SK5662Y1 - Composite sorbent - Google Patents

Composite sorbent Download PDF

Info

Publication number
SK5662Y1
SK5662Y1 SK55-2010U SK552010U SK5662Y1 SK 5662 Y1 SK5662 Y1 SK 5662Y1 SK 552010 U SK552010 U SK 552010U SK 5662 Y1 SK5662 Y1 SK 5662Y1
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
sorbent
weight
composite sorbent
bentonite
composite
Prior art date
Application number
SK55-2010U
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK552010U1 (en
Inventor
Jan Machava
Original Assignee
Technicka Univerzita Vo Zvolene
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 Technicka Univerzita Vo Zvolene filed Critical Technicka Univerzita Vo Zvolene
Priority to SK55-2010U priority Critical patent/SK5662Y1/en
Publication of SK552010U1 publication Critical patent/SK552010U1/en
Publication of SK5662Y1 publication Critical patent/SK5662Y1/en

Links

Landscapes

  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Technical solution to the sorbent to reduce high concentrations of phosphorus in surface waters, as a composite material consisting of a main component sorption Al (OH) 3, side components semi fire dolomite and stabilization components fine perlite and bentonite, that are fixated created sorbent product. After preparing all the technological components of homogenized in a weight ratio aluminum hydroxide in an amount of 35 to 55% by weight; semi fire dolomite 10 to 35% by weight; bentonite 18% by weight and fine perlite 16% by weight.

Description

Technické riešenie sa týka výroby kompozitného sorbentu na znižovanie vysokých koncentrácií fosforu v povrchových vodách, ktoré sú vo väčšine prípadov primárnou príčinou procesu eutrofízácie vo vodných nádržiach, ako sú rekreačné vodné objekty a rybníky.The technical solution relates to the production of a composite sorbent for reducing high phosphorus concentrations in surface waters, which in most cases are the primary cause of the eutrophication process in water reservoirs, such as recreational water bodies and ponds.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Zníženie koncentrácie zvýšených koncentrácií fosforu v povrchových vodách je jednou z možností ako eliminovať proces eutrofízácie. Príčinou eutrofízácie sú zvýšené koncentrácie makroprvkov dusíka (N) a fosforu (P). Ak hmotnostný pomer N : P je väčší ako 7, kľúčovým prvkom eutrofízácie je P. Na zníženie vysokých obsahov P v povrchových vodách boli použité viaceré riešenia, ktoré väčšinou neposkytli dosť uspokojivé výsledky.Reducing the concentration of increased phosphorus concentrations in surface waters is one way to eliminate the eutrophication process. Eutrophication is caused by increased concentrations of nitrogen (N) and phosphorus (P) macro elements. If the N: P weight ratio is greater than 7, the key element of eutrophication is P. Several solutions have been used to reduce high P contents in surface waters, which mostly did not give satisfactory results.

Z nich môžeme uviesť pokus o zníženie obsahu P v jazere s použitím sorpčného materiálu na báze solí hliníka. Pokus bol úspešný v prvom roku, avšak v ďalších rokoch dosiahnuté účinky boli negované zakysľujúcim procesom iniciovaným tvoriacou sa HCl ako vedľajší produkt. Bez výrazných úspechov skončil aj pokus v 2004 na jazere Kuchajda v Bratislave, časť Nové mesto, keď firma Aquasystem použila enzýmy na zníženie počtu sinie a rias. Lepšie výsledky boli dosiahnuté v Čechách na Machovom jazere, kde použili chemický postrek, avšak do hygienickej normy sa im nepodarilo vtesnať. V Čechách sa robili pokusy s prípravkom PAX, ktorý v podstate je polyaluminiumhydroxid chlorid so všeobecným vzorcom Al(OH)x(Cl)y, kde x + y = 3. V roku 2004 boli s týmto prípravkom vykonané pokusy na jazerách Lipno a Slapy. Riasy boli najskôr zničené, ale po 2 - 3 týždňoch sa opäť objavili. Príčinou bola slabá väzba P na sorpčný komplex PAX-u, ktorý mohol slúžiť ako zdroj živín pre riasy. Ďalší pokus s koagulantom PAX-18 bol v roku 2005 urobený v Bílej Lhote pri Olomoci za účelom obnovenie eurofizovaného rybníka (Lelková, E., Rulík, M., Hekera, P., Dobiáš, P., Dolejš, P., Borovičková, M. & Poulíčková A. 2008. The influence of the coagulant PAX1 on Planktothrix agardhii bloom in a shallow eutrophic fishpond. Fottea 8, 2, p. 147 - 154). Hlavný cieľ práce zameraný na elimináciu cyanobaktérií bol splnený, avšak dlhodobý účinok nebol potvrdený.Among these, an attempt may be made to reduce the P content in the lake using an aluminum salt sorption material. The experiment was successful in the first year, but in the following years the effects achieved were negated by the acidification process initiated by the formation of HCl as a by-product. The attempt in 2004 on the Kuchajda Lake in Bratislava, part of the New Town, ended without significant success, when Aquasystem used enzymes to reduce the number of sinia and algae. Better results were achieved in the Czech Republic on Machovo Lake, where they used chemical spraying, but they did not manage to seal them into the hygiene standard. In the Czech Republic, experiments were carried out with the preparation PAX, which is essentially a polyaluminium hydroxide chloride of the general formula Al (OH) x (Cl) y , where x + y = 3. Algae were first destroyed, but after 2-3 weeks they reappeared. This was due to poor binding of P to the sorption complex of PAX, which could serve as a source of nutrients for algae. Another experiment with coagulant PAX-18 was carried out in 2005 in Bila Lhota near Olomouc in order to restore the europhized pond (Lelkova, E., Rulik, M., Hekera, P., Dobias, P., Dolejs, P., Borovickova, M. & Poulíčková A. 2008. The influence of PAX1 coagulant on Planktothrix agardhii bloom in a shallow eutrophic fishpond (Fottea 8, 2, pp. 147-154). The main aim of the work aimed at the elimination of cyanobacteria was fulfilled, but the long-term effect has not been confirmed.

