RU2524111C2 - Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов методом адсорбции, фильтрующий материал (сорбент) и способ получения сорбента - Google Patents
Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов методом адсорбции, фильтрующий материал (сорбент) и способ получения сорбента Download PDFInfo
- Publication number
- RU2524111C2 RU2524111C2 RU2012100223/05A RU2012100223A RU2524111C2 RU 2524111 C2 RU2524111 C2 RU 2524111C2 RU 2012100223/05 A RU2012100223/05 A RU 2012100223/05A RU 2012100223 A RU2012100223 A RU 2012100223A RU 2524111 C2 RU2524111 C2 RU 2524111C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- zeolite
- modified
- sorption capacity
- adsorption
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области очистки промышленных сточных вод. Для очистки используют модифицированный природный цеолит. Модификацию природного цеолита осуществляют раствором гексаметилдисилазана в толуоле. Модифицированный цеолит высушивают последовательно на открытом воздухе и в муфельной печи при температуре 110°С. Изобретение позволяет получить модифицированный цеолит, который обладает сорбционной емкостью по цинку 95 мг/г, по никелю 94 мг/г. 3 н.п. ф-лы, 4 пр.
Description
Изобретение относится к области очистки промышленных сточных вод и касается твердых сорбентов, которые могут быть использованы для обезвреживания сточных вод металлообрабатывающих предприятий до требуемых нормативов качества.
В процессах обработки металлических деталей (мойка, травление поверхности, нанесение гальванических покрытий, химическое оксидирование и других операций) образуется большое количество металлсодержащих сточных вод. Образующиеся стоки содержат такие высокотоксичные металлы, как цинк, кадмий, свинец, хром, медь, никель, а в некоторых случаях даже ртуть [1]. В отличие от органических примесей, соединения тяжелых металлов не подвергаются биоразложению, поэтому для их удаления используют реагентную обработку, электрохимические методы или сорбционную очистку [2]. Адсорбционные методы с использованием твердых сорбентов обеспечивают наиболее глубокую очистку сточных вод [3]. К промышленным сорбентам, применяемым для очистки сточных вод, помимо высокой эффективности, предъявляются дополнительные требования, связанные с их доступностью, ценой, механической прочностью, дальнейшей переработкой использованных сорбентов [4].
В некоторых случаях осуществляют направленное получение сорбентов. Например получен полисульфидный сорбент из полисульфида натрия и хлорорганических отходов. Полисульфидный сорбент, полученный из Na2Sn, n=3-4 [5], обладает сорбционной емкостью 30 мг цинка на 1 г сорбента. Однако для его получения требуется специальная технология, использование едкого вещества NaOH и его сорбционная активность относительно низка.
Авторами работы [6] были исследованы угли, коксы и полукокс как природного происхождения, так и полученные в результате термической обработки фитосорбентов (древесных опилок, коры, шлам-лигнина). Удельная сорбционная емкость испытанных материалов по никелю составила от 0,02 до 1,12 мг/г в зависимости от используемого материала. Такая сорбционная емкость недостаточно велика.
Все большее внимание в практике очистки сточных вод привлекает использование известных природных сорбентов (например, группы слоистых силикатов) в области их модифицирования различными способами [7]. В настоящих исследованиях в качестве исходного цеолитсодержащего сырья были изучены цеолитсодержащие туфы Восточного Забайкалья. Месторождения этих минералов территориально расположены вблизи подразделений ВСЖД (промышленных объектов), что определяет целесообразность вовлечения в переработку цеолитов для получения эффективных сорбционных материалов [8]. Природные цеолиты - новое минеральное сырье многоцелевого назначения, представляющее собой алюмо-кремне-кислородные соединения. Уникальные адсорбционные, каталитические и ионообменные свойства, механическая, химическая, кислотная и радиационная стойкость обуславливают большие перспективы их применения в отраслях промышленности, сельского хозяйства и охране окружающей природной среды [9]. Месторождения цеолитизированных туфов, характеризующиеся значительными мощностями и высоким содержанием полезного компонента в породе, открыты и частично эксплуатируются в основном к востоку от Урала (Западная и Восточная Сибирь, Дальний Восток, Камчатка, Сахалин). Наибольший интерес для исследований сорбционной активности минералов по отношению к тяжелым металлам представляют Шивыртуйское, Холинское и Талан-Гозагорское месторождения цеолитов [10].
Известно использование природного цеолита Ягодинского месторождения (Камчатка), химически модифицированного хлоридом аммония. Такой сорбент обладает сорбционной емкостью по никелю 1.97 мг/г [11] (прототип). Недостатком такого сорбента является относительно низкая сорбционная емкость.
