RU2526986C1 - Method of purifying water from silicates - Google Patents

Method of purifying water from silicates Download PDF

Info

Publication number
RU2526986C1
RU2526986C1 RU2013100459/05A RU2013100459A RU2526986C1 RU 2526986 C1 RU2526986 C1 RU 2526986C1 RU 2013100459/05 A RU2013100459/05 A RU 2013100459/05A RU 2013100459 A RU2013100459 A RU 2013100459A RU 2526986 C1 RU2526986 C1 RU 2526986C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
sodium aluminate
regeneration
water
silicates
Prior art date
Application number
RU2013100459/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013100459A (en
Inventor
Роман Валерьевич Федотов
Сергей Иванович Игнатенко
Лев Николаевич Фесенко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "ЭКОФЕС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "ЭКОФЕС" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "ЭКОФЕС"
Priority to RU2013100459/05A priority Critical patent/RU2526986C1/en
Publication of RU2013100459A publication Critical patent/RU2013100459A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2526986C1 publication Critical patent/RU2526986C1/en

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: in order to realise method waters to be purified are filtered through layer of activated aluminium oxide, preliminarily modified by 0.5% sodium aluminate solution. Regeneration of spent activated sodium aluminate solution is realised by 0.1-0.5% sodium aluminate solution.
EFFECT: increased sorption capacity of charge by absorbed silicon, increased duration of filter-cycle between charge regenerations and creation of wasteless technology of water desilicinisation with re-application of spent regeneration solution.
2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области очистки воды и может быть использовано на очистных сооружениях производственного и хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также при очистке сточных вод.The invention relates to the field of water treatment and can be used in wastewater treatment plants for industrial and drinking water supply, as well as in wastewater treatment.

Известен способ обескремнивания воды фильтрованием через магнезиальный сорбент при высоте слоя сорбента 3,4-4,0 м, температуре воды 40-50°C и скорости фильтрования до 10 м/ч (Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод: учеб. для вузов / Г.И. Николадзе, - М.: Высшая школа, 1987, с 438.).A known method of desiliconization of water by filtration through a magnesian sorbent with a sorbent layer height of 3.4-4.0 m, a water temperature of 40-50 ° C and a filtration rate of up to 10 m / h (GI Nikoladze, Natural Water Treatment Technology: Textbook. universities / G.I.Nikoladze, - M .: Higher School, 1987, p. 438.).

Недостаток данного способа заключается в необходимости часто менять загрузку фильтра из-за невозможности его регенерации.The disadvantage of this method is the need to often change the load of the filter due to the impossibility of its regeneration.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ фильтрования воды через активированную окись алюминия, используемую в качестве загрузки обескремнивающего фильтра, и заключающийся в пропуске воды со скоростью 5-6 м/ч через слой загрузки толщиной 1,5 м и периодической регенерации загрузки, после перенасыщения ее кремнием, 0,1%-ным раствором едконатровой щелочи (Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод: учеб. для вузов / Г.И. Николадзе. - М.: Высшая школа, 1987, с 438.).Closest to the proposed invention is a method of filtering water through activated alumina, used as a load of a desilicon filter, and which consists in passing water at a speed of 5-6 m / h through a loading layer with a thickness of 1.5 m and periodic regeneration of the load, after its saturation silicon, a 0.1% solution of sodium hydroxide alkali (Nikoladze GI Technology of natural water purification: textbook for universities / GI Nikoladze. - M.: Higher school, 1987, p. 438.).

Недостатком этого способа является низкая кремнеемкость активированной окиси алюминия, регенерируемой щелочью, небольшой межрегенерационный период работы фильтра и образование отхода водоочистки в виде щелочного кремнийсодержащего стока, требующего последующей нейтрализации и захоронения.The disadvantage of this method is the low silicon content of activated alumina regenerated by alkali, a short inter-regeneration period of the filter and the formation of waste water treatment in the form of alkaline silicon-containing effluent, which requires subsequent neutralization and disposal.

Задачей настоящего изобретения является повышение сорбционной емкости загрузки по поглощаемому кремнию, увеличение продолжительности фильтроцикла между регенерациями загрузки и создание безотходной технологии обескремнивания воды с повторным использованием отработанного регенерационного раствора.The objective of the present invention is to increase the sorption capacity of the load on absorbed silicon, to increase the duration of the filter cycle between regenerations of the load and to create a waste-free technology for desiliconization of water with reuse of the spent regeneration solution.

Поставленная задача достигается тем, что в способе очистки воды от силикатов, включающем фильтрование воды сквозь слой сорбента, в качестве которого используют активированный оксид алюминия (АОА), периодическую регенерацию активированного оксида алюминия проводят раствором алюмината натрия.The problem is achieved in that in a method for purifying water from silicates, including filtering water through a layer of sorbent, which uses activated alumina (AOA), the periodic regeneration of activated alumina is carried out with a solution of sodium aluminate.

Благодаря регенерации активированного оксида алюминия раствором алюмината натрия способ позволяет добиться глубины обескремнивания до 99,5% за счет увеличения сорбционной емкости АОА по поглощенному кремнию при одновременном снижении жесткости воды.Due to the regeneration of activated alumina with a solution of sodium aluminate, the method allows to achieve a depth of desiliconization up to 99.5% by increasing the sorption capacity of AOA on absorbed silicon while reducing water hardness.

При контакте алюмината натрия с АОА ионы натрия частично поверхностно внедряются в решетку оксида алюминия, вытесняя ионы алюминия (с их последующим гидролизом) в раствор. При этом кремний в составе мономера Si(OH)4 адсорбируется на поверхности АОА, образуя типичную для силикатов связь в виде силиката алюминия Al2Si2O5(OH)4. Параллельно этому на поверхности загрузки образуется пленка гидроксида алюминия. При фильтровании в результате ионного обмена Na+ на Са2+ и Mg2+ снижается жесткость раствора, а растворенные силикаты, взаимодействуя с оксидом и гидроксидом алюминия, образуют алюмосиликатные комплексы, сорбируемые загрузкой. Параллельно с обменом катионов Са2+ и Mg2+ на Na+ также происходит частичное реагентное умягчение с задержанием в загрузке образующихся CaCO3 и Mg(OH)2, а также нерастворимого CaSiO3.Upon contact of sodium aluminate with AOA, sodium ions are partially surface embedded in the alumina lattice, displacing aluminum ions (with their subsequent hydrolysis) into the solution. In this case, silicon in the composition of the monomer Si (OH) 4 is adsorbed on the surface of AOA, forming a bond typical of silicates in the form of aluminum silicate Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 . In parallel, an aluminum hydroxide film forms on the loading surface. Filtration as a result of ion exchange of Na + for Ca 2+ and Mg 2+ reduces the stiffness of the solution, and the dissolved silicates, interacting with aluminum oxide and hydroxide, form aluminosilicate complexes adsorbed by the charge. In parallel with the exchange of Ca 2+ and Mg 2+ cations for Na + , partial reagent softening also occurs with a delay in the formation of CaCO 3 and Mg (OH) 2 , as well as insoluble CaSiO 3 .

Способ иллюстрируется следующим примером.The method is illustrated by the following example.

Процесс очистки по предлагаемому способу осуществляли фильтрованием природной воды с исходной концентрацией кремния 34,2 мг/л в колонке диаметром 32 мм, загруженной дробленным активированным оксидом алюминия марки АОА-1 ГОСТ 8136-85 размером фракций 1-2 мм, высота слоя 1,2 м, при скорости фильтрования воды 5,5-6,0 м/ч и температуре 20°C.The cleaning process according to the proposed method was carried out by filtering natural water with an initial silicon concentration of 34.2 mg / l in a column with a diameter of 32 mm loaded with crushed activated alumina grade AOA-1 GOST 8136-85 fraction size 1-2 mm, layer height 1.2 m, with a water filtration rate of 5.5-6.0 m / h and a temperature of 20 ° C.

Предварительную обработку (модификацию) фильтрующего слоя из активированного оксида алюминия осуществляли пропусканием 0,5%-ного раствора алюмината натрия через объем загрузки из расчета 5 объемов реагента на 1 объем АОА со скоростью протока 2,5 м/ч. По окончании фильтроцикла (при достижении концентрации кремния в фильтрате ПДК=10 мг/л) АОА регенерируют последовательно по схеме: взрыхление - пропуск 0,5%-ного раствора алюмината натрия (NaAlO2) через слой АОА - отмывка загрузки. Отработанный регенерационный раствор после 4-6 часового стояния (полимеризации) и отделения этого раствора от сформировавшегося геля доводят до 0,5%-ного раствора добавлением в раствор свежей порции алюмината натрия (NaAlO2) и используют повторно и многократно в разработанной технологии обескремнивания воды.Preliminary processing (modification) of the activated alumina filter layer was carried out by passing a 0.5% sodium aluminate solution through the loading volume at the rate of 5 volumes of reagent per 1 volume of AOA with a flow velocity of 2.5 m / h. At the end of the filter cycle (when the concentration of silicon in the filtrate reaches a maximum concentration limit of 10 mg / l), AOA is regenerated sequentially according to the scheme: loosening — passing a 0.5% solution of sodium aluminate (N a AlO 2 ) through a layer of AOA — washing the load. The spent regeneration solution after 4-6 hours of standing (polymerization) and separation of this solution from the formed gel is adjusted to a 0.5% solution by adding a fresh portion of sodium aluminate (N a AlO 2 ) to the solution and is used repeatedly and repeatedly in the developed technology of desalination water.

Регенерация полностью восстанавливает сорбционные свойства АОА, при этом кремнеемкость загрузки, обработанной алюминатом натрия, в два раза выше по сравнению с прототипом.Regeneration completely restores the sorption properties of AOA, while the siliceous loading of the sodium aluminate-treated charge is twice as high as that of the prototype.

Данные эксперимента представлены в таблице 1.The experimental data are presented in table 1.

Преимущество изобретения состоит в том, что в предлагаемом способе повышается эффект очистки от силикатов и решается вопрос обработки, повторного использования и утилизации отходов водоочистки.An advantage of the invention is that in the proposed method, the effect of purification from silicates is increased and the issue of processing, reuse and disposal of waste water treatment is solved.

Образующийся в отработанном регенерационном растворе рыхлый гелеобразный алюмосиликатный осадок занимает менее 0,5% в общем объеме отработанного раствора, легко отдает влагу и кристаллизуется в процессе обычного тканевого фильтрования с образованием чешуйчатых кристаллических структур по типу слюды. Получаемый продукт удобен для фасовки и может быть реализован как коммерческий продукт в качестве ценного сырьевого компонента портландцементной смеси, а также как добавка в огнеупорные бетоны и в качестве сырья при производстве керамических изделий. Расчет экономической эффективности разработанной новой технологии для водоочистной станции производительностью 45 тыс.м3 в сутки, при принятых одинаковых затратах на электроэнергию, амортизацию и заработную плату показывает, что расходы на технологические реагенты и материалы в новой технологии до 3 раз меньше, чем в сравниваемом варианте, при ее полной безотходности, экологической безопасности и коммерческой целесообразности, см. таблицу 2.The loose gel-like aluminosilicate precipitate formed in the spent regeneration solution occupies less than 0.5% of the total volume of the spent solution, easily releases moisture and crystallizes in the course of ordinary tissue filtration with the formation of scaly crystalline structures like mica. The resulting product is convenient for packaging and can be implemented as a commercial product as a valuable raw material component of the Portland cement mixture, as well as an additive in refractory concrete and as a raw material in the manufacture of ceramic products. The calculation of the economic efficiency of the developed new technology for a water treatment plant with a productivity of 45 thousand m 3 per day, at the same cost of electricity, depreciation and wages, is taken to show that the cost of technological reagents and materials in the new technology is up to 3 times less than in the compared version , with its complete non-waste, environmental safety and commercial feasibility, see table 2.

Таблица 1Table 1 РеагентReagent Остаточный кремний в фильтрате, мг/л, при продолжительности фильтрования, ч:Residual silicon in the filtrate, mg / l, with a duration of filtration, h: 4four 88 1212 1616 20twenty 2424 2828 3232 3636 4040 4444 4848 5252 5656 6060 NaOHNaOH 1,821.82 2,852.85 4,074.07 5,095.09 6,316.31 7,127.12 8,348.34 9,779.77 10,7810.78 12,8212.82 14,8514.85 17,1017.10 20,3620.36 23,6123.61 26,9726.97 NaAlO2 NaAlO 2 0,210.21 0,230.23 0,260.26 0,310.31 0,400.40 0,510.51 0,720.72 1,921.92 3,053.05 4,474.47 5,295.29 6,516.51 8,148.14 9,779.77 11,1311.13

Таблица 2table 2 ПоказателиIndicators Ед. измеренияUnits measuring Регенерация АОА алюминатом натрияAOA regeneration with sodium aluminate Регенерация АОА едким натромAOA regeneration with caustic soda Полезная производительность водоочистной станцииUseful performance of a water treatment plant тыс. м3/сут.thousand m 3 / day 45,045.0 45,045.0 Продолжительность фильтроциклаFilter Cycle Duration сут.day 4,44.4 2,12.1 Скорость фильтрованияFiltering speed м/чm / h 5,05,0 5,05,0 Высота фильтрующего слояFilter height мm 2,52,5 2,52,5 Кремнеемкость загрузкиSiliceous loading кг SiO2/M3 kg SiO 2 / M 3 15fifteen 77 Расход реагента на регенерацию загрузкиReagent consumption for load recovery т/годt / year 476,5476.5 16381638 Расход фильтрующего материалаFilter Consumption м3/годm 3 / year 90*90 * 90*90 * Стоимость реагентаReagent cost тыс. руб./тthousand rubles / t 30,4530.45 26,3526.35 Стоимость фильтрующего материалаThe cost of filter material тыс. руб./м3 thousand rubles / m 3 55,055.0 55,055.0 Затраты на реагентыReagent costs тыс. руб./годthousand rubles / year 14509,414509.4 43161,343161.3 Затраты на фильтрующий материалThe cost of filter material тыс. руб./годthousand rubles / year 49504950 49504950 Удельные затраты на очистку водыUnit costs for water treatment руб./м3 rub / m 3 1,181.18 2,932.93

