RU2500623C1 - Способ сорбентной очистки сточных вод от ионов хрома(iii), железа(iii), меди(ii) и кадмия(ii) - Google Patents
Способ сорбентной очистки сточных вод от ионов хрома(iii), железа(iii), меди(ii) и кадмия(ii) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2500623C1 RU2500623C1 RU2012127148/05A RU2012127148A RU2500623C1 RU 2500623 C1 RU2500623 C1 RU 2500623C1 RU 2012127148/05 A RU2012127148/05 A RU 2012127148/05A RU 2012127148 A RU2012127148 A RU 2012127148A RU 2500623 C1 RU2500623 C1 RU 2500623C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- magnesium
- particles
- ions
- iron
- Prior art date
Links
Landscapes
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сорбционным технологиям очистки сточных вод от ионов металлов и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Способ включает использование сорбента, состоящего из смеси гидроксида и карбоната магния, обработку воды сорбентом путем их перемешивания с получением дисперсии и образованием в результате обработки продуктов в виде практически нерастворимых частиц гидроксидов хрома, железа и меди и растворимой соли магния. В качестве сорбента используют суспендированную в воде смесь частиц гидроксида и карбоната магния, иммобилизованных на целлюлозных волокнах, содержащих в мас.%: не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм, полученную дисперсию разделяют на жидкую и твердую фазу методом напорной флотации с получением продукта очистки в виде флотошлама, состоящего из частиц гидроксидов хрома, железа, меди и карбоната кадмия, иммобилизованных на целлюлозных волокнах. Способ позволяет повысить эффективность процесса очистки сточных вод благодаря высокой сорбционной способности используемого сорбента. 3 з.п. ф-лы, 4 пр.
Description
Изобретение относится к технологиям очистки сточных вод от ионов металлов и может быть использовано в различных отраслях промышленности.
Известен способ очистки сточных вод от ионов хрома(III) и сопутствующих ионов Fe(III) и Cu(II),включающий использование частиц магнийсодержащего материала, состоящего из гидроскида и карбоната магния, контактирование воды с частицами при их перемешивании с получением дисперсии и образованием в результате реакций ионного обмена их продуктов, состоящих из растворенной в воде соли магния и твердой фазы в виде непрореагировавших частиц магнийсодержащего материала и нерастворимых частиц гидрооксидов Cr, Fe, Cu. (RU, 2424192, C02F 1/28, B01J 20/04, C01F 5/14, C02F 103/16, опубл. 20.07.2011).
Частицы магнийсодержащего материала готовят измельчением природных минералов, содержащих карбонат магния в диапазоне 51,62-52,84% и гидроксида магния в диапазоне 46,13-47,28%. Размер частиц 3-10 мм.
В примерах использования способа была измерена сорбционная способность этих материалов при очистке сточных вод, содержащих только ионы Cr(III), а также совокупность ионов Cr(III), Fe(III) и Cu(II). По хрому она равна 2,45 мг на 1 г, а по сумме всех ионов 4,1 мг на 1 г сорбента.
Сведения о возможности переработки отработанных сорбентов в описании патента не содержатся.
Недостатком способа является низкая эффективность процесса вследствие низкой сорбционной способности природного материала.
Новыми техническими результатами от использования предлагаемого изобретения являются повышение эффективности процесса очистки сточных вод благодаря высокой сорбционной емкости используемого композиционного сорбента и его свойствам.
Указанные результаты достигаются тем, что в способе очистки сточных вод от ионов из ряда, содержащего ионы хрома(III), железа(III), меди(II), включающем использование в качестве сорбента частиц магнийсодержащего материала, состоящего из смеси гидроксида и карбоната магния, обработку воды сорбентом путем их перемешивания с получением дисперсии и образованием в результате обработки продуктов в виде практически нерастворимых частиц гидроксидов хрома, железа и меди и растворимой соли магния, согласно предложению, ряд ионов дополнительно содержит ионы кадмия(II), в качестве сорбента используют суспендированную в воде смесь частиц гидроксида и карбоната магния, иммобилизованных на целлюлозных волокнах, содержащих, в мас.%, не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм, полученную дисперсию разделяют на жидкую и твердую фазу методом напорной флотации с получением продукта очистки в виде флотошлама, состоящего из частиц гидроксидов хрома, железа, меди и карбоната кадмия, иммобилизованных на целлюлозных волокнах. Сорбент содержит 50-300 мас.ч. смеси частиц гидроксида и карбрната магния на ЮОмас.ч. волокон, при этом в сорбенте соотношение количеств гидроксида и карбрната магния может находиться в диапазоне, в мас.%), (20,0-80,0):(80,0-20,0). Сорбент используют в количестве 50-300 мг/дм3 сточной воды.
Способ с использованием установки, содержащей реактор-смеситель, сатуратор и флотатор, осуществляют в непрерывном режиме следующим образом. В реактор-смеситель с любой заданной объемной скоростью (например, со скоростью образования стока) подают сточную воду и заданное количество дисперсии композиционного сорбента, состоящего из целлюлозных волокон с иммобилизованными ими наноразмерными частицами гидроксида и карбоната магния. В реакторе в результате реакций ионного обмена-замещения труднорастворимые гидроксид и карбонат магния преобразуются в практически нерастворимые соединения - гидроксиды Cr, Fe и Cu и карбоната Cd.
Используемые при получении композиционного сорбента целлюлозные волокна и собственно сорбент обладают уникальными свойствами. Волокна, содержащие, в мас.%, не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм, способны прочно сорбировать минеральные частицы, образующиеся при их химическом осаждении, причем количество сорбированных (иммобилизованных) частиц может достигать, в расчете на ЮОмас.ч. волокон, 500-800 и более мас.ч. При этом образующиеся в результате ионного обмена частицы нового состава под действием сил стяжения также оказываются в сорбированном состоянии.
Композиционный сорбент - это материал с очень высокой дисперсностью образующих его частиц. Сорбированые на целлюлозных волокнах минеральные частицы имеют громадную удельную поверхность и обладают высокой химической активностью. Поэтому скорость преобразования частиц одного ионного состава в частицы другого состава очень велика.
Волокна с указанными характеристиками способны в 15-20 сек образовывать флоккулы и хлопья, которые хорошо удерживают мелкие пузырьки воздуха и поэтому легко флотируются к поверхности воды и образуют устойчивый слой флотошлама. Этим качеством в полной мере обладают и композиционный сорбент, и композиционный продукт очистки воды.
Суспензию из смесителя направляют в сатуратор, насыщают ее воздухом и подают в камеру флотатора. Давление сбрасывается до нормального и из воды выделяются мелкие пузырьки воздуха. Все взвешенные компоненты суспензии флотируются к поверхности воды и образуют слой флотошлама. Осветленную воду направляют на утилизацию. Флотошлам подают в фильтр-пресс или на центрифугирование, обезвоживают и направляют на утилизацию.
Используемый при очистке воды сорбент содержит 50-300 мас.ч. минеральных компонентов (МК) на 100 мас.ч. волокон и его расходуют в количестве 50-300 мг/дм3 очищаемой воды.
Соотношение в сорбенте количеств гидроксида и карбоната магния может находиться в диапазоне, в мас.%, (20,0-80,0):(80,0-20,0).
Хром и сопутствующие ему металлы в сточной воде находятся, как правило, в виде сульфатов. Поэтому в очищенной воде содержится сульфат магния. Эту соль используют для получения композиционного сорбента с указанным выше составом магнийсодержащих компонентов. Соответственно, очищенную воду можно утилизировать именно с этой целью.
Флотошлам, содержащий минеральные компоненты в виде гидроксидов и карбонатов соответствующих металлов, можно утилизировать известным способом.
Следующие примеры иллюстрируют возможности предлагаемого способа.
