СПОСОБ ОЧИСТКИ ЗАГРЯЗНЕННОЙ ВОДНОЙ СРЕДЫ ОТ БЕНЗОЛА Российский патент 2009 года по МПК C02F1/28 C01B31/08 

Изобретение относится к области очистки загрязненной водной среды и может быть использовано в способах очистки водной среды, загрязненной бензолом.

Известен способ очистки сточных вод от цианидов, в котором обработку воды осуществляют перекисью водорода в присутствии озона (А.С. СССР № 592761, опубл. 15.02.78).

Известный способ не позволяет очистить загрязненную воду от бензола.

Известен способ очистки сточных вод от бензола путем десорбции в токе воздуха, причем десорбцию ведут в токе воздуха, содержащего пары метанола, или этанола, или пропанола (А.С. СССР № 1353737, опубл. 23.11.87 - прототип).

Недостатками известного способа является необходимость применения дорогих химических препаратов, сложность проведения процесса, низкая экология проведения процесса.

Техническая задача изобретения - найти возможность применения для обработки загрязненной бензолом воды активированного древесного угля на базе естественно возобновляемых, доступных и дешевых ресурсов, к которым относится древесина осины, способного быстро и качественно сорбировать бензол из водных сред при снижении трудозатрат процесса очистки загрязненной воды и обеспечении экологии.

Поставленная задача достигается тем, что в способе очистки загрязненной водной среды от бензола, включающем обработку воды, обработку загрязненной водной среды осуществляют активированным древесным углем, полученным пиролизом древесины осины и последующим активированием пероксидом водорода отобранных после измельчения и сепарации частиц продукта пиролиза размером 0,2-2,0 мм, при этом процесс активации одной массовой части отобранных частиц древесного угля проводят их выдерживанием в капсулах в присутствии 2,5 массовых частей 10%-ного раствора пероксида водорода при температуре 250-300°С в течение 5-10 минут при давлении 30-50 МПа, а обработку загрязненной водной среды проводят 5-10 минут при расходе полученного активированного древесного угля в количестве 1 г на 100 мл загрязненной водной среды.

Изобретение отличается от прототипа тем, что обработку загрязненной водной среды осуществляют активированным древесным углем, полученным пиролизом древесины осины и последующим активированием пероксидом водорода отобранных после измельчения и сепарации частиц продукта пиролиза размером 0,2-2,0 мм, при этом процесс активации одной массовой части отобранных частиц древесного угля проводят их выдерживанием в капсулах в присутствии 2,5 массовых частей 10%-ного раствора пероксида водорода при температуре 250-300°С в течение 5-10 минут при давлении 30-50 МПа, а обработку загрязненной водной среды проводят 5-10 минут при расходе полученного активированного древесного угля в количестве 1 г на 100 мл загрязненной водной среды.

Это обеспечивает возможность применения для обработки загрязненной бензолом воды активированного древесного угля на базе естественно возобновляемых, доступных и дешевых ресурсов, к которым относится древесина осины, способного быстро и качественно сорбировать бензол из водных сред при снижении трудозатрат процесса очистки загрязненной воды и обеспечении экологии.

В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено технических решений, содержащих указанные отличительные признаки, а также совокупность указанных отличительных признаков.

Изобретение применимо и будет использовано в отрасли в 2008 г.

В таблице 1 представлены уровни концентрации бензола (промилле) в водном растворе при воздействии полученных углей для различных временных интервалов. Доза - 0,5 г исследуемого угля в 50 мл модельного раствора.

В таблице 2 представлена кинетика снижения концентрации бензола в модельном растворе.

Способ осуществляли следующим образом.

Пример

Активированный древесный уголь получали пиролизом древесины осины, измельчали полученный древесный уголь, активировали его пероксидом водорода, выполняли сепарацию, промывку дистиллированной водой и сушку конечного продукта, причем процессы измельчения и сепарации проводили с отбором частиц с размером 0,2-2,0 мм, при этом процесс активации одной массовой части отобранных частиц древесного угля проводили их выдерживанием в капсулах в присутствии 2,5 массовых частей 10%-ного раствора пероксида водорода при температуре 250-300°С в течение 5-10 минут при давлении 30-50 МПа.

Адсорбционные свойства полученных образцов древесного угля изучались в Санкт-Петербургском Центре исследования и контроля воды на модельном водном растворе бензола. Исследования выполнены с использованием хроматографа Agilent 6850.

При проведении экспериментов для получения сравнительных показателей использовались угли из натуральной древесины осины (пример 1) и дуба (пример 2).

Результаты экспериментов представлены в таблице 1.

Качественная и количественная картина адсорбции бензола полученными по примерам образцами древесного угля очевидна из данных таблицы 1.

Для оценки интенсивности процесса адсорбции различными образцами древесного угля введем коэффициент адсорбции К:

где K_нач, K_i - соответственно начальная и текущая концентрация бензола в исследуемом модельном растворе.

Расчетные значения коэффициентов K сведены в таблице 2. По результатам анализа данных таблиц 1 и 2 видно, что активированный уголь, полученный заявленным способом, поглощает 95% бензола в течение 5-10 минут и продолжает улучшать эти характеристики в последующее время (до 60 мин).

Таким образом, заявленное техническое решение обеспечивает возможность применения для обработки загрязненной бензолом воды активированного древесного угля на базе естественно возобновляемых, доступных и дешевых ресурсов, к которым относится древесина осины, способного быстро и качественно сорбировать бензол из водных сред при снижении трудозатрат процесса очистки загрязненной воды и обеспечении экологии.

Эффект заявленного технического решения достигается при совокупности всех заявленных признаков.

Таблица 2 № п/п Образцы углей Продолжительность контакта, мин 0 5 10 30 60 1 Древесный уголь из натуральной осины 1,0 1,5 4,5 7,5 10,0 2 Древесный уголь из натурального дуба 1,0 27,5 44,0 55,0 122,2 3 Древесный уголь из осины, полученный заявленным способом 1,0 17,5 70,0 77,7 140,0

Изобретение относится к области очистки загрязненной водной среды и может быть использовано в способах очистки водной среды, загрязненной бензолом. Способ включает обработку загрязненной водной среды активированным древесным углем, полученным пиролизом древесины осины с последующим активированием пероксидом водорода в течение 5-10 минут при расходе полученного активированного древесного угля в количестве 1 г на 100 мл водной среды. Изобретение позволяет быстро и качественно сорбировать бензол из водных сред при снижении трудозатрат процесса очистки. 2 табл.

Способ очистки загрязненной водной среды от бензола, включающий обработку воды, отличающийся тем, что обработку загрязненной водной среды осуществляют активированным древесным углем, полученным пиролизом древесины осины и последующим активированием пероксидом водорода отобранных после измельчения и сепарации частиц продукта пиролиза размером 0,2-2,0 мм, при этом процесс активации одной массовой части отобранных частиц древесного угля проводят их выдерживанием в капсулах в присутствии 2,5 мас.ч. 10%-ного раствора пероксида водорода при температуре 250-300°С в течение 5-10 мин при давлении 30-50 МПа, а обработку загрязненной водной среды проводят 5-10 мин при расходе полученного активированного древесного угля в количестве 1 г на 100 мл загрязненной водной среды.