RU2619322C1 - Method for composite carbon-fluoroplastic sorbent production for sewage treatment from oil products and organic pollutants - Google Patents
Method for composite carbon-fluoroplastic sorbent production for sewage treatment from oil products and organic pollutants Download PDFInfo
- Publication number
- RU2619322C1 RU2619322C1 RU2016115671A RU2016115671A RU2619322C1 RU 2619322 C1 RU2619322 C1 RU 2619322C1 RU 2016115671 A RU2016115671 A RU 2016115671A RU 2016115671 A RU2016115671 A RU 2016115671A RU 2619322 C1 RU2619322 C1 RU 2619322C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- fluoroplastic
- sorbents
- organic pollutants
- activated carbon
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/3028—Granulating, agglomerating or aggregating
Landscapes
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области физико-химических процессов, в частности к способу получения композиционных полимерных сорбентов, обладающих высокой сорбционной емкостью и возможностью к многократной регенерации, и может быть использовано для извлечения из сточных вод нефтепродуктов и органических загрязнителей.The present invention relates to the field of physico-chemical processes, in particular to a method for producing composite polymer sorbents with high sorption capacity and the possibility of multiple regeneration, and can be used to extract oil products and organic pollutants from wastewater.
Описаны многочисленные способы получения сорбентов и фильтрующих материалов для очистки воды от нефтепродуктов и органических загрязнителей. Особый интерес при этом представляют композиционные полимерные сорбенты. Преимущество таких материалов по сравнению с другими состоит в том, что при разделении углеводородов сорбент обладает высокой скоростью фильтрации и возможностью многократной регенерации.Numerous methods for producing sorbents and filtering materials for purifying water from oil products and organic pollutants are described. Of particular interest are composite polymer sorbents. The advantage of such materials compared to others is that during the separation of hydrocarbons, the sorbent has a high filtration rate and the possibility of multiple regeneration.
В настоящее время исследуются новые сорбционные материалы на основе кремнеземов, оксида алюминия и алюмосиликатов, модифицированные перфторполимерами. Создание на поверхности неорганической основы фторполимерного покрытия позволяет получить композиционный материал, отличающийся жесткостью, механической прочностью и контролируемой пористостью твердой неорганической основы, хемостойкостью и специфическими адсорбционными свойствами.New sorption materials based on silicas, alumina, and aluminosilicates modified with perfluoropolymers are currently being studied. The creation of a fluoropolymer coating on the surface of the inorganic base allows one to obtain a composite material characterized by rigidity, mechanical strength, and controlled porosity of the solid inorganic base, chemoresistance, and specific adsorption properties.
В работе [1] наблюдалась коалесценции нефти на поверхности зерен фторопласта-4 (средний размер зерен 3 мм) в процессе фильтрования нефтяной эмульсии. В целом при использовании для очистки нефтезагрязненных сточных вод фторопласт имеет ряд преимуществ: высокая степень очистки, легкая регенерация - промывка горячей водой, способность к многократной химической регенерации, устойчивость к обработке острым водяным паром.In [1], oil coalescence was observed on the surface of fluoroplastic-4 grains (
Недостатком предложенного сорбента [1] является низкая степень очистки от эмульгированных нефтепродуктов, так как у сорбента отсутствует пористость.The disadvantage of the proposed sorbent [1] is the low degree of purification from emulsified oil products, as the sorbent does not have porosity.
Известен способ [2], включающий фильтрацию воды через активный древесный уголь разбавленный песком в массовом соотношении от 1:50 до 1:100, с полидисперсностью частиц угля и песка в пределах 150:500 мкм.The known method [2], including filtering water through activated charcoal diluted with sand in a mass ratio of from 1:50 to 1: 100, with a polydispersity of coal and sand particles in the range of 150: 500 microns.
Недостатком способа [2] является его низкая эффективность, которая в основном связана с малой емкостью адсорбента (0,2 мг фенола на 1 г сорбента) и сложность процесса регенерации сорбента.The disadvantage of this method [2] is its low efficiency, which is mainly associated with the low adsorbent capacity (0.2 mg of phenol per 1 g of sorbent) and the complexity of the sorbent regeneration process.
Описан способ получения сорбентов [3], используемых в природоохранных целях для локализации сбора и утилизации нефти и нефтепродуктов с загрязненных участков поверхности воды и грунта. Вспененная мелкодисперсная водная эмульсия, содержащая 25-35 мас.ч. малотоксичной карбамидоформальдегидной смолы (КФМТ-15), в специальной камере смешения смешивается с впрыскиваемым в камеру раствором, содержащим 15%-ную минеральную кислоту (ортофосфорная кислота) и ПАВ (алкилбензосульфокислота - АБСФК), нагретым до 45-55°С, после чего отверженную массу измельчают и сушат при температуре 65-70°С, затем обрабатывают суспензией нефтеокисляющей микрофлоры. Технический эффект заключается в получении сорбента с высокой нефтеемкостью и низким содержанием формальдегида, содержащего нефтеокисляющую микрофлору.A method for producing sorbents [3], used for environmental purposes to localize the collection and disposal of oil and oil products from contaminated sections of the surface of water and soil, is described. Foamed finely divided aqueous emulsion containing 25-35 parts by weight low-toxic urea-formaldehyde resin (KFMT-15), in a special mixing chamber is mixed with a solution injected into the chamber containing 15% mineral acid (phosphoric acid) and surfactant (alkylbenzene sulfonic acid - ABSFC), heated to 45-55 ° C, and then cured the mass is ground and dried at a temperature of 65-70 ° C, then treated with a suspension of oil-oxidizing microflora. The technical effect is to obtain a sorbent with high oil intensity and low formaldehyde content containing oil-oxidizing microflora.
К недостаткам способа [3] относится сложность получения сорбента, применение таких опасных реагентов, как ортофосфорная кислота. Недостатком является также незначительный срок хранения сорбента из-за нефтеокисляющей микрофлоры.The disadvantages of the method [3] include the difficulty of obtaining the sorbent, the use of hazardous reagents such as phosphoric acid. The disadvantage is the insignificant shelf life of the sorbent due to oil-oxidizing microflora.
Известен способ [4] получения сорбентов для очистки воды от ионов тяжелых металлов и полярных органических веществ. Способ включает обработку природного алюмосиликата раствором хитозана в разбавленной уксусной кислоте при массовом отношении алюмосиликата к раствору хитозана. Техническим результатом является получение сорбента, обладающего наряду с высокими адсорбционными свойствами хорошими технологическими параметрами, а именно высокой фильтруемостью и прочностью за счет создания на поверхности гранул отвержденного слоя.A known method [4] for the preparation of sorbents for water purification from heavy metal ions and polar organic substances. The method includes processing natural aluminosilicate with a solution of chitosan in dilute acetic acid with a mass ratio of aluminosilicate to a solution of chitosan. The technical result is to obtain a sorbent that, along with high adsorption properties, has good technological parameters, namely, high filterability and strength due to the creation of a cured layer on the surface of the granules.
Недостатками способа [4] являются дороговизна получаемого сорбента и сложность процесса получения сорбента.The disadvantages of the method [4] are the high cost of the resulting sorbent and the complexity of the process of producing the sorbent.
Известен композиционный сорбент [5] и способ его получения, который состоит из пористого сорбционного материала активированного угля, а в качестве неорганического составляющего используют гидроксиды железа, титана, олова, или их смеси. Сорбент применяется для очистки сточных вод.Known composite sorbent [5] and a method for its preparation, which consists of a porous sorption material of activated carbon, and iron, titanium, tin, or mixtures thereof are used as an inorganic component. Sorbent is used for wastewater treatment.
К недостаткам данного сорбента [5] можно отнести вторичное загрязнение воды в процессе очистки ионами тяжелых металлов.The disadvantages of this sorbent [5] include secondary pollution of water in the process of purification by heavy metal ions.
Есть способ получения [6] сорбента для очистки воды от органических веществ, включающий обработку модифицированного силикагеля гуминовыми кислотами, отличающийся тем, что силикагель модифицируют полигексаметиленгуанидином. Сорбционная емкость по нефтепродуктам составляет 350 мг/г, по фенолам 260 мг/г.There is a method of producing [6] a sorbent for purifying water from organic substances, including processing modified silica gel with humic acids, characterized in that the silica gel is modified with polyhexamethylene guanidine. The sorption capacity for oil products is 350 mg / g, for phenols 260 mg / g.
Недостатком сорбента является низкая сорбционная емкость по нефтепродуктам, например, у активированного угля сорбционная емкость равна 5-7 г/г. Отсутствие возможности многократной регенерации сорбента является недостатком сорбента [6], так как происходит смывание гуминовых кислот в процессе промывки, нанесенных на поверхность силикагеля физической сорбцией в статических условиях.The disadvantage of the sorbent is the low sorption capacity for petroleum products, for example, in activated carbon, the sorption capacity is 5-7 g / g. The lack of the possibility of repeated regeneration of the sorbent is a drawback of the sorbent [6], since humic acids are washed off during washing, applied to the surface of silica gel by physical sorption under static conditions.
