Способ получения сорбента для очистки сточных вод от органических веществ

 

Изобретение относится к очистке сточных вод и может быть использовано при очистке бытовых стоков. Способ заключается в том, что сточные воды фильтруют через пастообразный адсорбент, полученный в результате смешения водной суспензии торфа и водной суспензии волокна, при определенных соотношениях. В пастообразном адсорбенте в качестве добавок используют также соли двух-и трехвалентных металлов. 6 табл.

Изобретение относится к получению фильтрующих материалов, которые можно использовать для очистки сточных вод.

Известен способ модификации керамзита путем обработки его раствором хлорида кальция в присутствии бикарбоната натрия при рН 9,5-10,0, причем растворы хлорида кальция и бикарбоната натрия используют в концентрации 0,2-0,5 н при равных объемных соотношениях [1] Недостатком этого способа является то, что полученный материал после обработки используют только для очистки водных растворов от взвешенных примесей, но он не задерживает примеси, содержащиеся в растворах в виде катионов и анионов.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения сорбента для очистки сточных вод, включающий модифицирование природного цеолита сополимером на основе четвертичных солей диаллилалкиламмоний хлорида и/или фосфата, причем модифицирование ведут при 70-80^оС, после чего продукт смешивают с торфом, предварительно модифицированным при 70-80^оС, сополимером на основе четвертичных солей диаллилалкиламмония, при этом смешение ведут при следующем соотношении компонентов, мас. модифицированный цеолит 15-30; модифицированный торф 70-85 [2] Недостатком этого способа является сложность его получения, так как требуется повышенная температура до 70-80^оС.

Цель изобретения заключается в том, что полученный сорбент пастообразный и за счет этого увеличивается поверхность контакта очищаемой воды с ним. Из-за заявляемого способа получения сорбента его поверхность состоит из нескольких последовательных адсорбирующих слоев. Во-первых, адсорбент получен на основе природного торфа, который выполняет функцию адсорбента вследствие своей структуры. На его поверхности образуется слой гидроокиси кальция, а затем слой, состоящий из комплексов трехвалентных металлов. За счет этого адсорбирующая поверхность увеличивается в несколько раз. Расположение этих поверхностей позволяет очищать воду от органических соединений в результате прохождения окислительно-восстановительных процессов, процессов комплексообразования и просто коагуляции на частицах торфа. Происходят также процессы разрушения органических соединений, содержащихся в сточных водах. Это позволяет очищать сточные воды от алкилсульфатов жирных спиртов, жирных кислот, алкиламинов, солей металлов и т.д.

Цель достигается в результате того, что способ получения сорбента для очистки сточных вод включает в себя процесс смешения водной суспензии низинного торфа (50-60% влажности) с рН 7-9, обработанного флокулянтом, причем в качестве флокулянта используют соли кальция, алюминия или железа с водной суспензией природного или синтетического волокна с рН 5-5,5, также обработанного флокулянтом солями алюминия. Смешение водных суспензий ведут при соотношении, мас. торф:волокно, равном 1:(0,01-0,5) в пересчете на сухое вещество. Соли кальция добавляют в водную суспензию торфа при рН 11-12, добавляют соли Al⁺³ или Fe⁺³ до достижения раствором рН 7-9.

После этого сточные воды фильтруют через этот пастообразный сорбент, причем процесс фильтрации (очистки) и получение сорбента совмещены.

По сравнению с прототипом использование пастообразного адсорбента, полученного заявляемым способом, а именно смешением водных суспензий низинного торфа с добавками и водной суспензии волокна при строго определенных соотношениях, является новым.

Предлагаемый способ получения сорбента очень прост; сорбент мгновенно получают в водном растворе, его поверхность достаточна для достижения высокой степени очистки сточных вод от многих видов органических соединений.

П р и м е р. Берут низинный торф (влажностью 50-60%) и готовят водную суспензию. В суспензию добавляют соли кальция и алюминия (трехвалентного железа). В результате проведенных опытов установлено, что соотношение между торфом и смесью солей (кальция и алюминия или железа) должно быть 2,5:1 (мас. в пересчете на сухое вещество) (табл. 1).

Такое соотношение (торф:смесь солей2,5:1) дает возможность получить рН раствора торфяной суспензии 7-9, при этом образуются комплексные соединения, необходимые для очистки от органических веществ сточных вод. Если рН будет меньше 7, то комплексные соединения не образуются; если рН будет больше 9, то будут преимущественно образовываться гидроокиси металлов. В обоих этих случаях степень очистки понижается (табл. 2).

Отдельно готовят водную суспензию волокна диспергированием. В эту суспензию добавляют соли алюминия до рН 5-5,5. После 15-20 мин перемешивания обе водные суспензии сливают вместе; однако надо иметь ввиду, что соотношение между торфом и волокном, в качестве которого используют как синтетические, так и природные волокна, должно соблюдаться в пределах торф:волокно 1: 0,01-0,5 (мас. в пересчете на сухое вещество). Выход за заявляемые пределы приводит к ухудшению результатов (табл. 3-5).

П р и м е р. Для очистки использовали сточные воды, содержащие 68-69 мг/л органических соединений. В состав этих органических соединений входят: алкилбензолсульфаты, сульфат полиоксиэтиленового эфира жирного спирта, алкилсульфонаты, конденсат жирных кислот с белковыми веществами, карбоксиметилцеллюлоза и т.д.

Берут 100 г влажного древесно-тростникового торфа (влажность 82,2%) Емельяновского торфопредприятия, добавляют 5-5,5 г СаО, диспергированной в 100-120 мл воды. Перемешивают суспензию и добавляют 30-40 мл 5%-ного раствора сульфата алюминия до рН суспензии торфа 7-9. 4,5 г капрона диспергируют в 150 мл воды, добавляют сульфата алюминия до рН 5-5,5 и смешивают обе водные суспензии. Образовавшийся пастообразный адсорбент наносят на каркас фильтра и пропускают сточные воды через этот пастообразный адсорбент. Полученные данные приведены в табл. 3-6.

Данный способ получения сорбента легко реализуется в промышленных условиях за счет того, что не требует сложной аппаратуры и дорогостоящих реагентов.

Пастообразный сорбент работает без регенерации длительное время.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, включающий смешение торфа, обработанного флокулянтом, с добавкой, обработанной флокулянтом, отличающийся тем, что на смешение подают суспензию низинного торфа, обработанного солями кальция, алюминия или железа до рН, равного 7-9, и водную суспензию натурального или синтетического волокна, обработанного солями алюминия до рН, равного 5,0 - 5,6, при соотношении торф : волокно 1 : (0,01 - 0,5) в пересчете на сухое вещество.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3