1) Na Technickej univerzite vo Zvolene - Lesnícka fakulta, Katedra prírodného prostredia - boli vykonané viaceré pokusy s kompozitným sorbentom, ktorý pôvodne obsahoval aj oxid železa. V roku 2004 to bola jeho prvá modifikácia použitá pri pokuse v dvoch 500 litrových nádobách (Vass, D. Machava, J. 2006. Tirjakova, E. a Belina, P.: Dekontaminácia stojatých vôd mobilizáciou fosforu. Týždeň Európskej vedy na PF KU v Ružomberku. 163 - 170 s.), v ktorých podmienky boli identické až na aplikáciu sorbentu, ktorý bol použitý len v modelovej nádobe. Použitý sorbent znížil koncentráciu P až 7 krát. Najvyššie hodnoty v kontrolnej a modelovej nádobe boli zaznamenané v auguste 2004 (koncentrácia 1200 pg.ľ1 bola znížená na hodnotu 162 pg.l'1). Vysoké koncentrácie boli spôsobené vysokými teplotami v experimentálnych nádobách, ktoré neboli zabudované v pôde. Pozoruhodné bolo, že obsah v modelovej nádobe vysoko prevyšoval limitnú hodnotu eutrofizácie, i za daných podmienok došlo k redukcii obsahu nálevníkov, bičíkovcov a kôrovcov. To poukazuje na potenciálne možné toxické účinky použitého sorbentu. V roku 2007 bolo pri ďalšom pokuse zaznamenané ešte výraznejšie zníženie koncentrácie P z 300 pg.l1 na 20 pg.l'1, avšak ku koncu pokusu došlo k uvoľneniu P do vody. Schopnosť sorbentu viazať P bola založená na sorpčných schopnostiach silikátových zložiek a oxidu železa. V kompozitnom sorbente aplikovanom v rámci terajšieho riešeného projektu s názvom „Zamedzenie procesu eutrofizácia vo vodných nádržiach použitím kompozitného sorbentu“ bol z dôvodu možných toxických účinkov oxid železa nahradený hydroxidom hliníka.1) At the Technical University in Zvolen - Faculty of Forestry, Department of Natural Environment - several experiments were carried out with a composite sorbent, which originally contained iron oxide. In 2004 it was its first modification used in an experiment in two 500 liter containers (Vass, D. Machava, J. 2006. Tirjakova, E. and Belina, P .: Decontamination of stagnant waters by mobilization of phosphorus. European Science Week at PF KU in 163-170 p.), In which the conditions were identical except for the application of the sorbent, which was used only in the model container. The sorbent used reduced the P concentration by 7-fold. The highest values in the control and model vessels were recorded in August 2004 (the concentration of 1200 pg.l -1 was reduced to 162 pg.l -1 ). High concentrations were caused by high temperatures in experimental vessels not incorporated in the soil. It was noteworthy that the content in the model vessel greatly exceeded the eutrophication limit value, and even under given conditions the content of ciliates, flagellins and crustaceans was reduced. This points to the potentially toxic effects of the sorbent used. In 2007, in another experiment, reported even greater reduction in the concentration of P 300 pg.l 1 to 20 pg.l '1, but at the end of the experiment was to release P into the water. The sorbent's ability to bind P was based on the sorption properties of silicate components and iron oxide. In the composite sorbent applied in the current project under the title "Avoiding the process of eutrophication in water reservoirs using a composite sorbent", iron oxide was replaced by aluminum hydroxide due to possible toxic effects.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Lepšie výsledky v znižovaní koncentrácií P vo vode boli dosiahnuté s predkladaným úžitkovým vzorom. Jeho podstata spočíva vo výrobe kompozitného sorbentu na zníženie vysokých koncentrácií fosforu v povrchových vodách, ktoré sú vo väčšine prípadov primárnou podmienkou eutrofízácie.Better results in decreasing P concentrations in water were obtained with the present utility model. Its essence lies in the production of a composite sorbent to reduce high phosphorus concentrations in surface waters, which in most cases are the primary condition for eutrophication.

Zloženie:Ingredients:

- Hlavnou účinnou sorpčnou zložkou kompozitného sorbentu je hydrargilit γ-Α1(ΟΗ)3, ktorý sa viaže s fosforom do nerozpustného A1PO4. Sorpčné schopnosti sorbentu zlepšuje dolomit aktivovaný pri 600 °C, označený ako polovypálený dolomit.- The main active sorption component of the composite sorbent is hydrargilite γ-Α1 (ΟΗ) 3, which binds with phosphorus to insoluble A1PO 4 . The sorption capacity of the sorbent is enhanced by dolomite activated at 600 ° C, referred to as semi-burnt dolomite.

- Tmeliacimi zložkami kompozitného sorbentu sú bentonit (s obsahom montmorillonitu > 50 hmotn. % ) a surový upravený jemný-perlit ( s obsahom SiO2 - 70 - 75 hmotn. %), ktorý je odpadom pri priemyselnej výrobe.The cementitious constituents of the composite sorbent are bentonite (with a montmorillonite content> 50% by weight) and crude treated fine-perlite (with a SiO 2 content of 70-75% by weight), which is an industrial waste.

Zložky kompozitného sorbentu podľa ich pôvodu rozdeľujeme do 2 skupín:The components of the composite sorbent according to their origin are divided into 2 groups:

- vedľajší produkt technologického postupu:- by-product of the process:

SK 5662 Υ1SK 5662 Υ1

- γ hydrargirit Α1(ΟΗ)3, ktorý predstavuje až 94 hmotn. % sušiny. Reakciou s P vzniká nerozpustný fosforečnan:- γ hydrargirit Α1 (ΟΗ) 3 , which represents up to 94 wt. % dry matter. Insoluble phosphate is formed by reaction with P:

A1(OH)3 + PO?' = AIPO4 + 3 OH'A1 (OH) 3 + PO? ' = AIPO4 + 3 OH '

- surový upravený jemný perlit, ktorý je v podstate sušené sopečné sklo (70 - 75 hmotn. % ). Z neho 75 hmotn. % je amorfný SiO2 a zvyšných 25 hmotn. % predstavuje krypto-kryštalická forma,- crude treated fine perlite which is essentially dried volcanic glass (70-75% by weight). Of this, 75 wt. % is amorphous SiO 2 and the remaining 25 wt. % represents the cryptocrystalline form,

- ďalšou zložkou je aluminosilikát, štruktúrne podobný illitu, preto označený ako pseudoilit -18 - 20 hmotn.the other component is an aluminosilicate, structurally similar to illite, hence designated as pseudoilitic -18-20 wt.

%,%.

- karbonátovo-oxidickou zložkou sú Ca a Mg - asi 8 hmotn. % a Fe - asi 5 hmotn. %.the carbonate-oxide component is Ca and Mg - about 8 wt. % and Fe - about 5 wt. %.

Jemný perlit má veľký aktívny povrch, ktorý viaže nielen ióny uvoľnené pri tvorbe PO4 3', ale viaže aj celé molekuly A1PO4.Fine perlite has a large active surface that binds not only the ions released during PO 4 3 'formation, but also binds the entire A1PO 4 molecules.

- produkt slovenskej silikátovej surovinovej základe:- Slovak silicate raw material product:

- bentonit s obsahom montmorillonitu nad 50 hmotných %, ktorý viaže katióny uvoľnené z fosforečnanov (hlavne Na+ a K+). Ca2+ uvoľnený z montmorilonitu sa tiež viaže s PO4 3’.- bentonite with a montmorillonite content exceeding 50% by weight, which binds cations released from phosphates (mainly Na + and K + ). Ca 2+ released from montmorillonite also binds to PO 4 3 '.

- polovypálený dolomit obsahuje sorpčné zložky aktivované pri 600 °C - CaO a CaCO3 a MgO. Reakcia s P prebieha na povrchu častíc: 3 Ca2' + 2 PO? = Ca3(PO4)2 Jeho stálosť je určovaná pH podmienkami.- semi-fired dolomite contains sorption components activated at 600 ° C - CaO and CaCO 3 and MgO. The reaction with P takes place on the surface of the particles: 3 Ca 2 '+ 2 PO? = Ca 3 (PO 4 ) 2 Its stability is determined by pH conditions.

Kompozitný sorbent sa skladá zo zložiek silikátovej surovinovej základne a z odpadu pri technologickom postupe. Preto surovinové náklady na výrobu kompozitného sorbentu nie sú vysoké. A1(OH)3 a polovypálený dolomit sa musia najskôr dosušiť do suchého stavu a následne domlieť na potrebnú veľkostnú frakciu:The composite sorbent consists of components of a silicate raw material base and waste during the technological process. Therefore, the raw material costs for producing the composite sorbent are not high. A1 (OH) 3 and semi-fired dolomite must first be dried to dryness and then ground to the necessary size fraction:

- A1(OH)3 < 0,2 - 0,5 mm, - PVD < 0,5 mm Bentonit a jemný perlit nepotrebujú žiadnu úpravu. Nakoniec sa všetky 4 zložky kompozitného sorbebentu zhomogenizujú v hmotnostnom pomere:- A1 (OH) 3 <0.2 - 0.5 mm, - PVD <0.5 mm Bentonite and fine perlite need no treatment. Finally, all 4 components of the composite sorbebent are homogenized in a weight ratio:

SI: 46 % A1(OH)3> 20 % PVD, 18 % bentonitu a 16% jemný perlit. (1)SI: 46% Al (OH) 3> 20% PVD, 18% bentonite and 16% fine perlite. (1)

Zloženie kompozitného sorbentu bolo spresnené po viacerých pokusoch, ako je uvedené v nasledovnej časti. Zastúpenie jednotlivý zložiek je dané ich sorpčnými schopnosťami.The composition of the composite sorbent was refined after several experiments as described in the following section. The proportion of individual components is given by their sorption ability.

Príklady uskutočneniaEXAMPLES

I) Najskôr bol kompozitný sorbent, zložený z 5 zložiek, otestovaný pri laboratórnych podmienkach. Tento kompozitný sorbent obsahoval aj CaO a o toto množstvo bol nižší obsah A1(OH)3 (hmotn. %):I) First, the composite sorbent, composed of 5 components, was tested under laboratory conditions. This composite sorbent also contained CaO and this amount was lower in Al (OH) 3 (wt%):

S2: 45 % A1(OH)3,5 % CaO, 20 % polovypálený dolomit, 16 % bentonitu a 14 % jemný perlit. (2jS2: 45% Al (OH) 3 , 5% CaO, 20% semi-baked dolomite, 16% bentonite and 14% fine perlite. (2J

Takto pripravený sorbent bol použitý v množstve 0,2, 0,4, 0,6 a 0,8 g na 1 liter roztoku na zníženie začiatočnej koncentrácie 800 pg Ρ.Γ1. Pri aplikácií kompozitného sorbentu v množstve 0,6 a 0,8 g na 1 liter roztoku po 132 hodinách už koncentrácie P klesli pod hodnotu 20 pg.ľ1, ktorá je limitným obsahom procesu eutrofizácie v povrchových vodách. Pretože v tomto prípade išlo o roztok ortofosforečnanu H2PO4' v destilovanej vode, v prírodných podmienkach však množstvo aplikovaného kompozitného sorbentu musí byť väčšie.The prepared sorbent was used at 0.2, 0.4, 0.6 and 0.8 g per 1 liter of the solution to increase the initial concentration of 800 pg Ρ.Γ first With application of the composite sorbent in amounts of 0.6 and 0.8 g per liter of solution after 132 hours, the P concentrations have already fallen below 20 pg.l -1 , which is the limiting content of the eutrophication process in surface waters. Since this was a solution of orthophosphate H 2 PO 4 'in distilled water, under natural conditions, however, the amount of composite sorbent applied must be greater.

II) Skúška akútnej toxicity s kompozitným sorbentom S (2) na vodných organizmoch a skúšky inhibície rastu rias a vyšších kultúrnych rastlín boli vykonané v akreditovaných geologických laboratóriách SGU DS v Spišskej Novej Vsi na troch organizmoch:II) Acute toxicity test with composite sorbent S (2) on aquatic organisms and tests of growth inhibition of algae and higher crops were performed in the accredited geological laboratories of SGU DS in Spišská Nová Ves on three organisms:

- skúška inhibície rastu zelenej riasy Scenedesmus quadricauda,- test for inhibition of Scenedesmus quadricauda green algae,

- skúška akútnej toxicity na rybách Poecilia reticulata,- acute toxicity test on fish Poecilia reticulata,

- skúška akútnej toxicity na perloočkách Daphnia magna,- acute toxicity test on Daphnia magna,

Test Ekotoxicity bol vykonaný za nasledovných podmienok: T = 25 ± 2 °C, množstvo skúšobného roztoku - 50 ml, osvetlenie - minimálna intenzita 5000 lux, začiatočná koncentrácia riasovej kultúry - 25 000 buniek v 1 ml. Počas skúšky sa hodnotil rast riasovej kultúry Scenedesmus quadricauda. Sledovali sa 2 vzorky, ktoré boli inkubované po dobu 6 dní, pričom jedna bola premiešavaná a druhá nie. Inhibičný účinok sorbentu na rast riasy v živnom roztoku pripravenom podľa STN 83 8303 bol sledovaný v 1., 3. a 6. deň. V ďalších dvoch modifikáciách zloženie kompozitného sorbentu bolo nasledovne upravené (hmotn. %):The Ecotoxicity test was performed under the following conditions: T = 25 ± 2 ° C, amount of test solution - 50 ml, illumination - minimum intensity 5000 lux, initial algal culture concentration - 25 000 cells per ml. Growth of the algal culture of Scenedesmus quadricauda was evaluated during the test. Two samples were followed and incubated for 6 days, one stirred and the other not. Inhibitory effect of sorbent on algae growth in nutrient solution prepared according to STN 83 8303 was observed on day 1, 3 and 6. In the other two modifications, the composition of the composite sorbent was modified as follows (wt%):

