties and provides comprehensive purification from pollutants of various nature. In addition, the extraction and use of sapropel for the production of carbon mineral sorbent from sapropel will prevent the progressive processes of swamping of lakes. Sapropel reserves in the Russian Federation are large and are estimated at 92.0 billion tons [VB Dobretsov Sapropeli of Russia: development, use, ecology. - St. Petersburg, 2005]. On the territory of Russia, sapropel is distributed almost everywhere, therefore, in the interests of sustainable development of the regions, it is necessary to involve local resources of renewable raw materials into processing, such as sapropel, one of the few reproducible types of minerals.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009144870/05A RU2414430C1 (en) | 2009-12-02 | 2009-12-02 | Method for integrated treatment of waste water using carbon-mineral sorbent made from sapropel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009144870/05A RU2414430C1 (en) | 2009-12-02 | 2009-12-02 | Method for integrated treatment of waste water using carbon-mineral sorbent made from sapropel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2414430C1 true RU2414430C1 (en) | 2011-03-20 |
Family
ID=44053659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009144870/05A RU2414430C1 (en) | 2009-12-02 | 2009-12-02 | Method for integrated treatment of waste water using carbon-mineral sorbent made from sapropel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2414430C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2465958C1 (en) * | 2011-09-05 | 2012-11-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Method of pelletising dispersed carbon material |
| RU2523476C1 (en) * | 2012-12-11 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method of obtaining carbon-mineral sorbent from sapropel for purification of water from multi-component pollutions |
| RU2575884C1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-02-20 | Анатолий Михайлович Сташков | USE OF SAPROPEL pH-8,5 (GRADE B) ORGANIC SUBSTANCE AGENT FOR MODIFYING WATER QUALITY AND DECONTAMINATION THEREOF |
| RU2625576C1 (en) * | 2016-07-05 | 2017-07-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method of producing huminum sorbent from sapropel for wastewater treatment |
-
2009
- 2009-12-02 RU RU2009144870/05A patent/RU2414430C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2465958C1 (en) * | 2011-09-05 | 2012-11-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Method of pelletising dispersed carbon material |
| RU2523476C1 (en) * | 2012-12-11 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method of obtaining carbon-mineral sorbent from sapropel for purification of water from multi-component pollutions |
| RU2575884C1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-02-20 | Анатолий Михайлович Сташков | USE OF SAPROPEL pH-8,5 (GRADE B) ORGANIC SUBSTANCE AGENT FOR MODIFYING WATER QUALITY AND DECONTAMINATION THEREOF |
| RU2625576C1 (en) * | 2016-07-05 | 2017-07-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method of producing huminum sorbent from sapropel for wastewater treatment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Removal of basic dye (methylene blue) from aqueous solution using zeolite synthesized from electrolytic manganese residue | |
| Suhaimi et al. | The use of gigantochloa bamboo-derived biochar for the removal of methylene blue from aqueous solution | |
| CA2639513A1 (en) | Modified biogenic silica and method for purifying a liquid | |
| Song et al. | Application of diatomite for gallic acid removal from molasses wastewater | |
| Eletta et al. | A review of fish scales as a source of biosorbent for the removal of pollutants from industrial effluents | |
| Harja et al. | Removal of heavy metal ions from aqueous solutions using low-cost sorbents obtained from ash | |
| Sadegh et al. | Low-cost materials with adsorption performance | |
| Narayan et al. | Characterization and application of biomass gasifier waste material for adsorptive removal of Cr (VI) from aqueous solution | |
| CN108079949B (en) | Method for removing lead in water body by using magnetic pig manure biochar | |
| Adeleke et al. | Remediation of raw wastewater of palm oil mill using activated cow bone powder through batch adsorption | |
| Abatal et al. | Carbonaceous material obtained from bark biomass as adsorbent of phenolic compounds from aqueous solutions | |
| Ademiluyi et al. | Multiple adsorption of heavy metal ions in aqueous solution using activated carbon from Nigerian bamboo | |
| RU2414430C1 (en) | Method for integrated treatment of waste water using carbon-mineral sorbent made from sapropel | |
| Wabaidur et al. | Dodecyl sulfate chain anchored bio-char to sequester triaryl methane dyes: Equilibrium, kinetics, and adsorption mechanism | |
| Sorokhaibam et al. | Phenolic wastewater treatment: development and applications of new adsorbent materials | |
| RU2524111C2 (en) | Method of removing heavy metals from waste water by adsorption, filter material (sorbent) and method of producing sorbent | |
| Bouatay et al. | Valorization of tunisian pottery clay onto basic dyes adsorption | |
| Aziz et al. | Hardness removal of groundwater through sand, zeolite and rice husk activated carbon | |
| Liu et al. | Removal of methylene blue from aqueous solution using wine-processing waste sludge | |
| Xu et al. | Removal of quinoline from aqueous solutions by lignite, coking coal and anthracite. Adsorption kinetics | |
| Umar et al. | Application of Date Stones on the Process of Removing Erythrosine Dye from Industrial Effluents | |
| Sarra et al. | Adsorption of a cationic dye crystal violet onto a binary mixture of forest waste biopolymer: advanced statistical physics studies | |
| Alabdly et al. | Removal of Toxic Phenolic Compounds from Wastewater Using Zeolite (4A) Prepared from Local Clays Taken from the Slopes of the Tigris River | |
| Noor-ul-Amin et al. | Synthesis of zeolite-A from bagasse ash and removal of heavy metals from industrial effluents | |
| Bentil et al. | Application of locally produced activated carbons for petroleum produced water treatment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141203 |