Способ получения каталитического материала для очистки воды

Авторы патента:

C02F1/72 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

B01J37/0215 - Способы получения катализаторов вообще; способы активирования катализаторов вообще

B01J37/02 - пропитывание, покрытие или осаждение (защита нанесением покрытия B01J 33/00)

Владельцы патента RU 2792338:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение Акватех" (RU)

Изобретение относится к способам очистки воды. Способ получения каталитического материала для очистки воды включает смачивание основы раствором полиакриламида. После смачивания к влажной смоченной основе добавляют сухую смесь оксидов и перемешивают. Готовый полувлажный материал выгружают в барабанную сушку и высушивают. В качестве исходного материала для основы используют цеолит, и/или горелую породу, и/или кварцевый песок. В качестве исходного материала для сухой смеси оксидов используют оксиды железа, и/или оксиды марганца, и/или оксиды алюминия, и/или оксиды кальция, и/или оксиды магния, и/или оксиды калия, и/или оксиды кремния. Изобретение позволяет экологично и автоматизировано производить высокоэффективный каталитический сорбент для очистки воды. 1 з.п. ф-лы.

Настоящее изобретение относится к способам очистки воды.

Существуют различные способы получения материалов для очистки воды, но как правило покрытия имеют невысокое сродство к поверхности, что требует применения спекания, прессования и др. энергоемких способов получения. Другие способы ограничены в выборе основы для нанесения каталитического покрытия, что создает узкий диапазон неорганических материалов для их производства. Либо способ покрытия неэффективен и оно (покрытие) не держится на носителе.

Известна «Установка обработки воды» RU 30741 РПМ [1], включающая адсорбционную и каталитическую загрузку в виде подвергнутой модифицирующей обработке перманганатом калия композиции, катализатора на основе оксида Mn(II) и адсорбента на основе оксидов железа, магния, марганца и кремния при соотношении компонентов, мас.%: катализатор - не более 20, адсорбент - остальное.

Недостатком известного катализатора является низкая эффективность обусловленная относительно низкой площадью контакта каталитического материала с водой.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «Сорбент, способ его получения и использования» RU 2263536C1 [2], включающий получение суспензии осадка оксидов марганца, выдержку суспензии, отделение осадка, его сушку на рабочей поверхности, прокаливание, декриптацию и выделение гранул, в процессе выдержки суспензии осуществляют введение органического связующего в количестве 0,5-10% от массы образовавшегося осадка оксидов марганца.

К недостаткам способа относится низкая эффективность использования каталитического материала, обусловленная тем, что часть каталитического материала, расположенная внутри гранул не используется в каталитическом процессе.

Технический результат повышение эффективности, в том числе использования каталитического материала.

Технический результат достигается тем, что: способ получения каталитического материала для очистки воды, включает смачивание основы раствором полиакриламида, после смачивания к влажной смоченной основе добавляют сухую смесь оксидов и перемешивают (до образования равномерного распределения катализатора по поверхности основы), готовый полувлажный материал выгружают в барабанную сушку и высушивают.

В качестве исходного материала для основы можно использовать цеолит, и/или горелую породу, и/или кварцевый песок и иные зернистые, волокнистые минеральные алюмосиликатные материалы искусственного и природного происхождения.

В качестве исходного материала для сухой смеси оксидов можно использовать оксиды железа, и/или оксиды марганца, и/или оксиды алюминия, и/или оксиды кальция, и/или оксиды магния, и/или оксиды калия, и/или оксиды оксида кремния или их комплексных соединений.

Раствор полиакриламида можно использовать в концентрации 0,2-1,8 %. При концентрации ниже 0,2% не происходит прочного закрепления оксида на поверхности основы, а при концентрации выше 1,8% пленка полиакриламида на поверхности оксида существенно ухудшает каталитические реакции.

Температура сушки может составлять 200-250°С при температуре ниже процесс происходит дольше и гранулы могут слипаться, а при более высокой температуре происходит деградация и разрушение полиакриламида.

Сухая смесь оксидов может находиться в соотношении от 0,02 до 100 % от общей массы.

Способ осуществляют следующим образом:

Исходный материал цеолит, горелая порода, кварцевый песок и иные зернистые, волокнистые минеральные алюмосиликатные материалы искусственного и природного происхождения подвергаются смачиванию например, 0,2-1,8 % раствором полиакриламида для последующей адгезии катализатора к поверхности. Смачивание производится строго по весу материала, контролируется насосами, дозаторами воды в смесительное устройство. После смачивания к влажной смоченной основе добавляется сухая смесь оксидов (железа, марганца, алюминия, кальция, магния, калия, оксида кремния или их комплексных соединений) в соотношении от 0,02 до 100 % от массы исходной основы и перемешивается до образования равномерного распределения катализатора по поверхности основы. Время перемешивания от 2 до 10 минут. Далее готовый полувлажный материал выгружается в барабанную сушку и высушивается при температуре 200-250°С для активации каталитического покрытия на основе - носителе и удаления избыточной влаги для предотвращения слеживания в мешках. Выгружается в бункер готового каталитического материала и фасуется в мешки.

