СПОСОБ СОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КРАСИТЕЛЕЙ Российский патент 2011 года по МПК C02F1/28 C02F1/58 B01J20/04 C02F103/14 

Описание патента на изобретение RU2430888C1

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от красителей и может быть использовано для очистки сточных вод красильных и отделочных цехов предприятий текстильной и легкой промышленности, предприятий бытовой химии, кожевенных заводов.

Известен способ сорбционной очистки сточных вод от красителей, включающий подачу и отвод сточных вод, перемешивание вод и сорбента, отделение сорбента, причем в качестве сорбента используется твердый углеродсодержащий отход электродных производств, например, производства графитовых электродов [1]. Указанный отход представляет собой продукт термической обработки кокса, используемой в печах графитизации электродов в качестве теплоизоляционной и токопроводящей прослойки.

Недостаток способа - отсутствие достаточных количеств предлагаемого сорбента, в то время как красильно-отделочные производства отличаются огромным количеством сточных вод: на 1 т окрашенной продукции расходуется 50-430 м3 воды; способ рекомендован, в основном, для очистки сточных вод от красителей в полиграфической промышленности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является очистка сточных вод от красителей с использованием суспензии монтмориллонита (природного сорбента) в 0,1 М растворе хлорного железа, активированный акустическими колебаниями [2].

Недостатком способа прототипа является трудоемкость процесса приготовления суспензии сорбента, необходимость обработки сорбента ультразвуком частотой 22 кГц.

Технической задачей изобретения является расширение ассортимента применяемых при очистке сточных вод сорбентов, упрощение условий приготовления сорбентов при сохранении высокой степени очистки.

Технический результат достигается тем, что в качестве сорбента при очистке сточных вод от красителей применяют магнийсодержащий материал, который измельчают до зерен размером 0,5-3 мм, перемешивают фазы в течение 20-30 минут. Применяемый магнийсодержащий материал, согласно проведенным исследованиям, состоит из карбоната магния (51,62-52,84%) и гидроксида магния (46,13-47,28%).

Опыты по очистке сточных вод от красителей проводили, используя модельные растворы красителей и сточные воды красильно-отделочного цеха трикотажного объединения «Сейм» (г.Курск).

Содержание красителей контролировали спектрофотометрическим методом. Для этого сняты спектры поглощения красителей в координатах: оптическая плотность (А) - длина волны (λ) на приборе СФ-26; выбраны длины волн максимального светопоглощения: для кислотного ярко-зеленого - 670 нм, для катионного синего 2К - 610 нм. Найдены границы подчинения растворов красителей основному закону светопоглощения - закону Бера.

Примеры осуществления способа

Пример 1

К модельному раствору красителя кислотного ярко-зеленого (С0=40 мг/л) добавляли магнийсодержащий материал, состоящий из карбоната магния (51,62-52,84%) и гидроксида магния (46,13-47,28%), измельченный до зерен размером 5-10 мм, и перемешивали магнитной мешалкой. Через определенные промежутки времени отбирали пробы для анализа и определяли содержание красителя спектрофотометрическим методом, измеряя оптическую плотность растворов при λ=670 нм.

Результаты исследований приведены в таблице 1.

Как следует из полученных данных, после 30-минутного перемешивания фаз наблюдается 100%-ная сорбция красителя.

Пример 2

К модельному раствору красителя катионного синего 2К (С0=10 мг/л) добавляли магнийсодержащий материал, состоящий из карбоната магния (51,62-52,84%) и гидроксида магния (46,13-47,28%), измельченный до зерен размером 5-10 мм, и перемешивали магнитной мешалкой. Через определенные промежутки времени отбирали пробы для анализа и определяли содержание красителя спектрофотометрическим методом, измеряя оптическую плотность растворов при λ=610 нм.

Результаты исследований приведены в таблице 2.

Как следует из полученных данных 100%-ная сорбция катионного синего 2К наблюдается после 20-минутного контакта фаз.

Пример 3

Для повышения сорбционной емкости магнийсодержащего материала, состоящего из карбоната магния (51,62-52,84%) и гидроксида магния (46,13-47,28%), проведено его измельчение до зерен размером 0,5-3 мм и изучена сорбция красителей в аналогичных условиях.

Результаты исследований приведены в таблице 3.

