SU1673523A1

SU1673523A1 - Method of cleaning aqueous solutions from pyrene and benz(a)pyrene

Info

Publication number: SU1673523A1
Application number: SU884385843A
Authority: SU
Inventors: Лариса Ивановна Белых; Геннадий Борисович Боровский; Клавдия Ивановна Лаптева; Девард Иосифович Стом
Original assignee: Научно-исследовательский институт биологии при Иркутском государственном университете
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1988-02-29
Publication date: 1991-08-30

Abstract

Изобретение относитс к сорбционным способам очистки водных растворов от пирена и бенз/а/пирена из водных растворов. Цель изобретени - повышение степени извлечени пиренов из водных растворов и упрощение процесса. Дл осуществлени способа обработку ведут синтетическими полиамидными адсорбентами на основе поли Е-капроамида в виде волокна, микроволокна, порошка при массовом соотношении пирена, бенз/а/пирена и адсорбента 1:/0,5 - 1,0/^.10⁴ и 1:/5 - 10/^.10⁴ соответственно. Способ позвол ет повысить степень удалени пиренов за счет более высокой удельной сорбции, котора при однократном использовании больше в 30 раз, а при трехкратном - до 100 раз по сравнению с известным способом, что обеспечивает расход сорбента до 2 - 4 г/л. Способ обеспечивает высокую степень регенерации адсорбентов и осуществление способа возможно при 20 ± 2°С. 2 з.п. ф-лы, 6 табл.This invention relates to sorption methods for purifying aqueous solutions of pyrene and benzo / a / pyrene from aqueous solutions. The purpose of the invention is to increase the degree of extraction of pyrene from aqueous solutions and simplify the process. For carrying out the process, the treatment is carried out with synthetic polyamide adsorbents based on poly E-caproamide in the form of fiber, microfiber, powder with a mass ratio of pyrene, benzo / a / pyrene and adsorbent 1: / 0.5 - 1.0 / ^. 10 ⁴ and 1: / 5 - 10 / ^. 10 ⁴ respectively. The method allows to increase the degree of pyrenes removal due to higher specific sorption, which is 30 times more when used once, and up to 100 times more than once in a known manner, which ensures sorbent consumption up to 2-4 g / l. The method provides a high degree of regeneration of adsorbents and the implementation of the method is possible at 20 ± 2 ° C. 2 hp f-ly, 6 tab.

Description

Изобретение относитс к сорбционным способам удалени полициклических ароматических углеводородов, многие из которых обладают канцерогенной активностью, из водных растворов и может найти применение при очистке и доочистке сточных вод предпри тий термической переработки топлива , химической, нефте-, коксо-, сланцехи- мической промышленности, при очистке питьевых и бытовых вод, а также может быть использовано дл концентрировани из воды с целью количественного анализа пирена (П) и бенз(а)пирена (Б(а)П).The invention relates to sorption methods for the removal of polycyclic aromatic hydrocarbons, many of which have carcinogenic activity, from aqueous solutions and may find application in the purification and purification of wastewater from enterprises of thermal processing of fuel, chemical, petroleum, coking, shale chemical industry, purification of drinking and household water, and can also be used to concentrate from water for the purpose of quantitative analysis of pyrene (P) and benzo (a) pyrene (B (a) P).

Цель изобретени - повышение степени извлечени пиренов из водных растворов и упрощение процесса.The purpose of the invention is to increase the degree of extraction of pyrene from aqueous solutions and simplify the process.

Дл осуществлени способа извлечение пирена и бенз(а)пирена ведут полиамидными адсорбентами на основе поли Е-капроамида в виде волокна, микроволокна, порошка при массовом соотношении пиренов и адсорбента 1:(0.5-1,0) Ю4 и 1.(5-10) 104 соответственно.In order to carry out the process, the extraction of pyrene and benzo (a) pyrene is carried out using polyamide adsorbents based on poly E-caproamide in the form of fiber, microfiber, powder with a mass ratio of pyrene and adsorbent 1: (0.5-1.0) Y4 and 1. (5-10 ) 104 respectively.

Контакт водного раствора с адсорбентом может быть в услови х как статической, так и динамической сорбции при температуре , например, 20 ±2°С. В качестве адсорбентов используют полиамидное волокно в виде тонких нитей ( 50-60 мкм) или нарезанных игл (3-7 мм) из отходов капронового волокна-путанки. Из данного материала в лабораторных услови х может быть получен полиамидный адсорбент в виде микроволокна путем кислотного способа обработки (Ј 50-60 мкм, длина игл 1-7 мм). Дл сравнени были испытаны также полиамидные зерна из лески ( .8 мм, длина 1-2 мм), полиамидный порошок промышOsThe contact of the aqueous solution with the adsorbent can be under the conditions of both static and dynamic sorption at a temperature of, for example, 20 ± 2 ° C. As adsorbents, polyamide fiber in the form of thin filaments (50-60 microns) or cut needles (3-7 mm) from waste nylon fiber is used. Under laboratory conditions, a polyamide adsorbent in the form of microfibers can be obtained from this material by acid treatment (Ј 50-60 µm, needle length 1-7 mm). For comparison, polyamide grains from fishing line (.8 mm, length 1-2 mm), polyamide powder indus

VI со сл ю соVI with the sl

ленного способа производства (ФРГ, Woelm) (зернение 100-300 мкм).Lennoy production method (Germany, Woelm) (granulation 100-300 microns).

