СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2009 года по МПК B01J20/02 

Изобретение может быть использовано для 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, опубликован 10.09.2005).

Недостатком данного способа является невысокая степень очистки.

Известен способ очистки сточных вод, заключающийся в использовании мелкодисперсных материалов с соотношением CaO:SiO₂=1,4…1,9 (SU №473679, C02C 5/02, опубликован 12.04.1975).

При этом способе не достигается такая степень очистки, которая не превышала бы предельно допустимой концентрации (ПДК).

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, C02F 1/61, C02F 1/28, C02F 101:20, опубликован 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 кварц-альбит-хлоритовый сланец с содержанием минерала хлорита, равным 45%, с размером зерен сорбента 1,25…2,50 мм.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. В качестве сорбента используют измельченные отходы горнодобывающей промышленности: кварц-альбит-хлоритовый сланец с содержанием минерала хлорита не менее 45%. Такой отход образуется в горнодобывающей промышленности, например, ОАО Ленинградсланец.

Отход имеет следующий минеральный состав:

Кварц - 15-17 об.%

Плагиоклаз (альбит) - 35-26 об.%

Хлорит - 40-45 об.%

Карбонат (кальцит) - 9-10 об.%

Примеси - 1-2 об.%

Для сорбции использовались отходы с размерами зерен 1,25-2,50 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.

Таблица Используемый для очистки сорбент Масса сорбента, г Скорость фильтрации, л/ч Конечная концентрация металлов в фильтрате, мг/л Медь Никель Ртуть предлагается кварц-альбит-хлорито-
вый сланец (1,25 мм) 450 7,2 2,5·10^-3 0,8·10^-2 4,5·10^-6 кварц-альбит-хлорито-
вый сланец (1,85 мм) 440 7,2 2,5·10^-3 0,8·10^-2 4,5·10^-6 кварц-альбит-хлорито-
вый сланец (2,50 мм) 430 7,2 2,5·10^-2 0,8·10^-2 4,5·10^-6 прототип пирит, обогащенный до 84-96% 970 3,6 3,0·10^-3 1,0·10^-2 5,0·10^-6

Изобретение относится к области экологии. В способе очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов путем сорбции на твердом нерастворимом природном сорбенте в качестве природного сорбента используют кварц-альбит-хлоритовый сланец с содержанием минерала хлорита, равным 45%, с размером зерен сорбента 1,25…2,50 мм. Технический результат - увеличение скорости фильтрации при очистке сточных вод, что приводит к сокращению времени очистки, и уменьшение расхода сорбента, что приводит к его экономии. 1 табл.

Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов путем сорбции на твердом нерастворимом природном сорбенте, отличающийся тем, что в качестве природного сорбента используют кварц-альбит-хлоритовый сланец с содержанием минерала хлорита, равным 45%, с размером зерен сорбента 1,25…2,50 мм.