S4: 55 % A1(OH)3, 15 % polovypáleného dolomitu, 16 % bentonitu a 14 % jemného perlitu, (3)S4: 55% A1 (OH) 3 , 15% semi-baked dolomite, 16% bentonite and 14% fine perlite, (3)

S5: 50 %A1(OH)3, 10 % polovypáleného dolomitu, 10 % CaCl2, 16 % bentonitu a 14 % jemného perlitu. (4)S5: 50% Al (OH) 3 , 10% semi-calcined dolomite, 10% CaCl 2 , 16% bentonite and 14% fine perlite. (4)

Testovanie sorbentu prebiehalo nasledovným spôsobom. Počas prvého dňa ešte nebolo možné zaznamenať evidentné rozdiely medzi vzorkou kontrolnou a vzorkou so sorbentom, lebo riasa začala rásť od začiatkuThe sorbent testing was carried out as follows. During the first day, it was not yet possible to notice any apparent differences between the control sample and the sorbent sample as the algae began to grow from the beginning

SK 5662 Υ1 skúšky po naočkovaní riasovou suspenziou. Počas 3. dňa už boli zaznamenané rozdiely medzi premiešavanou a nepremiešavanou kontrolnou vzorkou v počte jedincov v 1 ml: 310 000 a 172 500 (tab. 1). Pôsobením sorbentu bol znížený obsah P v živnom roztoku, ktorý sa odzrkadlil v počte jedincov. V nepremiešavanej vzorke a premiešavanej vzorke to boli počty: 67 500 a 80 000 jedincov v 1 ml, zatiaľ čo v kontrolkách boli počty 3 - 4 krát vyššie. Podľa STN 83 8303 je výsledok skúšky inhibície rastu zelenej riasy Scenedesmus quadricauda pozitívny, ak inhibícia rastu riasovej kultúry je > 30 % v porovnaní s kontrolou.Test after inoculation with algae suspension. By day 3, differences between the mixed and unmixed control in the number of subjects per ml were already noted: 310,000 and 172,500 (Table 1). The sorbent treatment reduced the content of P in the nutrient solution, which was reflected in the number of individuals. In the unmixed sample and the mixed sample, the numbers were 67,500 and 80,000 subjects per ml, while in the controls the numbers were 3-4 times higher. According to STN 83 8303, the result of the Scenedesmus quadricauda green algae growth inhibition test is positive if the algal culture growth inhibition is> 30% compared to the control.

Tabuľka 1. Výsledok skúšky inhibície rastu riasy Scenedesmus quadricauda (Zdroj: príloha 2)Table 1. Scenedesmus quadricauda algae growth inhibition test result (Source: Annex 2)

Označenie mark Začiatok The beginning Prvý deň First day Tretí deň Third day Šiesty deň Sixth day Plocha pod Area below Inhibícia inhibition vzorky samples Počet buniek v 1 ml Number of cells per ml N, N, n2 n 2 n3 n 3 rastovou krivkou a growth curve (%) (%) Kl Kl 25 000 25 000 15 000 15 000 172 500 172 500 252 500 252 500 251 250 251 250 0 0 S WITH N N 25 000 25 000 22 500 22 500 67 500 67 500 217 500 217 500 136 250 136 250 45,8 45.8 S4 S4 25 000 25 000 5 000 5 000 77 500 77 500 195 000 195 000 117 500 117 500 53,2 53.2 S5 S5 25 000 25 000 5 000 5 000 85 000 85 000 136 250 136 250 106 250 106 250 57,7 57.7 K2 K2 25 000 25 000 42 500 42 500 310 000 310 000 325 000 325 000 452 50 452 50 0 0 S WITH P P 25 000 25 000 42 500 42 500 80 000 80 000 192 500 192 500 192 500 192 500 57,5 57.5 S4 S4 25 000 25 000 50 000 50 000 80 000 80 000 166 250 166 250 166 250 166 250 63,3 63.3 S5 S5 25 000 25 000 50 000 50 000 92 500 92 500 182 500 182 500 182 500 182 500 59,7 59.7

Legenda: - N - živný roztok nemiešaný, P - živný roztok premiešavaný,Legend: - N - mixed nutrient, P - mixed nutrient,

Výsledky prevzaté z akreditovaných Geologických laboratórií ŠGU DS v Spišskej Novej Vsi.Results taken from accredited Geological Laboratories of ŠGU DS in Spišská Nová Ves.

Po 6 dňoch testovania v kontrole s premiešavaním (K2) proces rozmnožovania riasy už nenastáva, lebo P bol už spotrebovaný. Potvrdzuje to aj nízka koncentrácia P < 3 pg.ľ1. V kontrole bez premiešavania (Kl) sa počet buniek riasy zvýšil, ale rozmnožovanie bolo spomalené. V prípade sorbentov bol zaznamenaný rast počtu buniek riasy od 3. dňa skúšky, avšak kvalita a sfarbenie buniek riasy Scenedesmus quadricauda boli zhoršené. Riasy sa zhlukovali a ich sfarbenie bolo svetlejšie (žlto zelené oproti zelenému).After 6 days of testing in the Stirring Control (K2), the seaweed breeding process no longer occurs because P was already consumed. This is also confirmed by a low concentration of P <3 pg.l -1 . In the non-shuffling control (K1), the number of algae cells increased but reproduction was slowed. Sorbents showed an increase in algal cell counts from day 3 of the assay, but the quality and staining of Scenedesmus quadricauda algae cells was impaired. The algae were agglomerated and their color was lighter (yellow to green).