В данном техническом решении предлагается использование в качестве сорбента цеолита клиноптиллолитового типа Холинского месторождения Восточного Забайкалья. Цеолит подвергают модификации воздействием гексаметилдисилазана [(CH3)3Si-]2NH (ГМДС) в массовом соотношении 1-1,5 г ГМДС на 100 г цеолита в толуоле при температуре 20°С в течение 30 минут. Полученный модифицированный цеолит после отделения толуола высушивали на открытом воздухе и затем в течение 6 часов - в муфельной печи при температуре 110°С.
Увеличение соотношения ГМДС:цеолит выше 1,5:100 требует больший расход ГМДС и снижает сорбционную емкость получаемого цеолита. Уменьшение соотношения менее 1:100 также приводит к снижению сорбционной активности.
Нашими исследованиями установлено, что природный цеолит, модифицированный гексаметилдисилазаном, при очистке сточных вод, содержащих тяжелые металлы, такие как цинк и никель, обладает сорбционной емкостью 95 мг/г для цинка и 99 мг/г для никеля. Следует отметить, что при хорошей сорбционной емкости нового сорбента по никелю способ при малых концентрациях металла в растворе (от 1 мг/л и ниже) обеспечивает 100% поглощение никеля из растворов.
Заявляемый способ иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Модифицировали цеолит воздействием гексаметилдисилазана [(CH3)3Si-]2NH (ГМДС) в массовом соотношении 1 г ГМДС на 100 г цеолита в толуоле при температуре 20°С в течение 30 минут. Было взято 0,2 г модифицированного сорбента и 0,020 литра раствора, содержащего 1 г/л ионов Zn2+, из расчета 1 г сорбента на 0,100 л. Раствор при температуре 20°С встряхивали 3 часа на шейкере S-3.02.08M, орбент отделяли и в растворе определяли остаточное содержание Zn2+ (Zn2+ экстрагировали дитизоном, и экстракт фотометрировали на микрофотометре МКМФ-02). Сорбционная емкость сорбента составила 95 мг/г. Поглощение этим сорбентом при разных концентрациях составляет от 95 до 99%.
Пример 2. При модифицировании цеолита в условиях примера 1, но при использовании 1,5 г ГМДС на 100 г цеолита, получен модифицированный сорбент, 0.2 г которого исследовали на поглощение Zn2+ по условиям примера 1. Сорбционная емкость сорбента составила 89 мг/г.
Пример 3. При модифицировании цеолита в условиях примера 1, но при использовании 1,7 г ГМДС, получен модифицированный сорбент, 0.2 г которого исследовали на поглощение Zn2+ по условиям примера 1. Сорбционная емкость сорбента составила 73 мг/г.
Пример 4. При модифицировании цеолита в условиях примера 1, но при использовании 0,8 г ГМДС, получен модифицированный сорбент, 0.2 г которого исследовали на поглощение Zn2+ по условиям примера 1. Сорбционная емкость сорбента составила 65 мг/г.
Пример 5. Взяли 0,2 г сорбента, модифицированного по примеру 1, и 0,020 литра раствора, содержащего 1 г/л ионов Ni2+, из расчета 1 г сорбента на 0,100 л. Раствор при температуре 20°С поставили на 3 часа на шейкер S-3.02.08M, после отделения сорбента в растворе определяли остаточное содержание никеля (Ni2+ определили при помощи диметилглиоксима и окислителя - персульфат аммония, а концентрацию замерили на МКМФ-02). Сорбционная емкость сорбента составила 99 мг/г, при этом идет 99,5% поглощение ионов Ni2+ из раствора.
Таким образом, предлагается новый сорбент для эффективной очистки сточных вод от тяжелых металлов (Zn, Ni).
Литература
1. Грушко Я.М. Ядовитые металлы и их неорганические соединения в промышленных сточных водах. М.: Медицина. 1972. 122 с.
2. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство / Под. ред. В.Н.Кудрявцева. М.: Глобус. 2002. 352 с.
3. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия. 1984. 592 с.
4. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия. 1989. 512 с.
5. Патент РФ №2324536. Способ получения сорбента для очистки сточных вод от тяжелых металлов. Запорожских Т.А., Третьякова Я.К., Корабель И.В., Руссавская Н.В., Силинская Я.Н., Корчевий Н.А. Опубл. 20.05.2008. Бюл. №14.
