Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов
Владельцы патента RU 2433959:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" (RU)
Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод промышленных предприятий от ионов тяжелых металлов. Для осуществления способа проводят сорбцию тяжелых металлов на твердом нерастворимом природном сорбенте, в качестве которого используют тальковый сланец с содержанием минерала талька, равным 45%, с размером зерен сорбента от 2,50 до 3,00 мм. Способ обеспечивает увеличение скорости фильтрации при обеспечении высокой степени очистки сточных вод, что приводит к сокращению времени очистки и уменьшению расхода сорбента. 1 табл.
Изобретение относится к технологии очистки сточных вод промышленных предприятий от ионов тяжелых металлов.
Известен способ очистки воды от ионов тяжелых металлов, включающий обработку очищаемой воды смесью карбонатита и активного кремнезема, взятых в соотношении 0,8-1:1 (RU №2259956, C02F 1/62, опубл. 10.09.2005).
Недостатками данного способа является низкая степень очистки и скорость фильтрации.
Известен способ очистки сточных вод, заключающийся в использовании мелкодисперсных материалов с соотношением оксидов кальция и кремния в пределах от 1,4 до 1,9 (SU №473679, C02F 1/62, C02F 101:20, C02F 103:16, опубл. 15.06.1975).
Недостатком данного способа является низкая скорость фильтрации.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является выбранный за прототип способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, который основан на сорбции ионов тяжелых металлов на природном нерастворимом сорбенте - пирите, предварительно обогащенном до 84-96%, причем размер зерна использующегося сорбента составляет не более 160 мкм (RU №2189363 CO2F 1/61, CO2F 1/28, CO2F 1/20, опубл. 20.09.2002).
Недостатком данного способа является низкая скорость фильтрации, что приводит к увеличению времени очистки, и низкая емкость сорбента по ионам тяжелых металлов (0,0011 г/г), что приводит к большому расходу сорбента (970 г на 1,08 г поглощаемого иона).
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение скорости фильтрации при очистке сточных вод, что приводит к сокращению времени очистки, и уменьшение расхода сорбента, что приводит к его экономии.
Поставленная задача в предлагаемом решении достигается тем, что в способе очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, включающем сорбцию ионов тяжелых металлов на природном нерастворимом сорбенте, в качестве сорбента используют тальковый сланец с содержанием минерала талька, равным 45%, с размером зерен сорбента от 2,50 до 3,00 мм.
ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. В качестве сорбента используют измельченные отходы горнодобывающей промышленности тальковый сланец с содержанием минерала талька не менее 45%. Такой отход образуется в горнодобывающей промышленности, например ОАО Ленинградсланец.
Кварц - 15-17 об.%;
Мусковит - 35-26 об.%;
Тальк - 40-45 об.%;
Хлорит - 9-10 об.%;
Примеси - 1-2 об.%.
Для сорбции использовались отходы с размерами зерен от 2,50 до 3,00 мм, что соответствует требованиям, предъявляемым к фильтрующим материалам. Процесс сорбции проводили в колонке диаметром 40 мм. Высота слоя сорбента 200 мм. При этом вес рабочего слоя сорбента равен 450 г. Водные растворы хлоридов тяжелых металлов (нейтральные или слабокислые) имели концентрацию по поглощаемому иону 100 мг (0,1 г/л). Объемная скорость раствора, пропускаемого через колонку, составляла 2 мл/с или 0,72 л/ч. В этом случае в колонку вводилось тяжелого металла 7,2 г/ч. Продолжительность эксперимента составляла 1,5 ч.
В таблице приведены полученные результаты по очистке сточных вод.
| Используемый для очистки сорбент | Масса сорбента, г | Скорость фильтрации, л/ч | Конечная концентрация металлов в фильтрате, мг/л | ||
| Медь | Никель | Ртуть | |||
| предлагается | |||||
| Тальковый сланец (2,50 мм) | 450 | 7,2 | 1,5·10-3 | 0,7·10-2 | 3,5·10-6 |
| Тальковый сланец (2,85 мм) | 440 | 7,2 | 1,5·10-3 | 0,7·10-2 | 3,5·10-6 |
| Тальковый сланец (3,00 мм) | 430 | 7,2 | 1,5·10-3 | 0,7·10-2 | 3,5·10-6 |
| прототип | |||||
| Пирит, обогащенный до 84-96% | 970 | 3,6 | 3,0·10-3 | 1,0·10-2 | 5,0·10-6 |
Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов путем сорбции на твердом нерастворимом природном сорбенте, отличающийся тем, что в качестве природного сорбента используют тальковый сланец с содержанием минерала талька, равным 45%, с размером зерен сорбента от 2,50 до 3,00 мм.
