RU2805732C1 - Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов - Google Patents
Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2805732C1 RU2805732C1 RU2023112594A RU2023112594A RU2805732C1 RU 2805732 C1 RU2805732 C1 RU 2805732C1 RU 2023112594 A RU2023112594 A RU 2023112594A RU 2023112594 A RU2023112594 A RU 2023112594A RU 2805732 C1 RU2805732 C1 RU 2805732C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heavy metals
- water
- stems
- sorbent
- wastewater
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к способам очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов с использованием сельскохозяйственных отходов. В качестве сорбента для очистки сточных вод используют предварительно высушенные, измельченные до размеров не более 0,3 см стебли сельскохозяйственных растений и лузги гречихи. Лузгу гречихи предварительно обрабатывают водой, температура которой не менее 40°С. Далее в реактор помещают предварительно подготовленные стебли сельскохозяйственных растений и лузги гречихи в соотношении 1:4 и экстрагируют водой при температуре от 115 до 120°С. Затем полученную смесь добавляют в емкость со сточной водой и выдерживают не менее 90 мин. После этого фильтруют с получением жидкой фазы, которую перекачивают в другую емкость, где проводят химический анализ содержания тяжелых металлов и твердой фазы. Остатки органического сорбента отправляют на утилизацию. Техническим результатом является повышение эффективности степени очистки сточных вод от тяжелых металлов. 4 ил., 3 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к способам очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов с использованием сельскохозяйственных отходов.
Известен способ получения сорбента из лузги подсолнечника (патент RU №2650979, опубл. 18.04.2018), включающий замачивание лузги, сушку до постоянной массы и измельчение с помощью лабораторной мельницы до фракции 0,3-0,5 мм, отличающийся тем, что замачивание лузги проводят в 0,5 М растворе гидроксида натрия в течение 45 минут, а сушат в поле СВЧ с удельной мощностью 0,1-0,5 Вт/см.
К недостаткам способа относятся низкая эффективность технологического процесса, обусловленная использованием щелочи, в том числе с высокой концентрацией, высоким расходом промывных вод, необходимость специального оборудования для сушки сорбента.
Известен способ получения сорбента для комплексной очистки воды и поверхности почвы от нефтепродуктов и тяжелых металлов (патент RU №2198987, опубл. 20.02.2003) на основе сапропеля, отличающийся тем, что кроме сапропеля сорбент содержит обуглероженную льняную костру при следующем соотношении компонентов, вес.%: сапропель 50-80%, обуглероженная костра - 20-50%.
Недостатками способа являются долгий процесс обуглероживания костры, и необходимость дополнительного обезвоживания сапропеля.
Известен способ получения сорбента для сбора нефти и нефтепродуктов при их разливах путем утилизации рисовой шелухи (патент RU №2304559,опубл. 20.08.2007), в котором сорбент получают из фракции рисовой шелухи до 3 мм, которую затем направляют на термообработку пиролизом при температуре 350-500°С в течение от 10 до 30 мин, а остальной объем рисовой шелухи фракцией свыше 3 мм используют для получения высокочистого диоксида кремния.
Недостатками способа являются необходимость применения высокотемпературной обработки материалов.
Известен способ получения сорбента для очистки воды (патент RU №2579129, опубл. 27.03.2016), включающий обработку гречневой лузги в растворе модифицирующего вещества, отделение твердой фазы фильтрованием, промывку и сушку, отличающийся тем, что в качестве модифицирующего вещества используют раствор гидроксида натрия с концентрацией равной 500 мг/л, а обработку ведут в течение двух часов при комнатной температуре при соотношении твердой фазы и раствора гидроксида натрия равном 1:(3-5).
Недостатком данного способа является низкая эффективность технологического процесса, обусловленная использованием щелочи, в том числе с высокой концентрацией, высоким расходом промывных вод.
Известен способ очистки сточных вод от тяжелых металлов (патент RU №2176617, опубл. 10.12.2001), принятый за прототип, включающий фильтрование через слой сорбента лигноуглеводной природы, содержащий измельченную кору хвойных пород древесины, а в качестве лигноуглеводного материала используют корковую часть коры хвойных пород, предварительно проэкстрагированную горячей водой, а очистку ведут при температуре 25-38°C и при скорости потока 0,2-0,35 м/ч.
Недостатком данного способа дополнительный контроль содержания тяжелых металлов в коре деревьев городских агломераций.
Техническим результатом является повышение эффективности степени очистки сточных вод от тяжелых металлов.