Nameraná koncentrácia P v živnom roztoku na začiatku skúšky bola 303 pg.ľ1 a po ukončení skúšky v testovaných roztokoch a kontrole bola < 3 pg.ľ1. Pri porovnaní modifikácií kompozitného sorbentu pri premiešavaní najúčinnejšia bola modifikácia S4, lebo tu bol najvyšší obsah A1(OH)3. Inhibícia po 6 dňoch bola 63,3 % a vyššia o 10 % ako pri modifikácia S. Pri nepremiešavaní to bola modifikácia S5, lebo je tu prítomný Cľ, ktorý ma toxické účinky na riasu. Podľa dosiahnutých výsledkov bolo upravené výsledné zloženie 4 zložkového kompozitného sorbentu (1).The measured concentration of P in the nutrient solution at the start of the assay was 303 pg.l- 1 and after completion of the test in the test solutions and control was <3 pg.l- 1 . When comparing the modifications of the composite sorbent in mixing, the S4 modification was most effective because there was the highest content of Al (OH) 3 . Inhibition after 6 days was 63.3% and 10% higher than that of S modification. With no mixing, it was the S5 modification because Cl 2 is present, which has toxic effects on algae. The resulting composition of the 4-component composite sorbent (1) was adjusted according to the results obtained.

Výsledok skúšky akútnej toxicity na rybách Poecilia reticulata bol negatívny, lebo v priebehu skúšky nedošlo k úmrtiu ani jednej z celkového počtu 30 nasadených rýb. Podobne výsledok akútnej toxicity na perloočkách Daphnia magna bol negatívny, lebo v overovacej skúške nastal 4 %-ný úhyn perloočiek z celkového počtu 180 nasadených jedincov. Ak je mortalita menšia ako 10 %, výsledok skúšky sa považuje za negatívny a ďalšie skúšanie sa nevykonáva.The acute toxicity test on fish Poecilia reticulata was negative because none of the 30 fish deployed died during the test. Similarly, the result of acute toxicity on Daphnia magna was negative, as 4% of the 180 birds were killed in the validation test. If the mortality is less than 10%, the test result is considered negative and no further testing is performed.

S kompozitným sorbentom S (2) bol vykonaný ďalší pokus - výluh 100 g v 1 litri destilovanej vody. Stanovené koncentrácií do vody uvoľnených makro- a mikroživín ako aj toxicky pôsobiacich prvkov sú nízke, až na sírany, ktorých koncentrácia je pomerne vysoká (1937 mg.ľ1), avšak pri aplikácii 1 g.ľ1 nepredstavuje žiadne riziko.A further experiment was performed with the composite sorbent S (2) - leaching 100 g in 1 liter of distilled water. Determined concentrations of water-released macro- and micronutrients as well as toxic elements are low, except for sulphates, whose concentration is relatively high (1937 mg.l- 1 ), but does not present any risk when applied at 1 g.l- 1 .

III) Účinnosť 4-zložkového kompozitného sorbentu (1) bola sledovaná v terénnych podmienkach v 800 litrovej plastovej nádrži. Do vody so zvýšeným obsahom Pteakt(165 pg.ľ1) v nádrži s rozmermi 1,2 x 2 m a hĺbkou 0,32 m bol aplikovaný kompozitný sorbent (1) v množstve lg.ľ1 a sledoval sa proces potenciálnej eutrofizácie. Súčasne sa sledoval aj prirodzený priebeh eutrofizácie v 12 litrovom vedre zafixovanom v nádrži, do ktorého nebol pridaný sorbent. Vo vedre sa zelené riasy objavili v priebehu 10 dní, v nádrži sa pri danej koncentrácii kompozitného sorbentu objavili len náznaky tvorenia zelených rias. Tento výsledok poukazuje na nutnosť zvýšenia aplikovaného množstva kompozitného sorbentu než je 1,0 g.ľ1. Koncentrácie jednotlivých foriem P boli stanovené na začiatku a konci pokusu.III) The efficacy of the 4-component composite sorbent (1) was monitored under field conditions in an 800 liter plastic tank. Composite sorbent (1) in an amount of 1 µg was applied to water with an increased content of Peaks (165 pg.l -1 ) in a 1.2 x 2 m and 0.32 m deep tank and the potential eutrophication process was monitored. At the same time, the natural course of eutrophication was monitored in a 12 liter bucket fixed in a tank to which no sorbent was added. Green algae appeared in the bucket within 10 days, only a hint of green algae appeared in the tank at a given concentration of composite sorbent. This result indicates the need to increase the amount of composite sorbent applied than 1.0 g.l -1 . The concentrations of the individual forms of P were determined at the beginning and end of the experiment.

