Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов
Владельцы патента RU 2715173:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" (RU)
Изобретение относится к способу очистки сточных вод промышленных предприятий от ионов тяжелых металлов. Очистку сточных вод осуществляют путем сорбции на твердом сорбенте. В качестве сорбента используют пенобетон марки по средней плотности D400 с размером зерен сорбента от 3,0 до 5,0 мм, модифицированный гексоцианоферратом калия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный пенобетон D400 - 97,0-99,0; гексоцианоферрат калия, K4[Fe(CN)6] - 1,0-3,0. Технический результат заключается в повышении степени очистки и увеличении скорости фильтрации. 1 табл.
Изобретение относится к технологии очистки сточных вод промышленных предприятий от ионов тяжелых металлов.
Известен способ очистки сточной воды от ионов тяжелых металлов, включающий обработку очищаемой воды смесью карбонатита и активного кремнезема, взятых в соотношениях (0,8-1):1 (RU №2259956, C02F 1/62, опубл. 10.09.2005).
Недостатком данного способа является низкая степень очистки и низкая скорость фильтрации.
Известен 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, F1/61, C02F 1/28, C02F 1/20, опубл. 20.09.2002).
Недостатком данного способа являются низкая степень очистки и низкая скорость фильтрации.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является, выбранный за прототип, способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, который основан на сорбции ионов тяжелых металлов на природном сорбенте, представленном горной породой агальматолит с содержанием минерала пирофиллита не менее 80 об. %, с размером зерен сорбента от 3,0 до 5,0 мм (RU №2625111 C1, C02F 1/62, C02F 1/28, B01D 15/04; B01J 20/16. опубл. 11.07.2017).
Недостатком данного способа являются низкая степень очистки и низкая скорость фильтрации.
Задача изобретения - повысить способ очистки и увеличить скорость фильтрации.
Технический результат достигается тем, что в способе очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, осуществляемый путем сорбции на твердом сорбенте с размером фракции от 3,0 до 5,0 мм, в качестве твердого сорбента используют пенобетон марки по средней плотности D400, модифицированный гексоцианоферратом калия, при следующих соотношениях компонентов, мас. %:
| - пенобетон марки по средней плотности D400 | 97,0-99,0 |
| - гексоцианоферрат калия, K4[Fe(CN)6 | 1,0-3,0. |
Использование гексоцианоферрата калия обеспечивает образование труднорастворимых осадков, например, для катиона меди, Cu2+ и катиона Cd2+ по схеме:
что способствует повышению емкости поглощения ионов тяжелых металлов, например, катионов меди и кадмия пенобетоном марки по средней плотности D400, модифицированным гексоцианоферратом калия.
На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя в заявляемом способе очистки сточных вод используемый сорбент не известен и данное техническое решение обладает мировой новизной.
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии пенобетона D400, модифицированного гексоцианоферратом калия, а именно, повышается емкость поглощения ионов тяжелых металлов, например, ионов меди и кадмия и повышается скорость фильтрации.
По мнению авторов и заявителя, изобретение соответствует критерию охраноспособности - изобретательский уровень.
Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов.
Пример конкретного выполнения.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
В качестве сорбента предлагается использовать пенобетон D400 с размером фракции от 3,0 до 5,0 мм, модифицированный гексоцианоферратом калия, 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 составлял 315 г.
Водные растворы хлоридов ионов Cu(II) и Cd(II) имели концентрацию по поглощаемому иону 0,1 г/л.
Объемная скорость раствора, пропускаемого через колонку 2,6 мл/с или 9,5 л/ч. В этом случае в колонку вводилось тяжелого металла 9,5 мг/ч. Продолжительность эксперимента составляла 1,5 часа.
В таблице приведены результаты очистки указанных водных растворов хлоридов ионов меди, Cu(II) и ионов кадмия, Cd(II).
В таблице приведены полученные результаты по очистке воды, содержащей хлориды ионов меди и ионов кадмия.
Выводы: по данным таблицы видно, что использование в качестве сорбента пенобетона D400 с размером зерен сорбента от 3,0 до 5,0 мм, модифицированного гексоцианоферратом калия, повышается скорость фильтрации в 1,2 раза и повышается поглотительная способность сорбента на 26-33%.
Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов путем сорбции на твердом сорбенте с размером зерен сорбента от 3,0 до 5,0 мм, отличающийся тем, что в качестве твердого сорбента используют пенобетон марки по средней плотности D400, модифицированный гексоцианоферратом калия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| указанный пенобетон D400 | 97,0-99,0 |
| гексоцианоферрат калия, K4[Fe(CN)6] | 1,0-3,0 |
