RU2424053C1 - Способ получения углеродного сорбента для обесфторивания воды - Google Patents
Способ получения углеродного сорбента для обесфторивания воды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2424053C1 RU2424053C1 RU2009141444/05A RU2009141444A RU2424053C1 RU 2424053 C1 RU2424053 C1 RU 2424053C1 RU 2009141444/05 A RU2009141444/05 A RU 2009141444/05A RU 2009141444 A RU2009141444 A RU 2009141444A RU 2424053 C1 RU2424053 C1 RU 2424053C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- water
- fluorine
- aluminum
- solution
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам получения сорбента для очистки воды подземных источников от избыточного содержания фтора. Ископаемый природный уголь фракции 0,3-2,0 мм модифицируют путем последовательной обработки растворами лимонной кислоты, карбоната натрия и сульфата алюминия. Сорбционная емкость полученного сорбента по фтору составляет 1,5 мг на 1 г сорбента при скорости фильтрации воды 8-12 м/час. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к способам получения углеродного сорбента для очистки воды подземных источников от избыточного содержания фтора.
Известные способы обесфторивания воды основаны на использовании хемосорбционных процессов с обработкой воды реагентами в сочетании с фильтрованием. Примесь соли фтора переводят в нерастворимое химическое соединение, которое выпадает в осадок или сорбцируется на поверхности зернистой загрузки [1].
Известны реагентные методы удаления фтора из воды, основанные на сорбции его свежеосажденными гидроксидами магния или алюминия. Исходную воду подкисляют, обрабатывают сульфатом алюминия, который гидролизуясь, образует гидроксид алюминия, на поверхности которого сорбируется фтор с образованием оксифторида алюминия. Осадок отфильтровывается на фильтрах с зернистой загрузкой [2].
Известны способы дефторирования воды путем ее фильтрования через фторселективные материалы: активированный оксид алюминия, алюмомодифицированные - бентонит, кварцевый песок, керамзит, дробленый клипоптилолит [1, 2]. Сорбционная емкость алюмомодифицированных материалов колеблется от 0,3 до 1 мг фтора на 1 г сорбента. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ удаления фтора путем фильтрования через активированный уголь, пропитанный солями алюминия [3].
Недостатком данного способа является то, что активированные угли обладают низкой сорбционной емкостью (не более 0,8 мг на 1 г сорбента) по фтору. Сорбция фтор-иона на активированных углях протекает только в кислой среде при pH 3-3,5. Регенерация активированного угля солями алюминия не позволяет полностью восстановить их первоначальную сорбционную емкость. Для проведения процесса, при низких pH обрабатываемую воду необходимо подкислять кислотами, а затем для нормализации pH подщелачивать. Это связано с дополнительными затратами на реагенты и существенно удорожает этот способ. Такой сорбент не обладает достаточной механической стойкостью, при проведении необходимых интенсивных взрыхляющих промывок годовые потери загрузки достигают 50%.
Техническим результатом настоящего изобретения является получение алюмомодифицированного углеродного сорбента, обеспечивающего повышение эффективности очистки, повышение продолжительности фильтроцикла с высокими скоростями фильтрования 8-12 м/час при снижении затрат на реагенты и на восполнение загрузки.
Данный технический результат достигается тем, что в качестве сорбента используется алюмомодифицированный ископаемый природный уголь фракционного состава 0,3-2 мм, насыпной плотностью 0,68-0,71 кг/дм3 и истираемостью менее 0,6%. Угольная фракция последовательно обрабатывалась растворами лимонной кислоты, карбонатом натрия. Полученный сорбент обладает развитой поверхностью и высокой механической и химической стойкостью. Этому сорбенту присущи свойства ионообменника, поэтому при его модификации, например раствором сернокислого алюминия обменные катионы сорбента замещаются на катионы алюминия:
3CnNa+Al3+=3Cn·Al+3Na+
При пропускании очищаемой воды алюминий взаимодействует с анионами воды (OH-, SO4 2-, F-), при этом одновременно с гидролизом и образованием основных солей алюминия осуществляется образование алюмофторидных комплексов, которые адсорбируются сорбентом:
Al(OH)SO4+2F=Al(OH)F2+SO4 2-
Al3++F-=AlF2+
При этом возможно образование на поверхности нерастворимого фторида алюминия, что также способствует в целом увеличению сорбционной емкости по фтору.
