СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕМОЙ СОРБЦИИ РАСТВОРИМЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕМОЙ СОРБЦИИ РАСТВОРИМЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ


RU (11) 2110482 (13) C1

(51) 6 C02F1/46, C02F1/28 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

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

(14) Дата публикации: 1998.05.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 97103744/25 
(22) Дата подачи заявки: 1997.03.19 
(45) Опубликовано: 1998.05.10 
(56) Аналоги изобретения: 1. Абакаров А.Н., Свешникова Д.А., Дрибинский А.В., Гафуров М.М. Адсорбционные свойства поляризованных углей. Адсорбция ионов Sr2+ и Ca2+ на предварительно поляризованных углях. - Журнал Физической Химии, 1993, том. 67, N 7, с. 1444 - 1447. 2. SU 1468858 А1 (МОСКОВСКИЙ ГОРОДСКОЙ НАУЧНО- ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СКОРОЙ ПОМОЩИ ИМ.Н.В.СКЛИФОСОВСКОГО и ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОХИМИИ ИМ.А.Н.ФРУМКИНА) 30.03.89, кл. C 25 B 1/00. 
(71) Имя заявителя: Вестерн Пасифик Компани Инк. (BZ) 
(72) Имя изобретателя: Гольдин Марк Михайлович[RU]; Найда Николай Николаевич[RU] 
(73) Имя патентообладателя: Вестерн Пасифик Компани Инк. (BZ) 

(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕМОЙ СОРБЦИИ РАСТВОРИМЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 

Группа изобретений относится к обработке водных растворов электрохимическим путем и получению сорбентов, а именно к способу электрохимически управляемой сорбции органических веществ и ионов тяжелых металлов из водных растворов и устройству для его реализации. Способ включает пропускание водных растворов, содержащих органические вещества и ионы тяжелых металлов, через пористый углеродный сорбент, при этом пористый углеродный сорбент-фильтр с удельной поверхностью 100-1200 кв.м/г помещают в электролизер-массообменник, разделенный неэлектропроводной диафрагмой на анодную и катодную камеры, через которые пропускают электролит со скоростью 100-300 мм/мин, состоящий из 0,1-10%-ного водного раствора минеральной соли для анодной камеры - анолит, и тот же раствор с добавкой 10-6 - 10-8%-ного раствора солей тяжелых металлов для катодной камеры - католит, при помощи источника постоянного тока проводят электрохимическую обработку углеродных материалов в диапазоне плотностей 1-10 А/ч в течение 30-90 мин, промывают поляризованные углеродные материалы водой, не содержащей примесей органических и неорганических веществ, в течение 5-10 мин, при помощи вольтметра и электрода сравнения измеряют величины потенциалов Ест поляризованных углеродных материалов, диапазон Ест= 0,2-0,4 В Аg/АgСl для анодно модифированного образца и Ест= (-0,1) - (-0,5) В Аg/АgСl для катодно модифицированного образца свидетельствуют о готовности к применению указанных материалов. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к способам обработки водных растворов электрохимическим путем и получению сорбентов.

Известен способ извлечения токсических соединений из биологической среды при помощи сорбционных процессов [1]. Сорбционная детоксикация осуществляется путем контакта биологической жидкости с твердым гранулированным сорбентом, в качестве которого используются активированные угли. Однако данный способ не обеспечивает высокой сорбции вещества и регенерации сорбента.

Известен способ сорбции токсических веществ из биологических жидкостей [2] . При использовании данного способа токсические соединения извлекают из жидкости во время проведения гемосорбции. Однако данный способ не обеспечивает высокой сорбции вещества и детоксикации.

Известен способ получения сорбента для проведения селективной сорбции стронция и использования для концентрирования его из морской воды, сточных и природных высокоминерализованных вод [3]. Однако этот способ не позволяет извлекать из воды тяжелые металлы.

В изобретении показано, что при помощи изменения потенциала сорбента можно управлять процессом сорбции токсических веществ из водных и биологических сред, а также регенерировать сорбенты.

Известно устройство - электролизер для обработки гранул активированного угля, предназначенное для получения поляризованных гранул активированного угля [4]. Недостатком данного устройства является невозможность одновременно получать катодно и анодно поляризованные угли и использовать их для одновременной очистки воды от органических веществ и солей тяжелых металлов.

В предлагаемом изобретении поляризация осуществляется при помощи внешнего источника, а величины потенциалов фиксируют при помощи встроенного электрода сравнения.

Задача изобретения - одновременная очистка водных растворов от растворимых органических веществ и ионов тяжелых металлов.