Предлагаемый способ позволяет в качестве носителя катализатора применять практически любую минеральную основу, не требует приготовления растворов, эмульсий или суспензий, содержащих соединения катализаторов для последующего их нанесения на носитель, способ не требует применения растворов кислот и щелочей для образования оксидных пленок на поверхности носителя, а также исключает образование сточных промывных вод при производстве каталитической загрузки, исключает продолжительную сушку для удаления влаги.

Изобретение позволяет производить материал для очистки природных и сточных вод от различного спектра загрязнений путем окисления с помощью различных окислителей (воздух, озон, активный хлор и его соединения, пероксидные соединения, перманганат калия и др.) на каталитической поверхности, покрытой слоем смеси оксидов марганца, железа и кальция, магния и др. В артезианских подземных водах и поверхностных речных в основном от растворенных соединений железа, марганца, сероводорода, мышьяка и др. Промышленные сточные воды очищаются от органических растворенных веществ (белков, аминокислот, жиров, глицеринов, поверхностно-активных веществ, спиртов, эфиров и прочих предельных, непредельных и ароматических углеводов, а также их комбинаций в составе очищаемых вод.

Технический результат повышение эффективности достигается прочным закреплением оксидов на зернистой или волокнистой основе, высоким коэффициентом использования каталитического материала.

Промышленная применимость. Изобретение позволяет экологично автоматизировано производить практически из любого минерального сырья высокоэффективный каталитический сорбент (фильтрующий материал) для очистки воды. Материал позволяет очищать природные и сточные воды от соединений железа, марганца, мышьяка, сероводорода, а также от различных органических загрязнений с помощью различных окислителей.

1. Способ получения каталитического материала для очистки воды, включающий смачивание основы раствором полиакриламида, после смачивания к влажной смоченной основе из цеолита, и/или горелой породы, и/или кварцевого песка добавляют сухую смесь оксидов железа, и/или оксидов марганца, и/или оксидов алюминия, и/или оксидов кальция, и/или оксидов магния, и/или оксидов калия, и/или оксидов кремния и перемешивают, готовый полувлажный материал выгружают в барабанную сушку и высушивают.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура сушки составляет 200-250 °С.

Заявленная группа изобретений относится к области опреснения морской или солоноватой воды с получением обессоленной воды и соли и может быть использовано в странах с жарким климатом с наличием ресурсов соленой воды при дефиците питьевой воды. Способ включает концентрирование солнечной энергии на внешней поверхности парогенератора первой ступени, производящего пар под давлением из подаваемой в него под давлением соленой воды, подачу пара под давлением в многоступенчатую модульную выпарную установку, на каждой ступени которой обеспечивается конденсация греющего пара и образование вторичного пара из соленой воды.

Мобильная установка очистки воды от сероводорода для закачки в пласт, способ ее осуществления и устройство напорной аэрации // 2792303

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и предназначено для осуществления технологии очистки воды от сероводорода перед подачей ее в систему поддержания пластового давления (ППД) для последующей закачки в пласт месторождения нефти. Мобильная установка очистки воды от сероводорода представляет собой моноблок, включающий сосуд, работающий под давлением (СВД), и интегрированный с ним массообменный колонный аппарат (МКА).

Способ модифицирования сорбентов для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов // 2792209

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для совершенствования мембранных и сорбционных технологий, в водоподготовке, при разработке технологий утилизации ионов тяжелых металлов из водных растворов и сточных вод различной природы. Представлен способ модифицирования сорбентов для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, заключающийся в контактировании их при комнатной температуре с модифицированными полимерными сорбентами на основе целлюлозы при модуле раствор/сорбент, равном 50-200, в течение 20-30 мин, при этом модифицирование сорбентов осуществляют путем нанесения на них углеродных нанотрубок (УНТ) Таунит М, которые предварительно окисляют концентрированной азотной кислотой при модуле 50-100 при комнатной температуре в течение 60-90 мин или растворами бихромата калия или перманганата калия при рН 2-4, модуле раствора 50-100 и температуре 50-60°С в течение 20-30 мин, затем нанотрубки отделяют, промывают дистиллированной водой, высушивают при этом модификацию сорбентов на основе целлюлозы проводят обработанными углеродными нанотрубками в количестве 10-20% от массы сорбента в толуоле при модуле толуол/сорбент 1-2 при комнатной температуре в течение 1-2 ч, затем готовый сорбент отделяют от толуола центрифугированием, промывают дистиллированной водой и высушивают, причем целлюлозные сорбенты, обработанные в растворе щелочи, обрабатывают смесью эпихлоргидрина и этилового спирта при соотношении 1:2, температуре 50-70°С в течение 2-3 ч при модуле 15 с последующей промывкой дистиллированной водой и этиловым спиртом до рН 7, затем обрабатывают этилендиамином при температуре 75-80°С с обратным холодильником в течение 2,5-3,5 ч при модуле этилендиамин/сорбент 2 с последующей промывкой дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.