Технический результат достигается тем, что в качестве сорбента используют предварительно высушенных, измельченных до размеров не более 0,3 см стебли сельскохозяйственных растений и лузги гречихи, которую предварительно обработана водой температура которой не менее 40°С, далее в реактор помещают предварительно подготовленные стебли сельскохозяйственных растений и лузги гречихи в соотношении 1:4, и экстрагируют водой, при температуре от 115 до 120°С, затем полученную смесь добавляют в емкость со сточной водой и выдерживают не менее 90 мин, после этого фильтруют с получением жидкой фазы, которую перекачивают в другую емкость, где проводят химический анализ содержания тяжелых металлов и твердой фазы, остатки органического сорбента, которую отправляют на утилизацию.
Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов поясняется следующими фигурами:
Фиг. 1 - график зависимости степени очистки сточных вод от Cr от времени осаждения.
Фиг. 2 - график зависимости степени очистки сточных вод от Cu от времени осаждения.
Фиг. 3 - график зависимости степени очистки сточных вод от Fe от времени осаждения.
Фиг. 4 - график зависимости степени очистки сточных вод от Zn от времени осаждения.
Способ осуществляется следующим образом. Стебли сельскохозяйственных растений, являющиеся сельскохозяйственными отходами, предварительно высушивают, измельчают до размеров не более 0,3 см. Измельчение проводят для увеличения сорбционной емкости и сельскохозяйственные отходы будут практически одинаковыми с размерами лузги гречихи. Лузгу гречихи предварительно обрабатывают водой в отдельной емкости при температуре не менее 40°С, при большей температуре происходит дополнительное выделение органических веществ. Далее в соотношении 1:4 измельченные стебли перемешивают с лузгой гречихи в отдельном реакторе и экстрагируют водой, нагретой до температуры от 115°С до 120°С. При обработке лузги температурой экстрагировании температурой менее чем 115°С не происходит синтез органических веществ для полной очистки сточных вод от тяжелых металлов. При экстрагировании водой температурой более чем 120 °С происходит увеличение концентрации органических веществ, что может привести к повторному загрязнению сточных данными соединениями. В емкость со сточной водой из реактора добавляют полученную обезвоженную смесь из сельскохозяйственных отходов, и выдерживают в сточной воде не менее 90 мин. Выдерживание смеси происходит не менее 90 минут, потому что при выдерживании большего количества времени эффективность очистки более не увеличивается. После этого производят фильтрацию с получением жидкой и твердой фазы. Жидкую фазу перекачивают в другую емкость, где проводят химический анализ содержания тяжелых металлов. Твердую фазу, остатки органического сорбента отправляют на дальнейшую утилизацию остатков органического сорбента и перекачку очищенной воды для дальнейшей стадии очистки в другую емкость. Остатки органического сорбента в дальнейшем утилизируют. Выдерживание смеси происходит не менее 90 минут, потому что при выдерживании большего количества времени эффективность очистки более не увеличивается. После этого очищенная сточная вода подвергается химическому анализу содержания тяжелых металлов.
Способ поясняется следующими примерами.
Пример 1. Пробы для примера отбирались на территории приборостроительного предприятия.
Способ очистки сточных вод осуществляли при помощи смеси из сельскохозяйственных отходов: стеблей и лузги гречихи. Лузгу гречихи предварительно обрабатывали водой при температуре 40°С. Стебли сельскохозяйственных растений предварительно высушивали, измельчали до размеров 0,3 см, далее в различных соотношениях с лузгой гречихи экстрагировали водой, нагретой до температуры 120°С. Пробы сточной воды выдерживались в сорбенте в течение 2-х часов.
Затем при помощи фильтровальной бумаги «Синяя лента» вода отделялась от остатка и отправлялась на анализ на остаточное содержание тяжелых металлов при помощи атомно-эмиссионного спектрометра «ICPE-9000». В таблице 1 представлены результаты очистки сточных вод от тяжелых металлов гальванического цеха предложенным способом.
Исходя из таблицы 1 можно сделать вывод о том, что наиболее эффективным является способ очистки сточных вод от тяжелых металлов при помощи стеблей сельскохозяйственных растений и лузги гречихи, в соотношении 1/4, позволяющий очистить от ионов хрома, меди, железа и цинка в соотношении 99%, 69%, 96%,70%.