Технический результат - увеличение ресурса углеродного сорбента за счет его регенерации в процессе работы, достигается благодаря устройству, схема которого изображена на чертеже, и способу, состоящему в следующем. Пористый углеродный материал (сорбент-фильтр) 2, 3 с удельной поверхностью 100- 1200 кв. м. помещается в электролизер-массообменник 1 с разделенными диафрагмой 5 катодной и анодной камерами 2 и 3. Углеродный материал снабжен токоподводами 4, выполненными из титана. Через катодную и анодную камеры пропускается водный раствор со скоростью 200 мл/мин. В качестве водного раствора может быть использован электролит - 2%-ный раствор NаСl (для анодной обработки) и тот же раствор с добавкой 10-6 - 10-8 %- ного раствора соли серебра или меди (для катодной обработки). Электрохимическая обработка углеродных материалов проводится в диапазоне плотностей тока 1-10 А/г в течение 30-90 мин. Промывают поляризованные углеродные материалы водой, не содержащей примесей органических и неорганических веществ, в течение 5-10 мин. При помощи вольтметра 9 с высоким входным сопротивлением и электрода сравнения 10 измеряются величины потенциалов катодно и анодно поляризованных углеродных фильтров.

Если Ест = 0,2 - 0,4 В (Аg/АgСl) для анодно модифицированного образца и Ест = -0,1-(-0,5) В (Аg/АgCl) для катодно модифицированного образца, то материалы готовы к использованию.

В случае, если Екат сместилась в положительную область до значений положительнее -0,1 В (Аg/АgCl), а Еан стала положительнее +0,5 В (Аg/АgCl), производится регенерация поляризованных углеродных фильтров. Для этого через массообменник пропускается чистая вода, и при помощи источника постоянного тока 8 на катодно поляризованный фильтр подается положительный потенциал, а на анодно поляризованный фильтр - отрицательный потенциал в течение 30 мин. Затем меняют полярность и выдерживают этот режим в течение еще 30 мин.

Если Екат сместилась в положительную область до значений положительнее -0,1 В (Аg/АgCl), а Еан стала положительнее +0,5 В (Аg/АgCl), производится регенерация поляризованных углеродных фильтров. После этого массообменник готов к работе. Предварительно обработанные фильтры - сорбенты повышают бактерицидные свойства очищаемого водного раствора.

Загрязненный растворимыми органическими веществами и ионами тяжелых металлов водный раствор подают в электролизер - массообменник через штуцер 6. Раствор проходит через пористые анодно и катодно поляризованные углеродные фильтры 2 и 3, которые адсорбируют органические вещества и ионы тяжелых металлов, находящиеся в водном растворе. Через выход 7 очищенный раствор уходит. При помощи вольтметра 9 и электрода сравнения 10 измеряются величины потенциалов катодно и анодно поляризованных фильтров.

Данный способ электрохимически управляемой сорбции растворимых органических веществ и ионов тяжелых металлов из водных растворов и устройство для его реализации могут быть применены и использованы в промышленности для очистки технологических растворов различных производств и доочистки питьевой воды путем подключения к соответствующим коммуникациям.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Гольдин М.М., Лужников Е.А. К вопросу о влиянии потенциала сорбента на сорбцию токсических соединений. Труды АН СССР. Электрохимия. Том ХV, N 9. - М., 1979.

2. Авт. свид. СССР N 784880, кл. А 61 М 1/03.

3. Абакаров А.Н., Свешникова Д.А., Дрибинский А.В., Гафуров М.М. Адсорбционные свойства поляризованных углей. Адсорбция ионов Sr2+ и Са2+ на предварительно поляризованных углях. - Журнал Физической Химии, 1993, том 67, N 7, с. 1444-1447.

4. Авт. свид. СССР N 1468858, кл. С 01 В 31/08, С 25 В 1/00, 9/00; А 61 М 1/36. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ электрохимически управляемой сорбции органических веществ и ионов тяжелых металлов из водных растворов, включающий пропускание водных растворов, содержащих органические вещества и ионы тяжелых металлов, через пористый углеродный сорбент, отличающийся тем, что пористый углеродный сорбент-фильтр с удельной поверхностью 100 - 1200 м2/г помещают в электролизер-массообменник, разделенный неэлектропроводной диафрагмой на анодную и катодную камеры, через которые пропускают электролит со скоростью 100 - 300 мм/мин, состоящий из 0,1 - 10%-ного водного раствора минеральной соли для анодной камеры - анолит и тот же раствор с добавкой 10-6 - 10-8%-ного раствора солей тяжелых металлов для катодной камеры - католит, при помощи источника постоянного тока проводят электрохимическую обработку углеродных материалов в диапазоне плотностей 1 - 10 А/ч в течение 30 - 90 мин, промывают поляризованные углеродные материалы водой, не содержащей примесей органических и неорганических веществ, в течение 5 - 10 мин, при помощи вольтметра и электрода сравнения измеряют величины потенциалов Ест поляризованных углеродных материалов, диапазон Ест = 0,2 - 0,4 В Ag/AgCl для анодно-модифицированного образца и Ест = (-0,1) - (-0,5) В Ag/AgCl для катодно-модифицированного образца свидетельствуют о готовности к применению указанных материалов.

2. Устройство для электрохимически управляемой сорбции из водных растворов, содержащее корпус электролизера, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры, отличающееся тем, что пористый углеродный материал засыпают в анодную и катодную камеры для анодной и катодной поляризации, электролизер служит массообменником для удаления из воды органических веществ и ионов тяжелых металлов, способных адсорбироваться на аноде и катоде; встроенным электродом сравнения фиксируют величины потенциалов Ест.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru