СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД


RU (11) 2136599 (13) C1

(51) 6 C02F1/28, B01J20/20 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 98113594/25 
(22) Дата подачи заявки: 1998.07.20 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.07.20 
(45) Опубликовано: 1999.09.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Судникова В.Г. и др. Применение природных ионообменников для очистки стоков. - Цветная металлургия, 1984, N 12, с.30 - 31. SU 1204577 А, 15.01.86. SU 1560483 А, 30.04.80. US 4113015 А, 12.09.78. US 4619911 А, 28.10.86. EP 0047134 А1, 10.03.82. DE 1212904 А, 17.03.66. JP 55-43187 А, 30.10.81. JP 57-6991 А, 08.02.82. DE 4009249 А1, 26.09.91. 
(71) Заявитель(и): Иркутский государственный технический университет 
(72) Автор(ы): Леонов С.Б.; Богданов А.В.; Миронов А.П.; Иванова М.А. 
(73) Патентообладатель(и): Иркутский государственный технический университет 
Адрес для переписки: 664074, Россия, Иркутск, ул.Лермонтова, 83, Ир ГТУ, Отдел интеллектуальной собственности 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 

Изобретение относится к сорбционной очистке сточных вод и может быть использовано на предприятиях целлюлозно-бумажного производства, нефтехимии, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности. Для осуществления способа в качестве сорбента используют золу, полученную при сжигании шлам-лигнина, являющегося отходом целлюлозно-бумажного производства, содержащую, вес. %: С 14,0 - 16,0; Fe2O3 4,0 - 6,0; CaO 2,5 - 3,5; SiO2 6,8 - 7,2; Al2O3 68,0 - 72,0. Способ обеспечивает повышение степени очистки сточных вод сложного химического состава, а также позволяет удешевить процесс сорбции. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к способам очистки сточных вод с помощью сорбентов и может быть использовано на предприятиях целлюлозно-бумажного производства, нефтехимии, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен способ очистки сточных вод, где в качестве сорбентов используют следующие соединения: алюмосиликаты, содержащие до 40% Al2O3 [Химический энциклопедический словарь. Гл. ред. И. П.Кнунянц. - М.: Сов.энциклопедия, 1983, - 792 с. ] , цеолиты [Судникович В.Г., Скобеев И.К., Лебедева В.Т., Егорова И.В. Применение природных ионообменников для очистки стоков от флотореагентов //Цветная металлургия. - 1984. - N 12. - С. 90-91.], шлаки [заявка N 2-32950 Япония, оп. 90.07.24 N 2-824].

Однако приведенные сорбенты обладают рядом существенных недостатков, основные из которых - низкая избирательность и малая емкость. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод с использование в качестве сорбента цеолитов следующего состава (вес.%):

SiO2 - 68,87; Al2O3 - 12,5; Fe2O3 - 0,83; TiO2 - 0,011;

FeO - 0,1, Na2O - 1,85; CaO - 1,95; K2O - 2,88;

MgO - 1,5, Pb2O - 0,018, MnO - 0,05; P2O5 - 0,01;

Li2O - 0,006; H2O - 9,425.

крупностью - -2,5+1,25 мм и -1,25+0,63 мм [Судникович В.Г., Скобеев И.К. , Лебедева В.Т., Егорова И.В. Применение природных ионообменников для очистки стоков от флотореагентов //Цветная металлургия. - 1984. - N 12. - С. 30-31].

Однако требуемая степень очистки сточных вод до ПДК такого сложного состава, как: высокоцветные-лигносульфонатные, нефтесодержащие, с высокой степенью жесткости, с большим содержанием ионов железа и ртути не достигается.

Изобретение направлено на повышение степени очистки сточных вод сложного химического состава и удешевление технологического процесса сорбции.

Поставленная задача достигается путем обработки сточных вод сорбентом, в качестве которого используют золу, полученную при сжигании шлам-лигнина, являющегося отходом целлюлозно-бумажного производства и имеющего следующий состав (вес.%):

C - 14,0 - 16,0; SiO2 - 6,8 - 7,2;

Fe2O3 - 4,0 - 6,0; CaO - 2,5 - 3,5;

Al2O3 - 68,0 - 72,0.

Эффективность очистки сточных вод сложного состава путем их обработки золой объясняется наличием в ней не только широкого спектра соединений, каждое из которых проявляет сорбционные свойства различного типа и обладающих высокой степенью сродства к различному классу соединений, но и синергетическим эффектом. Использование золы вышеприведенного состава в качестве сорбента является новым и следовательно предлагаемое техническое решение удовлетворяет критерию "новизна".

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Условия экспериментов по динамической сорбции и определению остаточных концентраций веществ в фильтрате в статическом режиме сохранялись постоянными во всех примерах и проводились по стандартной методике (Лурье Ю.Ю., Рыбникова А.И. //Химический анализ производственных сточных вод. - М., изд-во: Химия, 1974 - 335 с.; Парфит Г.К., Рочестр Г. Адсорбция из растворов на поверхности твердых тел. Москва: Мир, 1986; Ерохова Т.В., Распопова Г.А. Эффективность адсорбционной очистки промышленных и сточных вод. Материалы 1 Научной Конференции, Энгельс, апр. 1993).

Пример 1.

В бюретку, объемом 50 мл помещают 5 г предлагаемого сорбента - золы, и фильтруют приготовленную модельную воду - раствор сульфатного лигнина с pH 7, цветностью 2500o ХКШ, ХПК = 500 мг/л. Фильтрацию через слой сорбента проводят до "проскока" ДОЕ и до установления постоянного показателя цветности в фильтрате ПДОЕ, определяем остаточное содержание ХПК мг/л.

Пример 2.

Проделывают те же операции, что и в примере 1, только в качестве сорбента используют Al2O3.

Пример 3.

Проделывают те же операции, что и в примере 1, только в качестве сорбента используют цеолиты, химический состав которых приведен выше.

Пример 4.

Проделывают те же операции, что и в примере 1, только в качестве сорбента используют шлак ТЭЦ, класс крупности которого - от -0,5 до +2 мм.

Пример 5.

В бюретку, объемом 50 мл помещают 5 г предлагаемого сорбента - золы, через который фильтруют приготовленную модельную воду - раствор, содержащий ионы Ca2+, концентрация CaCl2 3000 мг/л. Фильтрацию через слой сорбента проводят до "проскока" ДОЕ и до установления постоянной концентрации ионов Ca2+ в фильтрате, определяют остаточную концентрацию ионов Ca2+.

Пример 6.

Проделывают те же операции, что и в примере 5, только в качестве сорбента используют цеолиты, химический состав которых приведен выше на странице 2.

Пример 7.

Проделывают те же операции, что и в примере 5, только в качестве сорбента используют Al2O3.

Пример 8.

Проделывают те же операции, что и в примере 5, но в качестве сорбента используют шлак ТЭЦ, класс крупности - от -0,5 до +2 мм.

Пример 9.

В бюретку, объемом 50 мл помещают 5 г предлагаемого сорбента - золы, через который фильтруют приготовленную модельную воду - раствор, содержащий ионы Hg2+ с концентрацией - 0,01 мг/л. Фильтрацию через слой сорбента проводят до "проскока" ДОЕ и до установления постоянной концентрации ионов Hg2+ в фильтрате, определяют остаточную концентрацию Hg2+.

Пример 10.

Проделывают те же операции, что и в примере 9, только в качестве сорбента используют цеолиты, химический состав которых приведен на стр. 2.

Пример 11.

Проделывают те же операции, что и в примере 9, только в качестве сорбента используют Al2O3.

Пример 12.

Проделывают те же операции, что и в примере 9, но в качестве сорбента используют шлак ТЭЦ, класс крупности от -0,5 до +2 мм.

Пример 13.

В бюретку, объемом 50 мл помещают 5 г предлагаемого сорбента - золы, через который фильтруют приготовленную модельную воду - раствор, содержащий ионы Fe2+, концентрация FeCl2 3000 мг/л. Фильтрацию через слой сорбента проводят до "проскока" ДОЕ и до установления постоянной концентрации ионов Fe2+ в фильтрате, определяют остаточную концентрацию Fe2+.

Пример 14.

Проделывают те же операции, что и в примере 13, только в качестве сорбента используют цеолиты, химический состав которых приведен на стр.2.

Пример 15.

Проделывают те же операции, что и в примере 13, только в качестве сорбента используют Al2O3.

Пример 16.

Проделывают те же операции, что и в примере 13, но в качестве сорбента используют шлак ТЭЦ, класс крупности которого от -0,5 до +2 мм.

Пример 17.

В бюретку, объемом 50 мл помещают 5 г предлагаемого сорбента - золы, через который фильтруют приготовленную модельную воду - раствор, содержащий нефтепродукты. Концентрация нефтепродуктов 100 мг/л. Фильтрацию через слой сорбента проводят до "проскока" ДОЕ и до установления постоянной концентрации нефтепродуктов в фильтрате, определяют остаточную концентрацию нефтепродуктов.

Пример 18.

Проделывают те же операции, что и в примере 17, только в качестве сорбента используют цеолиты, химический состав которых приведен выше (стр. 2).

Пример 19.

Проделывают те же операции, что и в примере 17, только в качестве сорбента используют Al2O3.

Пример 20.

Проделывают те же операции, что и в примере 13, только в качестве сорбента используют шлак ТЭЦ, класс крупности от -0,5 до +2 мм.

Полученные экспериментально данные приведены в таблице.

Из представленных результатов очевидно, что используемая в качестве сорбента зола вышеприведенного состава значительно превосходит как по емкостным, так и по качественным показателям процесса сорбции сравниваемых сорбентов для всех исследуемых сорбатов, так:

1. Для лигносульфанатных вод ДОЕ предлагаемого сорбента в 7,3; 8,5; 17 раз больше по сравнению с цеолитами, оксидом алюминия, шлаком соответственно. ПДОЕ предлагаемого сорбента в 3,1; 2,4; 7,9 раз больше по сравнению с цеолитами, оксидом алюминия, шлаком соответственно. По остаточному показателю значения ХПК предлагаемого сорбента в 2; 2; 1,5 раз меньше по сравнению с цеолитами, оксидом алюминия, шлаком соответственно.

2. По извлечению ионов Ca2+ ДОЕ в 1,7; 2; 5 раз больше по сравнению с цеолитами, оксидом алюминия, шлаком соответственно. ПДОЕ предлагаемого сорбента в 1,2; 1,4; 2,9 раз больше по сравнению с цеолитами, оксидом алюминия, шлаками соответственно. Остаточная концентрация Ca2+ ниже ПДК по жесткости и составляет 350 мг/л.

3. По извлечению ионов Hg2+ ДОЕ в 7,5; 5; 1,25 раз больше по сравнению с цеолитами, оксидом алюминия, шлаком соответственно. ПДОЕ предлагаемого сорбента в 5,7; 1; 2,8 раз больше по сравнению с цеолитами, оксидом алюминия, шлаком соответственно.

Остаточная концентрация Hg2+ ниже ПДК и составляет 0,0002 мг/л.

4. По извлечению ионов Fe2+ ДОЕ в 1,5; 1,9; 2,3 раз больше по сравнению с цеолитами, оксидом алюминия, шлаком соответственно. ПДОЕ предлагаемого сорбента в 1,3; 1,6; 3,4 раз больше по сравнению с цеолитами, оксидом алюминия, шлаком соответственно. Остаточная концентрация Fe2+ ниже ПДК и составляет 0,3 мг/л.

5. По извлечению нефтепродуктов ДОЕ в 1,75; 1; 7 раз больше по сравнению с цеолитами, оксидом алюминия, шлаком соответственно. ПДОЕ предлагаемого сорбента в 1,33; 1,14; 1,78 раз больше по сравнению с цеолитами, оксидом алюминия, шлаком соответственно. Остаточная концентрация нефтепродуктов ниже ПДК и составляет 0,02 мг/л.

Кроме повышения степени очистки до норм ПДК предлагаемый способ является экономически более выгодным в сравнении с приведенными примерами, так как применяемые в этих случаях сорбенты должны пройти определенную технологическую обработку, к тому же они являются добываемым сырьем, предлагаемый же сорбент является отходом целлюлозно-бумажного производства. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ очистки сточных вод путем обработки их сорбентом, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют золу, полученную при сжигании шлам-лигнина, являющегося отходом целлюлозно-бумажного производства, содержащую вес.%:

C - 14 - 16

Al2O3 - 68,0 - 72

Fe2O3 - 4,0 - 6,0

CaO - 2,5 - 3,5

SiO2 - 6,8 - 7,2