1. Сорбционная емкость алюмомодифицированного сорбента составила 1-1,5 мг фтора на 1 г сорбента: при скорости фильтрования 8-12 м/час при pH 6,5-7,5, Максимальная сорбционная емкость достигалась при модификации 2-3% водным раствором сернокислого алюминия или его солями Al(OH)aCl8 (где а+в=3, при а≤1,3) с предварительной взрыхляющей обратной промывкой в течение 10-15 минут в режиме «кипящего слоя», для полного удаления фторсодержащих осадков, задержанных на поверхности и в порах сорбента. После насыщения сорбента производят регенерацию путем пропускания через колонку модифицирующих растворов в следующем порядке:
вода - раствор лимонной кислоты - раствор карбоната натрия - раствор сернокислого алюминия.
Рассмотрим примеры реализации заявленного способа.
Пример 1
Ископаемый природный уголь фракционного состава 0,3-1,8 мм загружался в стеклянную колонку ⌀ 44 мм высотой 2 м. Объем загрузки - 3 дм3. Через колонку из бака прокачивалась при скорости 8-10 м/час исходная вода, содержащая фториды (3,9-4 мг/л F-).
Результаты опыта представлены в таблице.
| Наименование показателя воды | Норма СанПиН | Вода исходная | Фильтрат, л | ||||
| 100 | 120 | 300 | 360 | 420 | |||
| Цветность, градус | 20 | 60 | - | - | - | 11 | 12 |
| Мутность, мг/л | 1,5 | 16,6 | - | - | - | 0,27 | 0,32 |
| Жесткость, мг-экв/л | 7,0 | 4,4 | - | - | - | 4,0 | - |
| Железо общее, мг/л | 0,3 | 4,2 | 0,14 | 0,14 | 0,17 | 0,19 | 0,44 |
| Фториды, мг/л | 1,5 | 3,9 | 0,9 | 2,5 | - | 3,1 | - |
| Окисляемость, мг O2/л | 5,0 | 4,2 | - | - | - | 3,2 | 2,86 |
| pH, един. | 6-9 | 7,02 | - | - | 7,27 | - | |
| Сорбировано F-, мг | - | - | 300 | 44 | - | 66 | ∑410 |
Очистка воды от фтора недостаточна для обеспечения качества питьевой воды 
загрузки (0,14 г/л).
Пример 2
Загрузка, используемая в Примере 1, была подвергнута химической обработке и модифицированию:
1. Обработка путем пропускания раствора лимонной кислоты в объеме 8-10 (03) с выдержкой - 0,5 ч (03 - объем, эквивалентный объему загрузки).
2. Водная промывка - 5 (03).
3. Обработка путем пропускания 4% раствора карбоната натрия в объеме 8-10 (03).
4. Водная промывка с интенсивностью 4-5 л/с·м2 10 (03).
5. Обработка 4% водным раствором сернокислого алюминия при скорости пропускания 2-2,5 м/час.
6. Отмывка загрузки 5 (03), если для не модифицированной загрузки 
.
При пропускании фторсодержащей воды через колонну с модифицированным сорбентом емкость по фтору возрастает примерно в 3,5 раза.
| Наименование показателя воды | Норма СанПиН | Вода исходная | Фильтрат, л | ||||
| 100 | 200 | 300 | 500 | 700 | |||
| Фтор, мг/л | 1,5 | 4,0 | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 1,6 | 1,8 |
| pH | 6-9 | 7,1 | 7,3 | 7,4 | 7,3 | 7,5 | - |
| Поглощено F, мг | 350 | 340 | 340 | 460 | - | ||
Емкость загрузки по фтору 
(до проскока при υ=8 м/час).
При снижении скорости пропускания до 5-6 м/час объемная емкость загрузки (до проскока, более концентрации 1,5 мг/л) 
возрастает до 0,63 мг/мл 
. Т.е. в 4,5 раза выше, чем для загрузки, не подвергавшейся химической обработке и модифицированию.
Пример 3
Вода с исходной концентрацией фтора 4 г/м3 пропускалась со скоростью 9 м/ч через фильтр диаметром 300 мм с объемом углеродной модифицированной загрузки 84, с высотой слоя 1,2 м. Через 65 часов работы фильтра было пропущено 41 м3 воды. Концентрация фтора в фильтрате в течение первых двух суток (48 часов) составляла 0,5-0,7 г/м3 фтора. К концу фильтр-цикла она постепенно увеличивалась до 1,3 мг/л фтора. По расчетам сорбировано 120 г фтора за фильтр-цикл. Сорбционная емкость алюмомодифицированного углеродного сорбента составила 1,5 мг фтора на 1 г сорбента, степень извлечения 71%.