Celkový obsah PCc|k v použitej vode bol 233 pg.ľ1. Reaktívna forma P predstavujúca 70 % (tab. 1) vysoko prevyšovala limitnú hranicu procesu eutrofizácie. Pomer NCdk7PCelk = 30,4 jasne potvrdil, že limitujúcim prvkom rozmnožovania rias je P. Použitím kompozitného sorbentu sa jeho obsah vo vode znížil na koncentráciu, ktorá už limitovala proces eutrofizácie (tab. 2).Total content P Cc | k in the water used was 233 pg.l -1 . The reactive form P representing 70% (Table 1) far exceeded the limit of the eutrophication process. The N Cdk ratio of 7P Total = 30.4 clearly confirmed that the limiting element of algal reproduction is P. Using a composite sorbent, its content in water was reduced to a concentration that already limited the eutrophication process (Table 2).

SK 5662 ΥΙSK 5662

Tabuľka 2 Koncentrácie PReakt a Prozp v zdroji (studňa; 10.8.09), vo vedre a v nádrži (23. 9. 2009)Table 2 Concentrations of P Rea k t and Prozp in the source (well; 10.8.09), in the bucket and in the reservoir (23 September 2009)

Voda Water ^Reakt ^ Reakt Prozp Prozp (úg/l) (Mg / L) Zdroj source 164,66 ±0,12 164.66 ± 0.12 152,85 ±0,35 152.85 ± 0.35 Vedro heat 50,50 ±0,64 50.50 ± 0.64 26,05 ± 0,30 26.05 ± 0.30 Nádrž reservoir 12,41 ±0,26 12.41 ± 0.26 12,39 ±0,36 12.39 ± 0.36

PReakt “ reaktívny, PRo7p - rozpustnýReactive, P Ro7p - soluble

Koncentrácia PRozp (STN EN 1189), PCclk a NCe,k boli stanovené na spektrofotometri DR 2800. Presnosť merania bola zabezpečená podľa Návodu na použitie prístroja.Concentrations of Polv (STN EN 1189), P Cclk and N Ce , k were determined on a DR 2800 spectrophotometer. The accuracy of the measurement was ensured according to the Instrument Instruction Manual.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Využitie kompozitného sorbentu určeného na zníženie vysokých koncentrácií P v povrchových vodách, ktoré sú väčšinou primárnou príčinou eutrofizácie vo vodných nádržiach, nájde uplatnenie nielen na Slovensku, ale aj v celosvetovom meradle.The use of a composite sorbent designed to reduce high concentrations of P in surface waters, which are mostly the primary cause of eutrophication in water reservoirs, will find application not only in Slovakia, but also worldwide.

Kompozitný sorbent je určený na elimináciu procesu eutrofizácie v povrchových vodách znížením vysokých obsahov fosforu. Fosfor je kľúčovou podmienkou eutrofizácie ak vzájomný hmotnostný pomer celkového N a P je väčší ako 7. Tvorba zelených rias ako produktu eutrofizácie začína na začiatku vegetačného obdobia. Včasnou aplikáciou kompozitného sorbentu sa zníži obsah P v povrchových vodách a tvorba biomasy fytoplanktónu je znížená, alebo úplne eliminovaná.The composite sorbent is designed to eliminate the eutrophication process in surface waters by reducing high phosphorus contents. Phosphorus is a key condition for eutrophication if the ratio of total N to P by weight is greater than 7. The formation of green algae as a product of eutrophication begins at the beginning of the growing season. By early application of the composite sorbent, the P content in surface waters is reduced and the formation of phytoplankton biomass is reduced or completely eliminated.

Kompozitný sorbent je vyrobený ako jemnozmný materiál, aby aktívny sorpčný povrch bol čo najväčší. Do vodnej nádrže sa rovnomerne roztrúsi na povrch hladiny vody. Jeho účinok vo vodných objektoch sa uplatňuje v 2 fázach.The composite sorbent is made as a fine grain material so that the active sorbent surface is as large as possible. The water tank is evenly distributed over the water surface. Its effect in water objects is applied in 2 phases.

1. fáza: Pri kontakte s povrchovou vodou sa okamžite znižuje koncentrácia P.Phase 1: Contact with surface water immediately decreases concentration of P.

Znižovanie obsahu P v povrchovej vode nasleduje v dôsledku pôsobenia sorpčných schopností kompozitného sorbentu až po vyčerpanie P obsahu alebo dosiahnutie rovnovážneho stavu.The reduction of the P content in the surface water, as a result of the action of the sorption properties of the composite sorbent, results in the exhaustion of the P content or in the equilibrium state.

2. fáza: po usadení kompozitného sorbentu dochádza k utesnenie P v dnovom sedimente - zabránenie razantnej eutrofizácie.Phase 2: after the composite sorbent has settled, P is sealed in the bottom sediment - preventing vigorous eutrophication.

Kompozitný sorbent je nutné aplikovať na začiatku vegetačného obdobia, keď P dosahuje najväčšie koncentrácie v povrchovej vode, avšak ešte nedošlo k rozmnožovaniu fytoplanktónu. Do 10 dní sorbent zníži obsah P v povrchovej vode na hodnotu, ktorá nie je postačujúca na zabezpečenie priebehu procesu eutrofizácie.The composite sorbent should be applied at the beginning of the vegetation period when P reaches the highest concentration in surface water, but phytoplankton has not yet multiplied. Within 10 days, the sorbent will reduce the P content in the surface water to a value that is not sufficient to ensure the course of the eutrophication process.

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS

Claims (2)

1. Kompozitný sorbent na zníženie vysokých koncentrácií fosforu v povrchových vodách, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z hydroxidu hlinitého v množstve od 35 do 55 % hmotn., polo vypáleného dolomitu v množstve o 10 do 35 % hmotn. a zvyšok do 100 % hmotn. tvoria bentonit a jemný perlit.Composite sorbent for reducing high phosphorus concentrations in surface waters, characterized in that it consists of aluminum hydroxide in an amount of from 35 to 55% by weight, semi-fired dolomite in an amount of 10 to 35% by weight. and the remainder to 100 wt. bentonite and fine perlite. 2. Kompozotný sorbent podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z 46 % hmotnostných hydroxidu hlinitého, 20 % hmotnostných polovypáleného dolomitu, 18 % hmotnostných bentonitu a 16 % jemnmého perlitu.Composite sorbent according to claim 1, characterized in that it consists of 46% by weight aluminum hydroxide, 20% by weight semi-fired dolomite, 18% by weight bentonite and 16% fine pearlite. 1 výkres1 drawing
SK55-2010U 2010-05-06 2010-05-06 Composite sorbent SK5662Y1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK55-2010U SK5662Y1 (en) 2010-05-06 2010-05-06 Composite sorbent

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK55-2010U SK5662Y1 (en) 2010-05-06 2010-05-06 Composite sorbent

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK552010U1 SK552010U1 (en) 2010-10-07
SK5662Y1 true SK5662Y1 (en) 2011-03-04

Family

ID=44227622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK55-2010U SK5662Y1 (en) 2010-05-06 2010-05-06 Composite sorbent

Country Status (1)

Country Link
SK (1) SK5662Y1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107162074A (en) * 2017-06-05 2017-09-15 丁凯凯 Domestic sewage treating compound

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ308211B6 (en) * 2011-11-08 2020-03-04 Vysoká Škola Báňská Technická - Univerzita Ostrava Method of removing phosphates from household waste water

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107162074A (en) * 2017-06-05 2017-09-15 丁凯凯 Domestic sewage treating compound

Also Published As

Publication number Publication date
SK552010U1 (en) 2010-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kögel-Knabner et al. Biogeochemistry of paddy soils
Alum et al. Cement-based biocide coatings for controlling algal growth in water distribution canals
Kozak et al. Phytoplankton composition and physicochemical properties in Lake Swarzędzkie (midwestern Poland) during restoration: Preliminary results
Heath et al. Effect of inhibitors on calcium carbonate deposition mediated by freshwater algae
Cabestrero et al. Seasonal variability of mineral formation in microbial mats subjected to drying and wetting cycles in alkaline and hypersaline sedimentary environments
Lu et al. Effects of modified clay flocculation on major nutrients and diatom aggregation during Skeletonema costatum blooms in the laboratory
Naeem et al. Task of mineral nutrients in eutrophication
SK5662Y1 (en) Composite sorbent
Almeida et al. Colorimetric test for the monitoring of microcystins in cyanobacterial culture and environmental samples from southeast-Brazil
KR20140112493A (en) A process for the preparation of natural salt formulations for seawater substitution, mineral fortification
Bickel Ecology of the submersed aquatic weed Cabomba caroliniana in Australia.
Srinivas et al. Diversity of Phytoplankton and Assessment of water in two lakes of Telangana state, India
CN101993149A (en) Water quality conditioner for inhibiting harmful algae and use method thereof
CN107619076B (en) Formula of special water purifying agent for aquaculture
Rai Salt tolerance by cyanobacteria and reclamation of usar soil
Chhetry et al. Physico-chemical Parameters of Koshi river at Kushaha area of Koshi Tappu wildlife reserve
CN108017132A (en) A kind of improver of water quality for cultivating pool
Gupta et al. Role of blue green algae in environment management
KR101977222B1 (en) Agar-algae removing agent containing egg shell powder and method for manufacturing the same
Okbah et al. Study of nutrient salts, chlorophyll-a and physicochemical condition in El-Mex Bay Water, Alexandria, Egypt
KR101890804B1 (en) The mixture for maximization the effect of removing red tide
RU2189139C2 (en) Method for raising fish, water plants and other hydrobionts in closed reservoirs with ground
Wahyuningtyas et al. The Effectivity of Plantation Depth on Seaweed Sargassum sp. Growth Using Longline Method
Kumar et al. Zirconium-induced precipitation of phosphate as a means of controlling eutrophication
Salah El Din CHANGES IN PHYSICO-CHEMICAL CHARACTERS AND ITS IMPACT ON PHYTOPLANKTON STRUCTURE OF LAKE MANZALA.