Графики зависимости степени очистки сточных вод с содержанием различных тяжелых металлов от времени поясняется графиками, изображенными на фиг. 1 - 4 для каждого металла для примера 1.
| Таблица 1 - Результаты очистки сточных вод | ||||||||||
| Результаты очистки сточных вод от тяжелых металлов | ||||||||||
| Состав смеси с/х отходов, % | рН до очистки/T экстр. водой, °С | рН после очистки | Исходная концентрация Ме, мг/л | Концентрация Ме после очистки, мг/л, % | ||||||
| Cr | Cu | Fe | Zn | Cr | Cu | Fe | Zn | |||
| Лузга гречихи 100% | 4,8 / 120 | 6,6 | 0,26 | 0,42 | 1,9 | 0,3 | 0,0025±0,0005 | 0,267 ± 0,035 |
0,058 ± 0,006 |
0,054 ± 0,009 |
| 99 | 36 | 96 | 82 | |||||||
| Стебли сельскохозяйственных растений 25%, лузга гречихи 75% | 6,6 | 0,0025 ± 0,0005 |
0,130 ± 0,017 |
0,058 ± 0,006 |
0,064 ± 0,011 |
|||||
| 99 | 69 | 96 | 70 | |||||||
| Стебли сельскохозяйственных растений 50%, лузга гречихи 50% |
6,0 | 0,050 ± 0,006 |
0,24 ± 0,03 |
0,350 ± 0,039 |
0,370 ± 0,063 |
|||||
| 81 | 43 | 82 | 0 | |||||||
| Стебли сельскохозяйственных растений 75%, лузга гречихи 25% | 6,0 | 0,08 ± 0,01 |
0,98 ± 0,13 |
0,68 ± 0,08 |
1,30 ± 0,22 |
|||||
| 69 | 0 | 64 | 0 | |||||||
Пример 2. Пробы для примера отбирались на территории приборостроительного предприятия.
Способ очистки сточных вод осуществляли при помощи смеси из сельскохозяйственных отходов: стеблей и лузги гречихи. Лузгу гречихи предварительно обрабатывали водой при температуре 50°С. Стебли сельскохозяйственных растений предварительно высушивали, измельчали до размеров 0,2 см, далее в различных соотношениях с лузгой гречихи экстрагировали водой, нагретой до температуры 115°С. Пробы сточной воды выдерживались в сорбенте в течение 2-х часов.
Затем при помощи фильтровальной бумаги «Синяя лента» вода отделялась от остатка и отправлялась на анализ на остаточное содержание тяжелых металлов при помощи атомно-эмиссионного спектрометра «ICPE-9000».
В таблице 2 представлены результаты очистки сочных вод от тяжелых металлов гальванического цеха предложенным способом.
Исходя из таблицы 2 можно сделать вывод о том, что наиболее эффективным является способ очистки сточных вод от тяжелых металлов при помощи стеблей сельскохозяйственных растений и лузги гречихи, в соотношении 1/4, позволяющий очистить от ионов хрома, меди, железа и цинка в соотношении 89%, 67%, 84%,70%
| Таблица 2 - Результаты очистки сточных вод | ||||||||||
| Результаты очистки сточных вод от тяжелых металлов | ||||||||||
| Состав смеси с/х отходов, % | рН до очистки/T экстр. водой, °С | рН после очистки | Исходная концентрация Ме, мг/л | Концентрация Ме после очистки, мг/л, % | ||||||
| Cr | Cu | Fe | Zn | Cr | Cu | Fe | Zn | |||
| Лузга гречихи 100% | 3,4 / 115 | 6,5 | 0,27 | 0,43 | 1,9 | 0,3 | 0,0025 ± 0,0005 |
0,29 ± 0,04 |
0,055 ± 0,007 |
0,065 ± 0,011 |
| 99 | 33 | 97 | 78 | |||||||
| Стебли сельскохозяйственных растений 25%, лузга гречихи 75% | 6,5 | 0,030 ± 0,004 |
0,14 ± 0,02 |
0,30 ± 0,04 |
0,09 ± 0,02 |
|||||
| 89 | 67 | 84 | 70 | |||||||
| Стебли сельскохозяйственных растений 50%, лузга гречихи 50% |
6,0 | 0,060 ± 0,008 |
0,24 ± 0,03 |
0,35 ± 0,05 |
0,37 ± 0,06 |
|||||
| 78 | 44 | 82 | 0 | |||||||
| Стебли сельскохозяйственных растений 75%, лузга гречихи 25% | 6,0 | 0,090 ± 0,012 |
0,98 ± 0,13 |
0,68 ± 0,09 |
1,30 ± 0,22 |
|||||
| 67 | 0 | 64 | 0 | |||||||
Пример 3. Очистка проводилась на территории приборостроительного предприятия гальванического цеха.