Способ регулирования очистки сточных вод производства бутадиен-нитрильных каучуков от сульфосодержащих анионных поверхностно-активных веществ // 2792127

Изобретение относится к способам регулирования очистки сточных вод производства бутадиен-нитрильных каучуков, конкретно к очистке от сульфосодержащих анионных поверхностно-активных веществ (АПАВ) путем добавления коагулянта на основе полимерной соли четвертичного аммония, характеризующийся тем, что в качестве коагулянта используется полидиаллилдиметиламмоний хлорид (полидадмах) в количестве 17-28 кг на 1 тонну каучука при массовом соотношении АПАВ:полидадмах, равном 1,0:(0,38-0,48), связывание АПАВ проводится при рН 3,5-4,5 и температуре 45-55°С в течение 30-45 минут.

Способ извлечения магний-аммоний-фосфата из сточных вод // 2792126

Изобретение относится к способам извлечения магний-аммоний-фосфата из стоков, содержащих аммонийный азот и фосфат-ионы. В реактор со сточными водами добавляют корректирующий раствор гидроксида натрия или аммония для поддержания рН равным 8,0-9,0.

Способ модифицирования сорбентов на основе целлюлозы // 2791803

Изобретение относится к способам модифицирования природных целлюлозосодержащих сорбентов и может быть использовано в водоподготовке для извлечения ионов тяжелых металлов. Предложенный способ модификации целлюлозных сорбентов осуществляется в 2 стадии: на первой стадии проводят обработку сорбента окислителем, выбранным из метаперйодата натрия, йодной кислоты или гипохлорита натрия, при концентрации окислителя 0,1-0,3 М, при рН раствора 2,5-4,5, при модуле раствор/сорбент 15-50, при температуре 40-55°C, в течение 2-4 часов, до содержания альдегидных групп в сорбенте 10-12%; на второй стадии обработку окисленного сорбента осуществляют 2-8 мас.% раствором L-аргинина гидрохлорида при рН раствора 7,5-9,5 в течение 30-60 мин при модуле раствор/сорбент 15-50 при комнатной температуре.

Способ сорбционной очистки технологических сернокислых вод кислотонакопителя от железа (iii) и титана (iv) // 2791714

Изобретение относится к способам очистки сернокислых технологических вод кислотонакопителя титанового производства от железа (III) и титана (IV). Способ включает пропускание раствора через слой катионита в водородной форме с переводом металлов в фазу катионита и обработку серной кислотой.

Способ очистки промывных сточных вод от шестивалентного хрома // 2791260

Изобретение относится к области очистки промывных сточных вод гальванических цехов от тяжелых металлов, к которым относится хром. Способ очистки промывных сточных вод от шестивалентного хрома включает добавление в сточную воду адсорбента, интенсивное перемешивание с водой в реакторе с мешалкой в течение 25 минут, последующее отстаивание и разделение твердой и жидкой фаз.

Установка утилизации сернисто-щелочных стоков без использования реагентов со стороны // 2791257

Изобретение относится к установкам очистки сернисто-щелочных стоков, образующихся при щелочной очистке продуктов нефтедобычи, нефтепереработки и в других отраслях промышленности. Установка включает контактную колонну 5, окислительный реактор 2, топку под давлением 1.

Способ очистки свиных стоков // 2791150

Способ относится к очистке сточных вод, загрязненных органическими и минеральными включениями, и может быть использован при очистке стоков животноводческих и свиноводческих ферм. Способ включает формирование спрессованного гипсового фильтра путем увлажнения гипса до содержания влаги 5-7%.

Пористый углеродный материал и способ его получения // 2791238

Изобретение относится к способу получения пористого углеродного материала и к созданию пористых углеродных материалов, которые могут использоваться как катализаторы или носители катализаторов. Способ получения пористого углеродного материала включает приготовление фотополимеризуемой композиции, состоящей из двух мономеров 2-феноксиэтилакрилата и триметилолпропантриакрилата, взятых в соотношении 1:1, фотоинициаторов и наполнителя, в качестве которого используют металлоорганический координационный полимер ZIF-8 или металлоорганические координационные полимеры Ni-BTC и ZIF-8; последующую 3D печать, в ходе которой одновременно происходят полимеризация указанной фотополимеризуемой композиции с образованием металлосодержащего полимерного композита и формование из него объекта заданной формы; и термическую обработку формованного полимерного композита в восстановительной среде при температуре 900-1000°С.