Известен сорбент и способ его получения [7] из гранулированного сорбционно-активного углеродного материала тонкодисперсного каменного угля, который смешивается с водным раствором фуллеренов и со связующим в виде фенолформальдегидной смолы. Сорбент используется для сорбции органических и неорганических веществ из воды и водных растворов. Полученный сорбент обладает повышенной емкостью по ряду органических и неорганических соединений.A known sorbent and method for its preparation [7] from granular sorption-active carbon material of finely divided coal, which is mixed with an aqueous solution of fullerenes and with a binder in the form of phenol-formaldehyde resin. Sorbent is used for sorption of organic and inorganic substances from water and aqueous solutions. The resulting sorbent has a high capacity for a number of organic and inorganic compounds.
Недостатком сорбента [7] является применение фенолформальдегидных смол во время получения материала (возможной эмиссии фенола и формальдегида).The disadvantage of the sorbent [7] is the use of phenol-formaldehyde resins during the preparation of the material (possible emission of phenol and formaldehyde).
Описан способ получения угольного сорбента [8], который включает обработку активированного угля полимером с аминогруппами. После обработки добавляют щелочь при перемешивании и отделяют раствор от угля. Затем уголь заливают аммиачным раствором, фенолом и формалином. Технический результат изобретения заключается в получении углеродной композиции высокой прочности и анионообменной емкости. Сорбент применяется для очистки сточных вод.A method for producing a carbon sorbent [8] is described, which includes the processing of activated carbon by a polymer with amino groups. After treatment, alkali is added with stirring and the solution is separated from coal. Then the coal is poured with ammonia solution, phenol and formalin. The technical result of the invention is to obtain a carbon composition of high strength and anion exchange capacity. Sorbent is used for wastewater treatment.
Недостатком способа [8] является сложность процесса, применение химический опасных и токсичных веществ: фенола, формалина и аммиака. Также после регенерации сорбента необходимо повторно обработать уголь реагентами, иначе сорбционная емкость по отношению к анионам будет отсутствовать.The disadvantage of this method [8] is the complexity of the process, the use of chemical hazardous and toxic substances: phenol, formalin and ammonia. Also, after regeneration of the sorbent, it is necessary to re-treat the coal with reagents, otherwise there will be no sorption capacity with respect to anions.
Наиболее близким по существу заявляемого изобретения, прототипом, является способ получения углеродных сорбентов [9] инкапсуляцией гранул углеродных сорбентов пленкой фторопласта, что осуществляют путем термообработки гранул угля в кварцевой реторте. При этом сорбент предварительно увлажняют, реторту вакуумируют и промывают уголь чистым азотом дважды, после чего вновь напускают в реторту азот, сорбент разогревают до 350°С. Затем разогревают до 500°С фторопластовую стружку, помещенную предварительно на дно реторты. При этом образуются тетрафторэтилен и гексафторпропилен, которые хемосорбируются на поверхности гранул угля в виде фторопластовой пленки. Температуру конца реторты со стружкой фторопласта повышают до 800°С, избыточные газы сбрасывают, реторту герметизируют и охлаждают.The closest to the essence of the claimed invention, the prototype is a method for producing carbon sorbents [9] by encapsulating granules of carbon sorbents with a fluoroplastic film, which is carried out by heat treatment of coal granules in a quartz retort. At the same time, the sorbent is pre-moistened, the retort is evacuated and the coal is washed twice with pure nitrogen, after which nitrogen is reintroduced into the retort, the sorbent is heated to 350 ° C. Then the fluoroplastic shavings pre-placed at the bottom of the retort are heated to 500 ° C. In this case, tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene are formed, which are chemisorbed on the surface of the coal granules in the form of a fluoroplastic film. The temperature of the end of the retort with the fluoroplastic chips is increased to 800 ° C, excess gases are discharged, the retort is sealed and cooled.
Недостатком прототипа [9] является техническая сложность осуществления процесса получения сорбента: требуется создание вакуума в камере, подача газа (азот) в камеру, нагревания до 800°С. Также при нагревании фторопласта выше 420°С происходит интенсивное разложение фторопласта (политетрафторэтилен) и выделение токсичных газов перфторизобутилена, крайне ядовитый газ, который примерно в 10 раз ядовитее фосгена. Из-за технической сложности и энергоемкости возрастает и себестоимость сорбента.The disadvantage of the prototype [9] is the technical complexity of the process of producing the sorbent: it requires the creation of a vacuum in the chamber, the supply of gas (nitrogen) to the chamber, heating to 800 ° C. Also, when the fluoroplastic is heated above 420 ° С, the fluoroplast (polytetrafluoroethylene) is intensively decomposed and toxic gases of perfluoroisobutylene are released, an extremely toxic gas that is about 10 times more toxic than phosgene. Due to the technical complexity and energy intensity, the cost of the sorbent also increases.