Отбирались сточные воды с гальванического цеха объемом 600 мл, далее добавлялся экстракт в соотношении 1/4. Жидкость перемешивалась в течение 2 часов, затем при помощи фильтров вода отделялась от остатка и отправлялась на анализ остаточного содержания тяжелых металлов при помощи атомно-эмиссионного спектрометра «ICPE-9000.
Способ очистки сточных вод осуществляли при помощи смеси из сельскохозяйственных отходов: стеблей и лузги гречихи. Лузгу гречихи предварительно обрабатывали водой при температуре 50°С. Стебли сельскохозяйственных растений предварительно высушивали, измельчали до размеров 0,4 см, далее в различных соотношениях с лузгой гречихи экстрагировали водой, нагретой до температуры 115°С. Пробы сточной воды выдерживались в сорбенте в течение 2-х часов.
В таблице 3 представлены результаты очистки сточных вод на территории приборостроительного предприятия предложенным способом.
Исходя из таблицы 3 можно сделать вывод о том, что наиболее эффективным является способ очистки сточных вод от тяжелых металлов при помощи стеблей сельскохозяйственных отходов и лузги, в соотношении 1/4, позволяющий очистить от ионов хрома, меди, железа и цинка в соотношении 87%, 65%, 85%, 68%
Использование способа очистки сточных вод от тяжелых металлов позволяет повысить эффективность степени очистки от ионов тяжелых металлов Cr, Cu, Fe, Zn с высокой эффективностью за счет высокой сорбционной способности смеси сельскохозяйственных отходов и обеспечить их рациональное использование.
| Таблица 3 - Результаты очистки сточных вод | ||||||||||
| Результаты очистки сточных вод от тяжелых металлов | ||||||||||
| Состав смеси с/х отходов, % | рН до очистки/T экстр. водой, °С | рН после очистки | Исходная концентрация Ме, мг/л | Концентрация Ме после очистки, мг/л, % | ||||||
| Cr | Cu | Fe | Zn | Cr | Cu | Fe | Zn | |||
| Лузга гречихи 100% | 6,1 / 115 | 6,8 | 0,65 | 1 | 12 | 0,56 | 0,0065 ± 0,0008 |
0,69 ± 0,09 |
0,48 ± 0,06 |
0,13 ± 0,02 |
| 99 | 31 | 96 | 77 | |||||||
| Стебли сельскохозяйственных растений 25%, лузга гречихи 75% | 6,8 | 0,08 ± 0,01 |
0,35 ± 0,05 |
1,8 | 0,18 ± 0,03 |
|||||
| 87 | 65 | 85 | 68 | |||||||
| Стебли сельскохозяйственных растений 50%, лузга гречихи 50% |
6,5 | 0,16 ± 0,02 |
0,57 ± 0,07 |
2,16 | 0,55 ± 0,09 |
|||||
| 76 | 43 | 82 | 2 | |||||||
| Стебли сельскохозяйственных растений 75%, лузга гречихи 25% | 6,5 | 0,25 ± 0,03 |
1,2 ± 0,16 |
4,56 | 0,56 ± 0,09 |
|||||
| 62 | 0 | 62 | 0 | |||||||
Claims (1)
- Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов, включающий фильтрование через слой сорбента лигноуглеводной природы, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют предварительно высушенные, измельченные до размеров не более 0,3 см стебли сельскохозяйственных растений и лузги гречихи, которая предварительно обработана водой, температура которой не менее 40°С, далее в реактор помещают предварительно подготовленные стебли сельскохозяйственных растений и лузги гречихи в соотношении 1:4 и экстрагируют водой при температуре от 115 до 120°С, затем полученную смесь добавляют в емкость со сточной водой и выдерживают не менее 90 мин, после этого фильтруют с получением жидкой фазы, которую перекачивают в другую емкость, где проводят химический анализ содержания тяжелых металлов и твердой фазы, остатки органического сорбента отправляют на утилизацию.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2805732C1 true RU2805732C1 (ru) | 2023-10-23 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2031849C1 (ru) * | 1991-12-18 | 1995-03-27 | Илдар Гарифович Гафаров | Способ извлечения нефти и нефтепродуктов из воды |
| RU2176617C1 (ru) * | 2000-04-05 | 2001-12-10 | Гелес Иосиф Соломонович | Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов |
| JP5142490B2 (ja) * | 2006-07-20 | 2013-02-13 | セーレン株式会社 | 水処理方法 |
| CN103406102B (zh) * | 2013-07-26 | 2015-12-09 | 北京工业大学 | 一种改性荞麦皮吸附剂、制备方法及应用 |
| CN110465264A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-19 | 四川西晨智慧农业科技有限公司 | 一种磁性苦荞壳生物炭的制备方法 |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2031849C1 (ru) * | 1991-12-18 | 1995-03-27 | Илдар Гарифович Гафаров | Способ извлечения нефти и нефтепродуктов из воды |
| RU2176617C1 (ru) * | 2000-04-05 | 2001-12-10 | Гелес Иосиф Соломонович | Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов |
| JP5142490B2 (ja) * | 2006-07-20 | 2013-02-13 | セーレン株式会社 | 水処理方法 |
| CN103406102B (zh) * | 2013-07-26 | 2015-12-09 | 北京工业大学 | 一种改性荞麦皮吸附剂、制备方法及应用 |
| CN110465264A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-19 | 四川西晨智慧农业科技有限公司 | 一种磁性苦荞壳生物炭的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Сокену С.Ж. и др. "Возможность использования лузги гречихи в качестве сорбента для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов", Безопасность, защита и охрана окружающей природной среды: фундаментальные и прикладные исследования, Сборник докладов всероссийской научной конференции, Белгород, 2020, издательство: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, с.85-88. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106564983B (zh) | 一种利用海洋贝类吸附重金属的方法 | |
| CN101497031A (zh) | 污染水体重金属吸附材料及其制备方法 | |
| Elkady et al. | Synthesis and characterization of nano-activated carbon from el maghara coal, Sinai, Egypt to be utilized for wastewater purification | |
| CN114797779A (zh) | 可同时修复砷铅镉重金属污染土壤的水铁矿改性生物炭及其制备方法 | |
| Mohamed et al. | Adsorption of heavy metals on banana peel bioadsorbent | |
| Nurain et al. | Utilization of banana (Musa sapientum) peel for removal of pb2+ from aqueous solution | |
| RU2805732C1 (ru) | Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов | |
| binti Rosli et al. | Ruthenium dye (N3) removal from simulated wastewater using bamboo charcoal and activated bamboo charcoal | |
| Kusumadewi et al. | Utilization of banana peel and water hyacinth leaves as adsorbent for removal of copper from wastewater | |
| Rajbhandari et al. | Preparation of activated carbon from lapsi seed stone and its application for the removal of arsenic from water | |
| Pramesti et al. | The effect of mixing speed and contact time on the process of dye adsorption using corncobs adsorbent | |
| Saini et al. | Valorization of toxic weed Lantana camara L. biomass for adsorptive removal of lead | |
| Ogunkeyede et al. | Application of Activated Coconut Husk as an Adsorbent in Slow-sand Filtration for Iron Removal | |
| Ahmed et al. | Research Article Evaluation of Agrowaste Species for Removal of Heavy Metals from Synthetic Wastewater | |
| Viviani et al. | The The use of activated charcoal from corn cobs as adsorbent of heavy metals from groundwater | |
| Abdullah et al. | Preliminary study of adsorption copper (II) ions from aqueous solution using aromatic green dwarf waste as an biosorbent | |
| Mohammadpour et al. | Rice husk and activated carbon-silica as potential bioadsorbents for wastewater purification | |
| CN113526648B (zh) | 一种咖啡渣生物炭及水中尿素的去除方法 | |
| CN113277607B (zh) | 一种植物废弃物基脱硫废水处理试剂及其制备工艺与应用 | |
| Akpen et al. | Removal of colour from textile wastewater by mango seed endocarp activated carbon | |
| Tran et al. | Studying the biochar modified by AgNO3 from coffee grounds to handle organic pollutants and microorganism in the seafood-processing wastewater | |
| Akpolat et al. | Physical treatment of olive oil mill waste waters for the removal of the phenols and analysis of adsorption kinetics | |
| Ekong et al. | INDUSTRIAL WASTEWATER TREATMENT USING MORINGA SEED | |
| Ekong et al. | AGRICULTURAL WASTE TO HEALTH: WASTEWATER TREATMENT WITH BIOCHAR | |
| Mantonanaki et al. | Column studies to investigate Cu (II) and Pb (II) removal from aqueous solution using biochar |