Пример 1. Очищают воду с содержанием ионов хрома в составе квасцов 100 мг/дм3. Воду и суспензию сорбента с соотношением МК:ЦВ=300:100 и соотношением в МК гидроксид магния: карбонат магния 80:20 и расходом сорбента 300 мг/дм3 подают в проточный смеситель, затем в сатуратор, далее во флотатор и с использованием метода напорной флотации отделяют от воды твердые продукты ее очистки в виде флотошлама. Флотошлам состоит из целлюлозных волокон с прочно иммобилизованными на них частицами продуктов очистки в воде гидроксида хрома, а также частицами непрореагировавших гидроксида и карбоната магния. Сухие вещества шлама содержат 56,25 мг ЦВ, 211,8 мг Cr(OH)3, 11,7 мг Mg(OH)2 и 45 мг MgCO3 или 0,44 мас.ч. Cr на 1 мас.ч. МК. Ионы хрома в очищенной воде не содержатся. Степень использования Mg в МК 89,3%.
Пример 2. В отличие от примера 1, очищают воду, содержащую в 1 дм3 25 мг Cr, 30 мг Fe и 40 мг Cu. Используют сорбент с соотношением МК:ЦВ=175:100 и соотношением в МК гидроксид магния: карбонат магния 70:30 при его расходе 225 мг/дм3. Сухие вещества флотошлама содержат 81,8 мг ЦВ, 49,52 мг Cr(OH)3, 57,04 мг Fe(OH)3 и 61,41 мг Cu(OH)2. Степень использования Mg в МК сорбента - 96,58%.
Пример 3. В отличие от примера 1, очищают воду, содержащую в 1 дм3 2,4 мг Cr, 2,8 мг Fe, 4,2 мг Cu, 2,4 мг Cd. Используют сорбент с соотношением МК:ЦВ=50:100 и соотношением гидроксид магния:карбонат магния=50:50 при его расходе 50 мг/дм3. Сухие вещества шлама содержат 33,3 мг ЦВ, 5,55 мг Cr(OH)3, 5,35 мг Fe(OH)3, 6,45 мг Cu(OH)2 и 3,68 мг CdCO3. Степень использования Mg в сорбенте - 95,5%.
Пример 4. В отличие от примера 1, очищают воду, содержащую в 1 дм3 9,85 мг Cr, 16,83 мг Fe, 36,96 мг Cd. Используют сорбент с соотношением МК:ЦВ=120:100 и соотношением в МК гидроксид магния: карбонат магния=20:80 при его расходе 150 мг/дм3 воды. Сухие вещества содержат 68,18 мг ЦВ, 19,51 мг Cr(OH)3, 32,20 мг Fe(OH)3, 56,7 мг CdCO3. Степень использования Mg в МК сорбента - 96,58%.
Claims (4)
1. Способ сорбентной очистки сточных вод от ионов из ряда, содержащего ионы хрома(III), железа(III), меди(II), включающий использование в качестве сорбента частиц магнийсодержащего материала, состоящего из смеси гидроксида и карбоната магния, обработку воды сорбентом путем их перемешивания с получением дисперсии и образованием в результате обработки продуктов в виде практически нерастворимых частиц гидроксидов хрома, железа и меди и растворимой соли магния, отличающийся тем, что ряд ионов дополнительно содержит ионы кадмия(II), в качестве сорбента используют суспендированную в воде смесь частиц гидроксида и карбоната магния, иммобилизованных на целлюлозных волокнах, содержащих, мас.%, не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм, полученную дисперсию разделяют на жидкую и твердую фазы методом напорной флотации с получением продукта очистки в виде флотошлама, состоящего из частиц гидроксидов хрома, железа, меди и карбоната кадмия, иммобилизованных на целлюлозных волокнах.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сорбент содержит 50-300 мас.ч. смеси частиц гидроксида и карбоната магния на 100 мас.ч. волокон.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в сорбенте соотношение количеств гидроксида и карбоната магния может находиться в диапазоне, мас.%, (20,0-80,0):(80,0-20,0).