При всех материалах, кроме полиамидных зерен, достигаетс высока степень извлечени Б(а)П (табл. 1). По сравнению с известным способом процесс провод т при 20±2°С. Он отличаетс высокой удельной сорбцией Б(а)П - 12-18 мкг/г. Причем эти величины не вл ютс предельными. Трехкратное использование одной и той же навески адсорбента показывает высокую насыщаемость полимерногсГматериала - до 30-42 мкг/г (табл. 2). Соотношение адсорбента и раствора в табл. 1 и 2 составл ет 0,1 г в 200 мл, эффективность извлечени П при тех же услови х (врем контакта 60 мин) показана в табл. 3.With all materials except for polyamide grains, a high degree of extraction of B (a) P is achieved (Table 1). In comparison with the known method, the process is carried out at 20 ± 2 ° C. It is characterized by a high specific sorption of B (a) P - 12-18 µg / g. Moreover, these values are not the limit. Three times the use of the same sample of the adsorbent shows a high saturability of the polymer material - up to 30-42 µg / g (Table 2). The ratio of the adsorbent and the solution in the table. 1 and 2 is 0.1 g in 200 ml; the extraction efficiency of P under the same conditions (contact time 60 min) is shown in Table. 3

На примере полиамидного волокна установлено , что при исходных концентраци х Б(а)П 0,8-0,9 г/л имеет место рост степени извлечени его как с увеличением температуры в диапазоне 12-42°С, так и с возрастанием навески адсорбента (табл. 4), т.е., выбира оптимальные параметры температуры или навески материала, можно достигнуть почти полного извлечени Б(а)П.Using the example of polyamide fiber, it has been established that at initial concentrations B (a) P 0.8-0.9 g / l, there is an increase in the degree of its extraction both with an increase in temperature in the range of 12-42 ° C and with an increase in adsorbent (Table 4), i.e., choosing the optimal parameters of the temperature or weight of the material, it is possible to achieve almost complete removal of B (a) P.

Денные извлечени Б(а)П в динамических услови х при скорости пропускани 5,0 мл/мин, соотношение сорбента и раствора 1,0 г/500 мл представлены в табл. 5.The given extracts of B (a) P under dynamic conditions at a flow rate of 5.0 ml / min, the ratio of sorbent and solution of 1.0 g / 500 ml are presented in Table. five.

Установлено, что степень извлечени Б(а)П и П не зависит от их исходных концентраций в растворе, а зависит от навески сорбента. Так, например, при содержании микроволокна 0,25 г/л степень извлечени П была близкой (82-90%) дл широкого набора его исходных концентраций (2,9- 10,0) г/л (табл. 6). При навеске сорбента 0,5 г/л извлекаетс 100% П как дл разных исходных концентраций, так и дл разных адсорбентов (микроволокно, порошок ). Аналогично степень извлечени Б(а)П была близкой (около 100%) при навеске адсорбентов 0,5 г/л при разных исходных концентраци х канцерогена и дл всех предложенных видов сорбента. При близкой эффективности всех предложенных материалов они существенно отличаютс в удельной поверхности (табл. 6).It was established that the degree of extraction of B (a) P and P does not depend on their initial concentrations in the solution, but depends on the sorbent charge. So, for example, with a microfiber content of 0.25 g / l, the recovery rate of P was close (82-90%) for a wide range of its initial concentrations (2.9-10.0) g / l (Table 6). When the sorbent weighed 0.5 g / l, 100% P was extracted both for different initial concentrations and for different adsorbents (microfiber, powder). Similarly, the recovery rate of B (a) P was close (about 100%) with the adsorbent weighed 0.5 g / l at different initial concentrations of carcinogen and for all types of sorbent proposed. With a similar efficiency of all the proposed materials, they differ significantly in the specific surface area (Table 6).