6. Лыкова О.В. Исследование и разработка технологии локальной сорбционной очистки металлсодержащих сточных вод. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.
7. Тарасевич Ю.И. Физико-химические основы и технологии применения природных и модифицированных сорбентов в процессах очистки воды // Химия и технология воды, 1998, т.20, №1. С 42-51.
8. Обуздина М.В. Комплексная экономическая оценка экологических факторов на примере предприятий железнодорожного транспорта // Интеллект 2008, сборник материалов Всерос. науч. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Часть II. - Красноярск: КРО НС «Интеграция», 2008, с.164-170.
9. Челищев Н.Ф. Цеолиты - новый тип минерального сырья. - М.: Недра, 1987. - 172 с.
10. Корсун Л.Н. Химия и технология минерального сырья. - Улан-Удэ. - 1991. - 169 с.
11. Белова Т.П., Латкин А.С. Разработка сорбентов для решения экологических проблем Камчатки: Монография. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2006. - 116 с.
Claims (3)
1. Сорбент для очистки сточных вод от тяжелых металлов, представляющий собой природный цеолит, подвергнутый модифицированию в растворе гексаметилдисилазана, характеризующийся сорбционной емкостью по цинку 95 мг/г и сорбционной емкостью по никелю 94 мг/г.
2. Способ получения сорбента, охарактеризованного в п.1, заключающийся в перемешивании в течение 30 минут 100 г природного цеолита с раствором, содержащим 1 г гексаметилдисилазана в 100 мл толуола, сливания остатка толуола и сушки полученного сорбента вначале в течение 3 суток на открытом воздухе и затем в течение 6 часов в муфельной печи при 110°C.
3. Способ очистки сточных вод путем адсорбции, включающий контактирование раствора, содержащего ионы цинка или ионы никеля, с сорбентом, охарактеризованным в п.1 и полученным способом, охарактеризованным в п.2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012100223/05A RU2524111C2 (ru) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов методом адсорбции, фильтрующий материал (сорбент) и способ получения сорбента |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012100223/05A RU2524111C2 (ru) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов методом адсорбции, фильтрующий материал (сорбент) и способ получения сорбента |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012100223A RU2012100223A (ru) | 2013-07-20 |
RU2524111C2 true RU2524111C2 (ru) | 2014-07-27 |
Family
ID=48791433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012100223/05A RU2524111C2 (ru) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов методом адсорбции, фильтрующий материал (сорбент) и способ получения сорбента |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2524111C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2624319C1 (ru) * | 2016-03-30 | 2017-07-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Способ получения сорбента для извлечения соединений тяжелых металлов из сточных вод |
CN107758756A (zh) * | 2016-08-19 | 2018-03-06 | 中国地质大学(北京) | 一种环保水处理剂 |
RU2656451C2 (ru) * | 2016-03-24 | 2018-06-05 | Институт проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН | Способ получения органоминерального сорбента цветных металлов на основе отходов обогащения руд |
RU2798979C1 (ru) * | 2022-04-18 | 2023-06-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Способ получения адсорбента для очистки вод от никеля (II) и других тяжелых металлов |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110808111A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-18 | 天津大学 | 一种金属硫化物吸附剂处理活化腐蚀产物废水的方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2049107C1 (ru) * | 1992-10-15 | 1995-11-27 | Научно-техническая фирма "Экспертные системы" | Состав для мелиорации почв "сорбэкс" |
RU2277013C1 (ru) * | 2004-12-01 | 2006-05-27 | Николай Павлович Шапкин | Способ получения сорбентов для очистки воды |
RU2282857C1 (ru) * | 2005-05-26 | 2006-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный медицинский университет | Способ оценки тяжести течения сочетанных форм атопического дерматита у детей |
RU2343954C2 (ru) * | 2007-03-06 | 2009-01-20 | Алексей Витальевич Носов | Фильтр для очистки жидкости (варианты) |
RU2397959C2 (ru) * | 2008-09-10 | 2010-08-27 | Николай Александрович Яворовский | Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов |
-
2012
- 2012-01-10 RU RU2012100223/05A patent/RU2524111C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2049107C1 (ru) * | 1992-10-15 | 1995-11-27 | Научно-техническая фирма "Экспертные системы" | Состав для мелиорации почв "сорбэкс" |