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что сорбент используют в количестве 50-300 мг/дм3 сточной воды.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012127148/05A RU2500623C1 (ru) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | Способ сорбентной очистки сточных вод от ионов хрома(iii), железа(iii), меди(ii) и кадмия(ii) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012127148/05A RU2500623C1 (ru) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | Способ сорбентной очистки сточных вод от ионов хрома(iii), железа(iii), меди(ii) и кадмия(ii) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2500623C1 true RU2500623C1 (ru) | 2013-12-10 |
Family
ID=49710949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012127148/05A RU2500623C1 (ru) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | Способ сорбентной очистки сточных вод от ионов хрома(iii), железа(iii), меди(ii) и кадмия(ii) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2500623C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114604890A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-06-10 | 南京大学扬州化学化工研究院 | 一种氢氧化铜纳米管及氧化铜纳米管的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4999116A (en) * | 1988-06-10 | 1991-03-12 | Southern Water Treatment Company, Inc. | Waste water treatment method |
| SU1730048A1 (ru) * | 1988-07-08 | 1992-04-30 | Государственный научно-исследовательский и проектный институт по обогащению руд цветных металлов "Казмеханобр" | Способ удалени ионов т желых металлов из сточных вод |
| US5660735A (en) * | 1994-10-31 | 1997-08-26 | Hazen Research, Inc. | Method for removing metals from waste solutions |
| RU2424192C1 (ru) * | 2009-12-23 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет | Способ очистки сточных вод от ионов хрома (iii) |
-
2012
- 2012-06-29 RU RU2012127148/05A patent/RU2500623C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4999116A (en) * | 1988-06-10 | 1991-03-12 | Southern Water Treatment Company, Inc. | Waste water treatment method |
| SU1730048A1 (ru) * | 1988-07-08 | 1992-04-30 | Государственный научно-исследовательский и проектный институт по обогащению руд цветных металлов "Казмеханобр" | Способ удалени ионов т желых металлов из сточных вод |
| US5660735A (en) * | 1994-10-31 | 1997-08-26 | Hazen Research, Inc. | Method for removing metals from waste solutions |
| RU2424192C1 (ru) * | 2009-12-23 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет | Способ очистки сточных вод от ионов хрома (iii) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114604890A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-06-10 | 南京大学扬州化学化工研究院 | 一种氢氧化铜纳米管及氧化铜纳米管的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10843932B2 (en) | Surface-coated calcium carbonate-containing material and process for the purification of water | |
| RU2463256C2 (ru) | Реагирующий с поверхности карбонат кальция в комбинации с гидрофобным адсорбентом для обработки воды | |
| Katsou et al. | Use of ultrafiltration membranes and aluminosilicate minerals for nickel removal from industrial wastewater | |
| CA2852599C (en) | Surface -treated calcium carbonate and its use in water purification and for the dewatering of sludges and sediments | |
| CA3019761A1 (en) | Surface-treated mineral materials and its use in water purification | |
| CA2908947C (en) | The combination of surface-treated calcium carbonate and bentonite in water purification or sludge de-watering | |
| JP2010521297A (ja) | 表面処理した炭酸カルシウムおよび廃水処理におけるこれの使用 | |
| RU2500623C1 (ru) | Способ сорбентной очистки сточных вод от ионов хрома(iii), железа(iii), меди(ii) и кадмия(ii) | |
| RU2482074C1 (ru) | Способ очистки сточной воды от мышьяка | |
| RU2399412C2 (ru) | Способ получения сорбента для очистки природных и сточных вод | |
| Wongwichien et al. | Synthesis and use of zeolite Na-A from waste sludge of water treatment plant for ammonium removal | |
| CA3145354A1 (en) | Modified zeolite for heavy metal removal | |
| Hudaib et al. | Removal of high-concentration sulfate ions from industrial wastewater using low-cost modified Jordanian kaolin | |
| RU2498850C1 (ru) | Способ получения композиционного сорбента на основе карбоната и гидроксида магния | |
| RU2488561C2 (ru) | Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов | |
| RU2480419C1 (ru) | Способ очистки кислых сточных вод от ионов тяжелых металлов | |
| RU2301777C1 (ru) | Способ очистки сточных вод гальванических производств с использованием ферритизированного гальваношлама | |
| RU2482066C1 (ru) | Способ очистки природных и сточных вод от сероводорода, ионов сульфида и гидросульфида | |
| Otal Salaverri et al. | Ammonium Ion Adsorption and Settleability Improvement Achieved in a Synthetic Zeolite-Amended Activated Sludge |