Опыты показывают, что измельчение сорбента повышает его сорбционную и реакционную способность, что позволяет использовать его для извлечения красителей в высоких концентрациях.

Пример 4

Сорбцию красителей в динамических условиях проводили следующим образом: через колонку диаметром 1 см и высотой слоя загрузки 12 см (масса сорбента - магнийсодержащего материала, состоящего из карбоната магния (51,62-52,84%) и гидроксида магния (46,13-47,28%) - 10 г) пропускали растворы красителей с концентрацией кислотного ярко-зеленого - 40 мг/л и катионного синего 2К - 10 мг/л. Отобранные пробы фильтрата контролировали на содержание красителя. Проскок наблюдается при пропускании через загрузку 180 мл раствора катионного синего 2К и 110 мл раствора кислотного ярко-зеленого.

Динамическая обменная емкость (ДОЕ) магнийсодержащего материала, состоящего из карбоната магния (51,62-52,84%) и гидроксида магния (46,13-47,28%), составляет 44 мг кислотного ярко-зеленого и 18 мг катионного синего 2К на 1 г сорбента.

Пример 5

К производственной сточной воде красильно-отделочного цеха, содержащей кислотный ярко-зеленый - 28,64 мг/л, катионный синий 2К - 8,65 мг/л и минеральные соли - 580 мг/л (объем 400 мл), добавлен магнийсодержащий материал, состоящий из карбоната магния (51,62-52,84%) и гидроксида магния (46,13-47,28%), измельченный до зерен размером 0,5-3 мм, массой 10 г. После 30-минутного перемешивания наблюдается 100%-ная сорбция красителей.

Приведенные данные иллюстрируют хорошую сорбционную активность магнийсодержащего материала относительно промышленных красителей.

Предлагаемый способ сорбционной очистки сточных вод от красителей по сравнению с аналогом:

- расширяет ассортимент применяемых при очистке сорбентов;

- упрощает условия приготовления сорбентов;

- увеличивает скорость очистки;

- решает проблему очистки высококонцентрированных сточных вод, что способствует охране окружающей среды от загрязнений высокотоксичными веществами.

Таблица 1 Эффективность очистки раствора от красителя кислотного ярко-зеленого (масса магнийсодержащего материала - 3 г, концентрация красителя - 40 мг/л) Время контакта фаз, мин 2,5 5,0 7,5 10,0 20,0 30,0 Концентрация красителя, мг/л 22,25 11,13 4,48 1,74 0,86 0 Сорбция, % 44,37 72,18 88,79 95,65 97,83 100

Таблица 2 Эффективность очистки раствора от красителя катионного синего 2К (масса магнийсодержащего материала - 1 г, концентрация красителя - 10 мг/л) Время контакта фаз, мин 2,5 5,0 7.5 10,0 20,0 30,0 Концентрация красителя, мг/л 6,68 3,12 1,34 0,57 0 0 Сорбция, % 39,23 68,78 86,52 94,32 100 100

Таблица 3 Влияние размеров частиц сорбента на эффективность сорбции красителей (масса сорбента - 1 г, время контакта - 30 мин,
Скат.син=10 мг/л, Скисл.зел.=40 мг/л).
Размер фракции, мм Кислотный ярко-зеленый Катионный синий 2К Объем раствора, мл Сорбция, % Объем раствора, мл Сорбция, % 5-10 30,0 36,80 30,0 24,16 20,0 62,27 20,0 44,18 10,0 100 10,0 100 0,5-3 60,0 86,14 60,0 74,80 50,0 100 50,0 92,13 40,0 100 40,0 100

Литература

1. Патент №2063930, G02F 1/28, опубл. 20.07.1996.

2. Патент №2177913, G02F 1/52, опубл. 10.01.2002.