Целью предлагаемого изобретения является разработка простого и недорогого способа получения гранулированных композиционных угольно-фторопластовых сорбентов, обладающих высокой скоростью фильтрации и степенью очистки сточных вод от углеводородов и органических загрязнителей.The aim of the invention is to develop a simple and inexpensive method for producing granular composite carbon-fluoroplastic sorbents with a high filtration rate and the degree of purification of wastewater from hydrocarbons and organic pollutants.
Цели достигают тем, что вначале в нужных пропорциях смешиваются суспензии пористого фторопласта с размером частиц 20 мкм в изопропаноле и активированного угля с размером частиц 50-100 мкм в изопропаноле, после суспензия заполняется в форму из фарфора, далее спекается при температуре 380°С в течение 2 часов, остывший адсорбент измельчается, и с помощью лабораторных сит разделяются гранулы с необходимым размером. В результате получаются гранулированные композиционные угольно-фторопластовые сорбенты с различным содержанием активированного угля - от 10% до 40% в зависимости от требуемой сорбционной емкости. Причем активированный уголь работает как сорбент, а пористый фторопласт как фильтр-коалесцер.The goals are achieved by first mixing suspensions of porous fluoroplastic with a particle size of 20 microns in isopropanol and activated carbon with a particle size of 50-100 microns in isopropanol, after which the suspension is filled into a porcelain mold, then sintered at a temperature of 380 ° C for 2 hours, the cooled adsorbent is crushed, and granules with the required size are separated using laboratory sieves. The result is granular composite carbon-fluoroplastic sorbents with different activated carbon contents - from 10% to 40%, depending on the required sorption capacity. Moreover, activated carbon works as a sorbent, and porous fluoroplastic as a filter-coalescer.
Заявляемое изобретение может быть осуществлено следующим путем: для получения пористого фторопласта использовали частицы фторопласта с размером 20 мкм марки Ф-4ПН. В качестве сорбционно-активного материала использовали измельченный уголь марки БАУ с размером частиц 50-100 мкм. Суспензию ПТФЭ в изопропаноле и суспензию активированного угля в изопропаноле смешали в нужных пропорциях и засыпали их в форму из фарфора, далее спекали при температуре 380°С в течение 2 часов. Остывший сорбент измельчили и с помощью лабораторных сит отделили гранулы с необходимым размером частиц. Были получены композиционные сорбенты в виде гранул средним диаметром 0,6-3 мм с различным содержанием угля - от 10 до 40%. Композиционные сорбенты далее обозначаются УС-Х, где X - содержание угля, % мас.The invention can be carried out in the following way: to obtain a porous fluoroplastic used particles of fluoroplastic with a size of 20 μm brand F-4PN. As a sorption-active material used crushed coal grade BAU with a particle size of 50-100 microns. A suspension of PTFE in isopropanol and a suspension of activated carbon in isopropanol were mixed in the desired proportions and poured into a porcelain mold, then sintered at a temperature of 380 ° C for 2 hours. The cooled sorbent was crushed and granules with the required particle size were separated using laboratory sieves. Composite sorbents were obtained in the form of granules with an average diameter of 0.6-3 mm with various coal contents ranging from 10 to 40%. Composite sorbents are further designated US-X, where X is the coal content,% wt.
Пример. Для получения гранулированного композиционного сорбента «УС-20» с размером гранул 1 мм суспензию ПТФЭ в изопропаноле и суспензию активированного угля в изопропаноле смешали в соотношении 5:1 соответственно и засыпали их в форму из фарфора, далее спекали при температуре 380°С в течение 2 часов. Остывший сорбент измельчили и с помощью лабораторных сит отделили гранулы с размером частиц 1 мм. Получен композиционный угольно-фторопластовый сорбент УС-20 в виде гранул с размером частиц 1 мм.Example. To obtain a US-20 granular composite sorbent with a 1 mm granule size, a suspension of PTFE in isopropanol and a suspension of activated carbon in isopropanol were mixed in a 5: 1 ratio, respectively, and poured into a porcelain mold, then sintered at a temperature of 380 ° C for 2 hours. The cooled sorbent was crushed and granules with a particle size of 1 mm were separated using laboratory sieves. The composite carbon-fluoroplastic sorbent US-20 was obtained in the form of granules with a particle size of 1 mm.
