СПОСОБ ИОНООБМЕННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИТРАТ-ИОНОВ

СПОСОБ ИОНООБМЕННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИТРАТ-ИОНОВ


RU (11) 2041169 (13) C1

(51) 6 C02F1/42 

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

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

(21) Заявка: 93027650/26 
(22) Дата подачи заявки: 1993.05.19 
(45) Опубликовано: 1995.08.09 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Application of hydrogencarbonate cycle anion exchange for nitrate removal from Water/Tarjan T/. Period. polytechn. Chem. End. 1989, 33, N3-4, с.287-298. 
(71) Заявитель(и): Никитин Игорь Валентинович; Синиченков Владимир Федорович; Афанасенко Борис Павлович; Уткин Валентин Васильевич; Сеземин Владимир Алексеевич; Созонтов Николай Викторович; Логинов Николай Дмитриевич 
(72) Автор(ы): Никитин Игорь Валентинович; Синиченков Владимир Федорович; Афанасенко Борис Павлович; Уткин Валентин Васильевич; Сеземин Владимир Алексеевич; Созонтов Николай Викторович; Логинов Николай Дмитриевич 
(73) Патентообладатель(и): Никитин Игорь Валентинович; Синиченков Владимир Федорович; Афанасенко Борис Павлович; Уткин Валентин Васильевич; Сеземин Владимир Алексеевич; Созонтов Николай Викторович; Логинов Николай Дмитриевич 

(54) СПОСОБ ИОНООБМЕННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИТРАТ-ИОНОВ 

Изобретение относится к сорбционной очистке сточных, природных и производственных вод, а также для денитрификации вод питьевого класса и может найти применение в ионообменных установках очистки конденсатов упарки нитратсодержащих суспензий. Сущность способа заключается в том, что для извлечения нитрат-ионов используется высокоосновной анионит в смешанной карбонат-бикарбонатной форме. При применении указанного анионита в HCO3-CO3 форме содержание нитрат-ионов в фильтрате не превышает 1 2 мг/л. Скорость фильтрации воды составляет не менее 30 м/ч. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение предназначено для сорбционной очистки природных и производственных сточных вод, а также для денитрификации вод питьевого класса и может найти применение в ионообменных установках очистки конденсатов упарки нитратсодержащих суспензий.

Известен способ снижения концентрации нитрат-ионов до 2 3 мг/л заменой нитрат-иона на бикарбонат-ион, содержание которого не лимитирует стандарт на питьевую воду. (Применение гидрокарбонатного ионного обмена для удаления нитратов. Application of hydrogencarbonate cycle anion exchange for nitrate removal water/Tarjan. //Period. polytech. Chem. Eng. 1989, 33, N 3-4, с. 287-298). К недостаткам данного способа относится большая концентрация ионов NO3 в очищенной воде, чем в случае применения анионита в гидроксильной форме. Другим недостатком способа является невозможность интенсификации процесса ионного обмена гидроксил- или бикарбонат-ионов на нитрат-ион без изменения размеров зерна ионита (класса) или его структуры.

Целью изобретения является эффективное извлечение нитрат-ионов, обеспечивающее содержание NO3 в очищенной воде не более 1-2 мг/л и возможность ускорения реакции ионного обмена без изменения класса сорбента (крупности) или его структуры.

Указанная цель достигается тем, что для извлечения нитрат-ионов из сточных вод используется высокоосновный анионит в смешанной карбонат-бикарбонатной форме. Пpи применении указанного анионита в НСО3-СО3-форме содержание нитрат-ионов в фильтрате не превышает 1-2 мг/л. При увеличении скорости подачи исходного раствора (не менее 30 м/ч), содержащего нитрат-ионы, возрастает скорость ионного обмена, заключающаяся в более быстром достижении равновесной обменной емкости. В случае применения анионита в гидроксильной или бикарбонатной формах интенсивность подачи (фильтрации) исходного раствора не влияет на время насыщения анионита. Сказанное может объясняться отличным механизмом ионного обмена нитрат-иона на карбонат-ион, лимитирующей стадией которого вероятно является диффузия в пленке, тогда как для случая ионного обмена ионов NО3 на ОН- или НСО3 такой стадией является диффузия в зерне ионита.

Новизна предлагаемого способа ионообменного извлечения нитрат-ионов заключается в применении высокоосновного анионита в смешанной карбонат-бикарбонатной форме, обеспечивающей при возрастании скорости фильтрации исходного раствора через анионит ускорение процесса обмена ионов NО3 раствора на карбонат- и бикарбонат-ионы анионита в интервале значений рН раствора 2,9-9,3. Скорость фильтрации воды оставляет не менее 30 мг/ч.

Применение данного способа делает возможным при очистке растворов от нитрат-ионов уменьшить объем загрузки ионитового фильтра за счет сокращения времени насыщения ионита при увеличении скорости фильтрации раствора (при прочих одинаковых условиях: концентрации нитрат-ионов в исходном растворе, типа ионита и размера зерна, производительности по очищаемой воде).

П р и м е р 1. Раствор, содержащий ион NO3 в количестве 2,0 г/л, пропускался через колонки, заполненные анионитом АМ в смешанной карбонат-бикарбонатной форме и анионитом АМ в бикарбонатной форме. Объем анионита в обеих колонках составляет по 24,5 мл, а скорость пропускания раствора 30 м/ч.

На фиг.1 представлены результаты экспериментов, свидетельствующие о получении фильтрата более глубокой очистки в случае применения анионита в смешанной форме.

Перевод анионита из товарной Сl-формы в рабочую смешанную осуществлялся обработкой анионита раствора, содержащим смесь (NH4)2CO3 и (NH4HCO3 с массовой концентрацией 8-10 и 2-5% соответственно.

П р и м е р 2. Раствор, содержащий ион NO3, контактировался с анионитом АМ в НСО3- и анионитом АМ в смешанной НСО3-СО3 формах в статических условиях. Во всех случаях экспериментов объем раствора составляет 1,0 л, а анионита- 10 мл.

На фиг.2 представлена зависимость времени насыщения анионитов от интенсивности перемешивания раствора (скорости вращения мешалки), подтверждающая предположение об увеличении скорости ионного обмена в случае повышения интенсивности перемешивания, достигающего в данном случае предела гидродинамического действия при 1200 оборотах мешалки в минуту.

Таким образом, по сравнению с известным способом, заявляемый обеспечивает повышение эффективности очистки воды от нитрат-ионов до содержания последних в фильтрате не более 1-2 мг/л и обеспечивает снижение времени насыщения анионита при увеличении скорости фильтрации (перемешивания) раствора. Использование анионита в смешанной НСО3-СО3-форме при повышении скорости фильтрации раствора через анионит позволит сократить объем загрузки анионита в ионообменный фильтрат (колонну) при прежнем содержании в фильтрате ионов NO3 (не более 1-2 мг/л). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ИОНООБМЕННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИТРАТ-ИОНОВ из природных и сточных производственных вод, включающий пропускание воды через высокоосновной анионит в бикарбонатной форме, отличающийся тем, что часть анионита находится в карбонатной форме, а скорость фильтрации воды составляет не менее 30 м/ч.




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