Источники информации
1. Г.И.Николадзе. Улучшение качества подземных вод: - Стройиздат, 1989 г.
2. Японск. патент 3491022, 26.01.2006 г.
3. SU 941301, 07.07.1982 (таблица 1).
4. Р.Д.Габович и др. Фторирование и обесфторирование питьевой воды: М.: Медицина, 1968 г.
Claims (2)
1. Способ получения углеродного сорбента для обесфторивания воды, включающий обработку угля солью алюминия и промывку, отличающийся тем, что для обработки используют ископаемый природный уголь фракции 0,3-2 мм и обработку осуществляют последовательно раствором лимонной кислоты, раствором карбоната натрия, водой и затем раствором сернокислого алюминия.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для обработки используют водные растворы лимонной кислоты, карбоната натрия и 2-3%-ный водный раствор сернокислого алюминия.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009141444/05A RU2424053C1 (ru) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Способ получения углеродного сорбента для обесфторивания воды |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009141444/05A RU2424053C1 (ru) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Способ получения углеродного сорбента для обесфторивания воды |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009141444A RU2009141444A (ru) | 2011-05-20 |
| RU2424053C1 true RU2424053C1 (ru) | 2011-07-20 |
Family
ID=44733341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009141444/05A RU2424053C1 (ru) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Способ получения углеродного сорбента для обесфторивания воды |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2424053C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2676044C1 (ru) * | 2017-12-21 | 2018-12-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" | Способ получения модифицированного активного угля |
| RU2711741C1 (ru) * | 2019-10-01 | 2020-01-21 | Виктор Васильевич Ревин | Способ обесфторивания воды |
-
2009
- 2009-11-11 RU RU2009141444/05A patent/RU2424053C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2676044C1 (ru) * | 2017-12-21 | 2018-12-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" | Способ получения модифицированного активного угля |
| RU2711741C1 (ru) * | 2019-10-01 | 2020-01-21 | Виктор Васильевич Ревин | Способ обесфторивания воды |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009141444A (ru) | 2011-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101549873A (zh) | 一种表面活性剂改性沸石及其制备方法及用途 | |
| US20180273401A1 (en) | Contaminants Removal with Simultaneous Desalination Using Carbon Dioxide Regenerated Hybrid Ion Exchanger Nanomaterials | |
| CN103214115B (zh) | 一种强酸阳离子交换树脂贫再生的水处理方法 | |
| CN103253788B (zh) | 基于铝基复合金属氧化物的除氟吸附材料的络合-吸附去除水中氟化物的方法 | |
| JP5360764B2 (ja) | 被処理水中のアンモニア成分およびリン成分の同時回収方法、並びに同時回収システム | |
| JP2014142264A (ja) | セシウム含有層状複水酸化物複合体及びそれを用いた廃棄物固化体 | |
| RU2424053C1 (ru) | Способ получения углеродного сорбента для обесфторивания воды | |
| WO2005066080A1 (ja) | 排水浄化方法及び浄化方法 | |
| JP2006341139A (ja) | 有害な無機性陰イオンの固定化除去方法及びそれに使用する固定化薬剤 | |
| CN103071456B (zh) | 有机胺类碘离子吸附剂、其制备方法及应用 | |
| CN109292927B (zh) | 一种废酸回收再生剂及其制备、使用方法 | |
| CN113117643A (zh) | 一种改性生物质炭吸附材料及其制备方法和应用、改性生物质炭吸附材料再生的方法 | |
| CA2885496C (en) | Method for treating solution containing rare earth | |
| KR20100014915A (ko) | 테트라알킬암모늄 이온 함유 현상폐액의 처리방법 | |
| CN207567053U (zh) | 一种可移动式含氟废水处理装置 | |
| RU2316479C1 (ru) | Способ водоподготовки | |
| JPS5815193B2 (ja) | ホウ素含有水の処理方法 | |
| RU2598935C1 (ru) | Способ очистки питьевой воды от соединений мышьяка | |
| CN1974418A (zh) | 基于载银酸性沸石的海水脱盐剂及其制备方法 | |
| JPH11235595A (ja) | ホウ素含有排水の処理方法 | |
| CN103449627B (zh) | 一种废水处理方法 | |
| CN110104840A (zh) | 一种用于废水深度脱氟的处理工艺 | |
| JPH10146589A (ja) | 写真排出液中の鉄の回収方法 | |
| CN1974417A (zh) | 海水淡化用海水脱盐剂 | |
| JP2737610B2 (ja) | 排煙脱硫排水の処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121112 |