Для оценки эффективности полученных сорбентов в процессе сорбционного выделения из водной эмульсии нефтепродуктов использовали эмульсию изооктана в воде, а для оценки эффективности очистки воды от фенолов использовали водный раствор фенола. Адсорбцию эмульгированных изооктана и фенола проводили на лабораторной фильтрационной установке. Через заполненные сорбентом колонки с заданным расходом пропускали модельные эмульсии. Высота слоя сорбента - 100 мм (2 г) в стеклянной колонке с внутренним диаметром 10 мм, длиной 150 мм и перфорированным дном. Концентрация изооктана в водной эмульсии составляла 700 мг/дм3, фенола - 49 мг/дм3 [10].To evaluate the effectiveness of the obtained sorbents in the process of sorption separation of oil products from an aqueous emulsion, an isooctane emulsion in water was used, and an aqueous phenol solution was used to evaluate the effectiveness of water purification from phenols. The adsorption of emulsified isooctane and phenol was carried out in a laboratory filtration unit. Model emulsions were passed through sorbent-filled columns with a given flow rate. The height of the sorbent layer is 100 mm (2 g) in a glass column with an inner diameter of 10 mm, a length of 150 mm and a perforated bottom. The concentration of isooctane in the aqueous emulsion was 700 mg / dm 3 , phenol - 49 mg / dm 3 [10].
Концентрацию изооктана в воде определяли с помощью анализатора содержания нефтепродуктов АН-2 методом инфракрасной спектроскопии. Содержание фенола анализировали методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографической системе «Стайер».The concentration of isooctane in water was determined using an AN-2 oil analyzer using infrared spectroscopy. The phenol content was analyzed by high performance liquid chromatography on a Stayer chromatographic system.
Отбирали пробы воды на выходе из колонки и определяли в них содержание тестовых веществ. Строили кривые удерживания тестовых веществ в виде зависимостей с/с0 от V, где с и с0 - концентрация тестового вещества в жидкой фазе на выходе из колонки и на входе в нее; V - объем пробы, пропущенной через колонку.Water samples were taken at the outlet of the column and the content of test substances was determined in them. The test substance retention curves were constructed in the form of dependences c / s 0 on V, where c and c 0 are the concentration of the test substance in the liquid phase at the outlet of the column and at the entrance to it; V is the volume of the sample passed through the column.
Результаты сорбции изооктана представлены на рисунке (Фиг. 1) и в таблице (Фиг. 2). Преимущество композиционных сорбентов над чистым углем - высокая скорость расхода эмульсии через слой адсорбента и возможность его многократной регенерации. Так, скорость расхода очищаемой воды через сорбционную колонку при одинаковых условиях для пористого фторопласта составляет 20-30 мл/мин, для фторопласта с содержанием 10% угля - 10-15 мл/мин, с содержанием 20% угля - 7 мл/мин, с содержанием 40% угля - 2 мл/мин, для чистого угля - всего 0,1-0,3 мл/мин. Однако увеличение доли активного угля в композиционном сорбенте приводит к увеличению параметров удерживания изооктана. Так, сорбционная емкость композиционного сорбента при введении 10% угля увеличивается в 15 раз, при введении 20% угля - в 20 раз [10].The results of sorption of isooctane are presented in the figure (Fig. 1) and in the table (Fig. 2). The advantage of composite sorbents over pure coal is the high rate of emulsion flow through the adsorbent layer and the possibility of its multiple regeneration. Thus, the flow rate of purified water through a sorption column under the same conditions for porous fluoroplastic is 20-30 ml / min, for fluoroplastic with a content of 10% coal - 10-15 ml / min, with a content of 20% coal - 7 ml / min, s content of 40% coal - 2 ml / min, for pure coal - only 0.1-0.3 ml / min. However, an increase in the proportion of activated carbon in the composite sorbent leads to an increase in the retention parameters of isooctane. So, the sorption capacity of the composite sorbent with the introduction of 10% coal increases 15 times, with the introduction of 20% coal - 20 times [10].
Сорбционные свойства полученных сорбентов в сравнении с некоторыми другими охарактеризованы в таблице. Видно, что активированный уголь отличается самой высокой сорбционной емкостью среди всех приведенных в таблице материалов, и по изооктану, и по фенолу. Фторопласт Ф-4ПН вследствие большей пористости и меньшей плотности лучше сорбирует изооктан, чем зернистый фторопласт-4.The sorption properties of the obtained sorbents in comparison with some others are described in the table. It can be seen that activated carbon is characterized by the highest sorption capacity among all the materials listed in the table, both in isooctane and phenol. Due to its greater porosity and lower density, fluoroplastic F-4PN sorb isooctane better than granular fluoroplast-4.