Предлагаемые материалы способны удал ть Б(а)П с высокой степенью, котора достигаетс при оптимальном содержании сорбента от 0,5 до 1,0 г/л. Уменьшение соответствует меньшей степени удалени , увеличение представл етс нецелесообразным , так как цель достигаетс . С учетом 100%-ной сорбции максимально растворимых концентраций Б(а)П удельна сорбци этого оптимума составл ет 20-10 мкг/г илиThe proposed materials are capable of removing B (a) P with a high degree, which is achieved with an optimal sorbent content of 0.5 to 1.0 g / l. The decrease corresponds to a lesser degree of removal, the increase seems impractical, since the goal is achieved. Taking into account the 100% sorption of the most soluble concentrations of B (a) P, the specific sorption of this optimum is 20-10 µg / g or

в пересчете на массовое соотношение Б(а)П: адсорбент 1:5 104-1:10 104. Дл П оптимальным выбран этот же интервал 0,5-1,0 г/л, в кото ром удельна сорбци составл етin terms of the mass ratio B (a) P: adsorbent 1: 5 104-1: 10 104. For the optimal P, the same interval of 0.5-1.0 g / l was chosen, in which the specific sorption is

200-100 мкг/г, а массовое соотношение П:200-100 µg / g, and the mass ratio of P:

адсорбент 1:0,5 10-1:1 10 . Полученныеadsorbent 1: 0.5 10-1: 1 10. Received

массовые соотношени дл Б(а)П на пор . док и более превышают данный параметрmass ratios for B (a) P for pores. dock and more exceed this parameter

известного способа 1:2,2 106(табл. 6).known method 1: 2.2 106 (tab. 6).

Следовательно, дл объектов П и Б(а)П, обладающих канцерогенными свойствами и нуждающихс в удалении из питьевых и других загр зненных вод до глубокой степени очистки, предложен сорбционный способ,Therefore, for objects P and B (a) P, which are carcinogenic and need to be removed from drinking and other polluted waters to a deep degree of purification, a sorption method is proposed,

позвол ющий удал ть пирены с высокой степенью, при низких температурах и более низком расходовании полимерного материала по сравнению с известными способами. Из испытанных адсорбентов наиболееallowing for the removal of pyrenes with a high degree, at low temperatures and a lower consumption of polymeric material in comparison with known methods. Of the tested adsorbents most

удобным по своим гидродинамическим характеристикам , эффективности десорбции и регенерации вл етс полиамидный адсорбент в виде волокна.convenient in its hydrodynamic characteristics, desorption and regeneration efficiency is a polyamide adsorbent in the form of a fiber.

Таким образом, предлагаемый способ сThus, the proposed method with

использованием полиамидных адсорбентов на основе поли Е-капроамида в виде волокна , микроволокна, порошка позвол ет добитьс высокой эффективности удалени пирена, канцерогенного бенэ(а)пирена изthe use of polyamide adsorbents based on poly E-caproamide in the form of fiber, microfiber, powder makes it possible to achieve high efficiency of removing pyrene, carcinogenic ben (a) pyrene from

водных растворов (до 95-100%), значительно повысить удельную сорбцию по сравнению с известным способом, например, при однократном использовании в 30 раз, при трехкратном - до 100 раз (что позвол етaqueous solutions (up to 95-100%), significantly increase the specific sorption in comparison with the known method, for example, with a single use of 30 times, with a three-time use - up to 100 times (which allows

вести сорбцию при невысоких навесках 2-4 г/л), проводить процесс при низких температурах (12-22°С), реализовать возможность высокой степени регенерации адсорбентов, необходимой дл повторногоcarry out sorption at low weights of 2–4 g / l), carry out the process at low temperatures (12–22 ° C), realize the possibility of a high degree of regeneration of adsorbents necessary for repeated

использовани или дл количественного анализа.use or for quantitative analysis.

Claims

1. A method for purifying aqueous solutions of pyrene and benzo (a) pyrene, including treatment with synthetic polymeric adsorbents, characterized in that, in order to increase the degree of extraction of the pyrenes and simplify the process,

synthetic polymeric adsorbents use polyamide adsorbents based on poly E-caproamide.

2. The method according to claim 1, wherein the polyamide adsorbent is used

in the form of fiber, microfiber or powder.

3. A method according to claim 1, characterized in that the mass ratio of pyrene, benzo (a) pyrene and adsorbent is 1: (0.5-1.0) 104 and 1: (5-10) 104, respectively.

T A B L I C B 1

Polyamide polyamide powder (Germany, WoeLm) 0.5

Polyamide microfibre (lab. Method of production) 0.25

Table 2

Table 3

100

90

100

coated with hexane after single use, 2.0

In the form of microfibre (laboratory method of preparation), 2.0

microfibre L

0.25

0.50

powder, (Germany, 0.50, 0)

2.9

4.0 4.4 5.0 8.0 10.0

2.5 3.4 Y.O.

5.0 10.0

Benz (a) pyrene

Table 4

0.01440

-five

98.2

T a 6 l n

82-90 50 68 200

100 200

1: 2-10

1: 1.4-10

1: 0.5-10

1: 1-10 1: 0.5-10

e grain, at 25.0 type)

microfibre 0,25

powder

microfibre

powder

microfiber

fag

fiber,)

0.25 0.50

0.50 0.50

0.50

0.50 0.96

1.0 0.5

0.5 0.62

0.68 0.79

0.89 0.96

Continued t bb

0.4

14.6

17.4 18.2

1: 2.2 10

1: 6-10 1: 5.5-10