RU2277013C1 (ru) * | 2004-12-01 | 2006-05-27 | Николай Павлович Шапкин | Способ получения сорбентов для очистки воды |
RU2282857C1 (ru) * | 2005-05-26 | 2006-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный медицинский университет | Способ оценки тяжести течения сочетанных форм атопического дерматита у детей |
RU2343954C2 (ru) * | 2007-03-06 | 2009-01-20 | Алексей Витальевич Носов | Фильтр для очистки жидкости (варианты) |
RU2397959C2 (ru) * | 2008-09-10 | 2010-08-27 | Николай Александрович Яворовский | Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2656451C2 (ru) * | 2016-03-24 | 2018-06-05 | Институт проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН | Способ получения органоминерального сорбента цветных металлов на основе отходов обогащения руд |
RU2624319C1 (ru) * | 2016-03-30 | 2017-07-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Способ получения сорбента для извлечения соединений тяжелых металлов из сточных вод |
CN107758756A (zh) * | 2016-08-19 | 2018-03-06 | 中国地质大学(北京) | 一种环保水处理剂 |
CN107758756B (zh) * | 2016-08-19 | 2021-06-01 | 中国地质大学(北京) | 一种环保水处理剂 |
RU2798979C1 (ru) * | 2022-04-18 | 2023-06-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Способ получения адсорбента для очистки вод от никеля (II) и других тяжелых металлов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012100223A (ru) | 2013-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Gupta et al. | Environmental water: advances in treatment, remediation and recycling | |
Ali | The quest for active carbon adsorbent substitutes: inexpensive adsorbents for toxic metal ions removal from wastewater | |
Al-Homaidan et al. | Biosorption of copper ions from aqueous solutions by Spirulina platensis biomass | |
Krishnan et al. | Evaluation of adsorption properties of sulphurised activated carbon for the effective and economically viable removal of Zn (II) from aqueous solutions | |
Fernández-Nava et al. | Use of granular bentonite in the removal of mercury (II), cadmium (II) and lead (II) from aqueous solutions | |
Krishna et al. | Physico-Chemical Key Parameters, Langmuir and Freundlich isotherm and Lagergren Rate Constant Studies on the removal of divalent nickel from the aqueous solutions onto powder of calcined brick | |
Abdulfatai et al. | Development of adsorbent from banana peel for wastewater treatment | |
RU2524111C2 (ru) | Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов методом адсорбции, фильтрующий материал (сорбент) и способ получения сорбента | |
Hettiarachchi et al. | Activated coconut coir for removal of sodium and magnesium ions from saline water | |
Cazón et al. | Biosorption of chromium (III) by two brown algae Macrocystis pyrifera and Undaria pinnatifida: Equilibrium and kinetic study | |
Tejada-Tovar et al. | Adsorption kinetics of orange peel biosorbents for Cr (VI) uptake from water | |
Lim et al. | Sorption characteristics of peat of Brunei Darussalam. II: interaction of aqueous copper (II) species with raw and processed peat | |
Zinicovscaia et al. | Biosorption of nickel from model solutions and electroplating industrial effluenusing cyanobacterium arthrospira platensis | |
Osasona et al. | Adsorptive removal of chromium (VI) from aqueous solution using cow hooves | |
Rashid et al. | Removal of Pb (II) ions from aqueous solutions using hybrid organic–inorganic composite material: Zr (IV) iodosulphosalicylate | |
E Al Prol et al. | Sargassum latifolium as eco-friendly materials for treatment of toxic nickel (II) and lead (II) ions from aqueous solution | |
Prasad et al. | BIOSORPTION OF Fe (II) FROM AQUEOUS SOLUTION USING TAMARIND BARK AND POTATO PEEL WASTE: EQUILIBRIUM AND KINETIC STUDIES. | |
Ahmady-Asbchin et al. | Biosorption of copper ions by marine brown alga Fucus vesiculosus | |
Bulgariu et al. | Kinetics and equilibrium study of nickel (II) removal using peat moss | |
Fauzia et al. | Modelling for removal of Cr (VI) and Pb (II) using sago bark (Metroxylon sagu) by fixed-bed column method | |
Gąsior et al. | Biochar application in the mercury ions adsorption from aqueous solutions | |
Dave et al. | REMOVAL OF NICKEL FROM ELETROPLATING WASTEWATER BY WEAKLY BASIC CHELATING ANION EXCHANGE RESINS: DOWEX 50x4, DOWEX 50x2 AND DOWEX M-4195. | |
Racha et al. | Development of biochar from floral waste for the removal of heavy metal (copper) from the synthetic wastewater | |
Fat’hi et al. | Effect of adsorption conditions on the removal of lead (II) using sewage sludge as adsorbent material | |
CN110586023B (zh) | 一种硫修饰黄铜矿吸附材料、制备方法及其应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150111 |