Увеличение доли активного угля в композиционном сорбенте приводит к закономерному увеличению параметров удерживания фенола (Фиг. 3). При этом композиционные сорбенты с содержанием активного угля более 20% значительно превосходят чистый уголь по емкости до проскока фенола, несмотря на меньшее содержание сорбционно-активного материала. Из таблицы и рис. 3 следует, что лучше всех сорбирует фенол активированный уголь, но до проскока фенол сорбируют только композиционные сорбенты УС-40 и УС-20, т.е. только они позволяют полностью удалить фенол из воды [10].An increase in the proportion of activated carbon in the composite sorbent leads to a regular increase in the phenol retention parameters (Fig. 3). At the same time, composite sorbents with an active carbon content of more than 20% significantly exceed pure coal in capacity up to phenol slip, despite the lower content of sorption-active material. From the table and fig. 3 it follows that the best adsorbs phenol is activated carbon, but before the breakthrough phenol, only the composite sorbents US-40 and US-20 sorb, i.e. only they can completely remove phenol from water [10].
Регенерацию композиционных сорбентов осуществляли обратной промывкой водой при 80°С. Если принять, что 100% степень очистки достигается при промывке с тетрахлорметаном, то степень очистки от изооктана при промывке водой составила 70%. Периодичность промывки горячей водой зависит от условий эксплуатации. Продолжительность обратной промывки - 5-7 мин. После многократной регенерации адсорбционные свойства сорбента сохраняются [10].The regeneration of composite sorbents was carried out by backwashing with water at 80 ° C. If we assume that a 100% degree of purification is achieved when washing with carbon tetrachloride, the degree of purification from isooctane when washing with water was 70%. The frequency of flushing with hot water depends on the operating conditions. The duration of the backwash is 5-7 minutes. After repeated regeneration, the adsorption properties of the sorbent are preserved [10].
В отличии от прототипа в качестве полимерной матрицы используется порошковый фторопласт размером частиц 20 мкм марки Ф-4ПН, и активированный уголь в виде порошка размером частиц 50-100 мкм в виде суспензии и нагрев смеси производится до температуры 380°С, что не приводит к разрушению фторопласта с выделением ядовитых газов.In contrast to the prototype, a fluoroplastic powder with a particle size of 20 microns of grade F-4PN is used as a polymer matrix, and activated carbon in the form of a powder with a particle size of 50-100 microns in the form of a suspension and the mixture is heated to a temperature of 380 ° C, which does not lead to destruction fluoroplastic with the release of toxic gases.
Преимуществами предлагаемого способа являются: низкая стоимость и доступность сырья, простота получения. Полученные композиционные угольно-фторопластовые сорбенты эффективно извлекают фенол, а также эмульгированные и свободные углеводороды из водной фазы. Сорбенты сравнительно недорогие, характеризуются длительным сроком службы благодаря многократной регенерации.The advantages of the proposed method are: low cost and availability of raw materials, ease of preparation. The obtained composite carbon-fluoroplastic sorbents efficiently extract phenol, as well as emulsified and free hydrocarbons from the aqueous phase. Sorbents are relatively inexpensive, characterized by a long service life due to repeated regeneration.
Полученные сорбенты предложено использовать для очистки хозяйственно-бытовых и сточных вод от углеводородов и органических загрязнителей.It is proposed to use the obtained sorbents for the treatment of domestic and wastewater from hydrocarbons and organic pollutants.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Фазуллин Д.Д., Дворяк С.В., Маврин Г.В. и др. - Научно-технический вестник Поволжья. - 2012. - №1. - С. 59-62.1. Fazullin D. D., Dvoryak S.V., Mavrin G.V. et al. - Scientific and Technical Bulletin of the Volga Region. - 2012. - No. 1. - S. 59-62.
2. Патент RU 2079434. Приоритет от 26.10.1994. Способ сорбционной очистки минеральной воды от фенолов.2. Patent RU 2079434. Priority dated 10.26.1994. The method of sorption purification of mineral water from phenols.
3. Патент RU 2315655. Приоритет от 20.09.2006. Способ получения полимерных сорбентов.3. Patent RU 2315655. Priority dated September 20, 2006. A method of producing polymer sorbents.
4. Патент RU 2277013. Приоритет от 01.12.2004. Способ получения сорбентов для очистки воды.4. Patent RU 2277013. Priority dated 01.12.2004. A method of producing sorbents for water purification.