Claims (1)

Способ очистки воды от силикатов, включающий фильтрование воды через слой активированного оксида алюминия и его периодическую регенерацию, отличающийся тем, что активированный оксид алюминия предварительно модифицируют 0,5%-ным раствора алюмината натрия, а регенерацию отработанного активированного оксида алюминия осуществляют 0,1-0,5%-ным раствором алюмината натрия. A method of purifying water from silicates, including filtering water through a layer of activated alumina and its periodic regeneration, characterized in that the activated alumina is pre-modified with a 0.5% solution of sodium aluminate, and the regeneration of spent activated alumina is carried out 0.1-0 5% solution of sodium aluminate.
RU2013100459/05A 2013-01-09 2013-01-09 Method of purifying water from silicates RU2526986C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013100459/05A RU2526986C1 (en) 2013-01-09 2013-01-09 Method of purifying water from silicates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013100459/05A RU2526986C1 (en) 2013-01-09 2013-01-09 Method of purifying water from silicates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013100459A RU2013100459A (en) 2014-07-20
RU2526986C1 true RU2526986C1 (en) 2014-08-27

Family

ID=51214971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013100459/05A RU2526986C1 (en) 2013-01-09 2013-01-09 Method of purifying water from silicates

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2526986C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5584588A (en) * 1978-12-19 1980-06-25 Ebara Infilco Co Ltd Removal of silicic acid in water
US6086834A (en) * 1998-06-19 2000-07-11 Alcan International Limited Process for the removal of silica from an alkaline solution containing sodium aluminate
RU2300409C2 (en) * 2005-06-30 2007-06-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Акватория" (Ооо "Акватория") Filtering material

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5584588A (en) * 1978-12-19 1980-06-25 Ebara Infilco Co Ltd Removal of silicic acid in water
US6086834A (en) * 1998-06-19 2000-07-11 Alcan International Limited Process for the removal of silica from an alkaline solution containing sodium aluminate
RU2300409C2 (en) * 2005-06-30 2007-06-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Акватория" (Ооо "Акватория") Filtering material

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Б.Н. ФРОГ, А.П.ЛЕВЧЕНКО. Водоподготовка, Москва, Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007, с.с. 567-572. ФЕСЕНКО Л.Н. и др., Обескремнивание питьевой воды фильтрованием через модифицированную загрузку, Водоснабжение и санитарная техника, 2012, N 11, с.с. 20-29. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013100459A (en) 2014-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rożek et al. Geopolymer-zeolite composites: A review
Li et al. A novel conversion process for waste residue: Synthesis of zeolite from electrolytic manganese residue and its application to the removal of heavy metals
CN102190345B (en) Method for enriching low-concentration heavy metal in water by recyclable magnesium hydroxide adsorbent
RU2009127110A (en) METHOD FOR PRODUCING HIGH PURE ALPHA ALPHA-OXIDE
CN109095732B (en) Process for preparing high-purity magnesium hydroxide based on magnesium-method desulfurization wastewater
CN103214115A (en) Water treatment method of strong acid cation exchange resin incomplete regeneration
CN105110543A (en) Desulphurization wastewater zero discharge system of coal-fired unit of thermal power plant
CN106542534A (en) A kind of method of impurity natrium in de-sodium agent removing afwillite
CN104045091B (en) A kind of method utilizing desiliconization alkali lye to produce active calcium silicate
CN103936023B (en) A kind of preparation method of calcium ion selective molecular sieve and scale removal application thereof
CN102963951A (en) Method for treating papermaking wastewater
CN103693787B (en) Purification treatment technology of sodium citrate crystalline mother solution
RU2526986C1 (en) Method of purifying water from silicates
Jin et al. Synthesis of CHA zeolite using low cost coal fly ash
CN107265472A (en) A kind of modified clay and preparation method thereof
RU2692382C1 (en) Method for removing off gases from sulfur oxides with obtaining commercial products
CN104437425A (en) Industrial wastewater adsorbing material
CN102120587B (en) Method for preparing high-purity sodium-based smectite, white carbon black and size-controllable nano silicon dioxide from cristobalite-rich calcium-based bentonite ore
RU2008152525A (en) SORBENT FOR CLEANING INDUSTRIAL DRAINS FROM LEAD AND CADMIUM COMPOUNDS AND METHOD OF ITS APPLICATION
CN103435057B (en) Method for preparing aluminum tobermorite sewage treatment material with ordinary portland cement
CN103449627B (en) Wastewater treatment method
CN100404431C (en) Method for reducing the content of ammonia nitrogen and silicon in industrial wastewater
JP4657372B2 (en) Water purification method and water purification device
CN110194467A (en) A method of 13X molecular sieve is prepared by NaY mother liquor
CN104340990A (en) Method for synthesizing zeolite Y

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150110