5. Заявка на получение изобретения RU 2003108469. Приоритет от 26.03.2003. Композиционный сорбент, способ его получения и способ очистки вода с использованием композиционного сорбента.5. Application for obtaining the invention RU 2003108469. Priority dated 03/26/2003. Composite sorbent, a method for its preparation and a method for purifying water using a composite sorbent.
6. Патент RU 2404850. Приоритет от 07.04.2009. Способ получения сорбента для очистки воды от органических веществ.6. Patent RU 2404850. Priority dated 04/07/2009. A method of obtaining a sorbent for water purification from organic substances.
7. Патент RU 2575712. Приоритет от 10.11.2014. Сорбент на основе активного угля, содержащего фуллерен, и способ его получения.7. Patent RU 2575712. Priority dated 10.11.2014. Sorbent based on activated carbon containing fullerene, and a method for its preparation.
8. Патент RU 2464226. Приоритет от 13.05.2011. Способ получения угольного сорбента повышенной прочности и емкости.8. Patent RU 2464226. Priority dated 05/13/2011. A method of producing a carbon sorbent of increased strength and capacity.
9. Патент RU 2414292. Приоритет от 12.12.2006. Способ инкапсуляции гранул углеродных сорбентов пленкой фторопласта.9. Patent RU 2414292. Priority dated 12.12.2006. A method of encapsulating granules of carbon sorbents with a fluoroplastic film.
10. Фазуллин Д.Д., Маврин Г.В., Мелконян Р.Г. - ХТТМ. - 2014. - №1. - С. 53-56.10. Fazullin D.D., Mavrin G.V., Melkonyan R.G. - HTTM. - 2014. - No. 1. - S. 53-56.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016115671A RU2619322C1 (en) | 2016-04-21 | 2016-04-21 | Method for composite carbon-fluoroplastic sorbent production for sewage treatment from oil products and organic pollutants |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016115671A RU2619322C1 (en) | 2016-04-21 | 2016-04-21 | Method for composite carbon-fluoroplastic sorbent production for sewage treatment from oil products and organic pollutants |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2619322C1 true RU2619322C1 (en) | 2017-05-15 |
Family
ID=58716059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016115671A RU2619322C1 (en) | 2016-04-21 | 2016-04-21 | Method for composite carbon-fluoroplastic sorbent production for sewage treatment from oil products and organic pollutants |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2619322C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019147211A1 (en) * | 2018-01-26 | 2019-08-01 | Мыхайло Сэргийовыч БОНДАРЭНКО | Method for producing a carbon adsorbent and method for regenerating same |
| RU198431U1 (en) * | 2020-03-10 | 2020-07-08 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Coalescing filter for separation of oil-in-water emulsions |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4550123A (en) * | 1979-12-28 | 1985-10-29 | Albany International Corp. | Thermally plastifiable compositions for microporous sorbent structure |
| US5580770A (en) * | 1989-11-02 | 1996-12-03 | Alliedsignal Inc. | Support containing particulate adsorbent and microorganisms for removal of pollutants |
| RU2071826C1 (en) * | 1992-10-19 | 1997-01-20 | Акционерное общество закрытого типа "Экофор" | Method of the modified adsorbent producing |
| RU2380153C2 (en) * | 2004-12-30 | 2010-01-27 | Грейс Гмбх Унд Ко. Кг | Flexible adsorbing items |
| RU2426426C1 (en) * | 2010-04-21 | 2011-08-20 | Олег Иванович Квасенков | Method for production of waffles (versions) |
| RU2446876C1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-04-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Method of producing moulded sorbent |
| US8748338B2 (en) * | 2010-10-29 | 2014-06-10 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Polysulfide-rubber-coated activated carbon (PSR-AC) as a multi-sorbent for mercury and polychlorinated biphenyls (PCBS) |
| RU2520444C2 (en) * | 2010-02-22 | 2014-06-27 | Сентрал Мичиган Юниверсити | Sorbent based on cross-linked polymer and carbon for removal of heavy metals, toxic materials and carbon dioxide |
| RU2546147C1 (en) * | 2013-10-02 | 2015-04-10 | Виктор Николаевич Постнов | Production of sorbent for chromatographic separation of fullerenes |
-
2016
- 2016-04-21 RU RU2016115671A patent/RU2619322C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4550123A (en) * | 1979-12-28 | 1985-10-29 | Albany International Corp. | Thermally plastifiable compositions for microporous sorbent structure |
| US5580770A (en) * | 1989-11-02 | 1996-12-03 | Alliedsignal Inc. | Support containing particulate adsorbent and microorganisms for removal of pollutants |
| RU2071826C1 (en) * | 1992-10-19 | 1997-01-20 | Акционерное общество закрытого типа "Экофор" | Method of the modified adsorbent producing |
| RU2380153C2 (en) * | 2004-12-30 | 2010-01-27 | Грейс Гмбх Унд Ко. Кг | Flexible adsorbing items |
| RU2520444C2 (en) * | 2010-02-22 | 2014-06-27 | Сентрал Мичиган Юниверсити | Sorbent based on cross-linked polymer and carbon for removal of heavy metals, toxic materials and carbon dioxide |
| US8795622B2 (en) * | 2010-02-22 | 2014-08-05 | Central Michigan University | Process for preparing crosslinked polymer-carbon sorbent |
| RU2426426C1 (en) * | 2010-04-21 | 2011-08-20 | Олег Иванович Квасенков | Method for production of waffles (versions) |
| RU2446876C1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-04-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Method of producing moulded sorbent |
| US8748338B2 (en) * | 2010-10-29 | 2014-06-10 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Polysulfide-rubber-coated activated carbon (PSR-AC) as a multi-sorbent for mercury and polychlorinated biphenyls (PCBS) |
| RU2546147C1 (en) * | 2013-10-02 | 2015-04-10 | Виктор Николаевич Постнов | Production of sorbent for chromatographic separation of fullerenes |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019147211A1 (en) * | 2018-01-26 | 2019-08-01 | Мыхайло Сэргийовыч БОНДАРЭНКО | Method for producing a carbon adsorbent and method for regenerating same |
| RU198431U1 (en) * | 2020-03-10 | 2020-07-08 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Coalescing filter for separation of oil-in-water emulsions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Huang et al. | Phenol adsorption on an N-methylacetamide-modified hypercrosslinked resin from aqueous solutions | |
| Mohanty et al. | Preparation and characterization of activated carbons from Sterculia alata nutshell by chemical activation with zinc chloride to remove phenol from wastewater | |
| Vinod et al. | Sorption of tannic acid on zirconium pillared clay | |
| Hanen et al. | Modeling of the dynamics adsorption of phenol from an aqueous solution on activated carbon produced from olive stones | |
| Carmona et al. | Adsorption of phenol and chlorophenols onto granular activated carbon and their desorption by supercritical CO2 | |
| Streat et al. | Physical and adsorptive properties of Hypersol-MacronetTM polymers | |
| US6673246B2 (en) | Reusable polysilsesquioxane adsorbents for pollutants | |
| Aljeboree et al. | Removal of textile dye (methylene blue mb) from aqueous solution by activated carbon as a model (corn-cob source waste of plant): As a model of environmental enhancement | |
| US6709600B2 (en) | Method for removing organic liquids from aqueous solutions and mixtures | |
| Baudu et al. | Pollutant adsorption onto activated carbon membranes | |
| RU2619322C1 (en) | Method for composite carbon-fluoroplastic sorbent production for sewage treatment from oil products and organic pollutants | |
| Naeem et al. | Effectiveness & economy of sawdust wood adsorbents in removing anionic dyes of aqueous solutions | |
| Allalou et al. | Performance of surfactant‐modified activated carbon prepared from dates wastes for nitrate removal from aqueous solutions | |
| JPH11503964A (en) | Enhanced adsorbent and room temperature catalyst particles and methods of making and using same | |
| Zhu et al. | Microfluidic synthesis of renewable biosorbent with highly comprehensive adsorption performance for copper (II) | |
| US7803737B2 (en) | Solid materials for removing arsenic and method thereof | |
| Al-Shawabkeh et al. | Experimental study of the application of date palm trunk fiber as biosorbent for removal cadmium using a fixed bed column: investigation of the influence of particle size | |
| NL1015961C2 (en) | Use of an adsorbent for the removal of liquid, gaseous and / or dissolved components from a process stream. | |
| US20030087756A1 (en) | Solid materials for removing metals and fabrication method | |
| KR101574416B1 (en) | Method for producing granular meso-porous silica | |
| US20120048807A1 (en) | Adsorbent Product for the Removal of Hydrocarbon Pollutants, and Method for Removing Hydrocarbon Pollution, In Particular at the Surface of the Water, Using Said Product | |
| Juang et al. | Removal of sodium dodecyl benzene sulfonate and phenol from water by a combined PAC adsorption and cross‐flow microfiltration process | |
| Gandhimathi et al. | Removal characteristics of basic dyes from aqueous solution by fly ash in single and tertiary systems | |
| US4956095A (en) | Water or gas purification by bulk absorption | |
| 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 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180422 |