Похожие патенты RU2430888C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ СОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ФЕНОЛОВ 2009
  • Мальцева Валентина Стефановна
  • Будыкина Татьяна Алексеевна
  • Сазонова Анна Владимировна
RU2424193C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ХРОМА (III) 2009
  • Мальцева Валентина Стефановна
  • Будыкина Татьяна Алексеевна
RU2424192C1
СПОСОБ СОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КРАСИТЕЛЕЙ 2011
  • Мальцева Валентина Стефановна
  • Сазонова Анна Владимировна
RU2475455C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ХРОМА (III) И МЕДИ (II) 2014
  • Мальцева Валентина Стефановна
  • Калюжная Татьяна Анатольевна
  • Корнева Виктория Сергеевна
  • Тулупова Анна Альбертовна
RU2579131C1
СПОСОБ СОРБЕНТНОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ХРОМА(III), ЖЕЛЕЗА(III), МЕДИ(II) И КАДМИЯ(II) 2012
  • Мазитов Леонид Асхатович
  • Финатов Алексей Николаевич
  • Финатова Ирина Леонидовна
RU2500623C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ КАРБОНАТА И ГИДРОКСИДА МАГНИЯ 2012
  • Мазитов Леонид Асхатович
  • Финатов Алексей Николаевич
  • Финатова Ирина Леонидовна
  • Дружинина Наталья Серафимовна
RU2498850C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КИСЛОТНЫХ И ОСНОВНЫХ КРАСИТЕЛЕЙ 2013
  • Кудрик Евгений Валентинович
  • Макарова Анна Сергеевна
  • Макаров Сергей Васильевич
  • Найденко Екатерина Викторовна
  • Койфман Оскар Иосифович
RU2532552C1
Способ получения магнитных сорбентов для концентрирования патогенов с последующей постановкой масс-спектрометрии 2020
  • Геогджаян Анна Самвеловна
  • Жарникова Ирина Викторовна
  • Курчева Светлана Александровна
  • Котенева Елена Анатольевна
  • Жарникова Татьяна Владимировна
  • Калинин Александр Васильевич
  • Гнусарева Ольга Александровна
  • Кошкидько Александра Геннадьевна
  • Абрамович Алёна Владимировна
  • Цыганкова Ольга Ивановна
  • Котенев Егор Сергеевич
RU2762805C1
Способ получения ионообменного полиакрилонитрильного волокна 1982
  • Иванова Галина Владимировна
  • Ананьева Тамара Алексеевна
  • Ятчев Николай Иванович
  • Емец Людмила Владимировна
  • Наранович Вера Тимофеевна
  • Вольф Леонард Абрамович
SU1068556A1
Способ очистки сточных вод от кислотных катионных и прямых красителей 1988
  • Набиев Маис Наби Оглы
  • Шабанов Алимамед Лятиф Оглы
  • Шахтахтинская Назифа Габибулла Кызы
SU1560480A1

Реферат патента 2011 года СПОСОБ СОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КРАСИТЕЛЕЙ

Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод красильных и отделочных цехов предприятий текстильной и легкой промышленности, предприятий бытовой химии, кожевенных заводов. Для осуществления способа сорбционной очистки сточных вод от красителей в качестве сорбента используют природный магнийсодержащий материал, состоящий из карбоната магния (51,62-52,84%) и гидроксида магния (46,13-47,28%) и измельченный до зерен размером 0,5-3 мм. Степень сорбции красителей из сточных вод достигает 100% при перемешивании и контакте фаз в течение 20-30 минут. Изобретение обеспечивает расширение ассортимента применяемых при очистке сточных вод сорбентов, упрощение условий приготовления сорбентов при сохранении высокой степени очистки от красителей. 3 табл.

Формула изобретения RU 2 430 888 C1

Способ сорбционной очистки сточных вод от красителей, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют природный магнийсодержащий материал, состоящий из карбоната магния (51,62-52,84%) и гидроксида магния (46,13-47,28%), измельченный до зерен размером 0,5-3 мм, время контакта фаз составляет 20-30 мин.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2430888C1

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КРАСИТЕЛЕЙ 2000
  • Рязанцев А.А.
  • Сизых М.Р.
  • Батоева А.А.
RU2177913C1
Способ очистки сточных вод от анионных красителей 1985
  • Дорошенко Валерий Евгеньевич
  • Тарасевич Юрий Иванович
  • Руденко Вера Михайловна
  • Иванова Зинаида Григорьевна
SU1353740A1
Способ получения карбонизирован-НОгО АдСОРбЕНТА 1979
  • Ковзун Игорь Григорьевич
  • Овчаренко Федор Данилович
SU814440A1
US 6319412 B1, 20.11.2001
CN 101333054 A, 31.12.2008
Способ восстановления хромовой кислоты, в частности для получения хромовых квасцов 1921
  • Ланговой С.П.
  • Рейзнек А.Р.
SU7A1
Устройство двукратного усилителя с катодными лампами 1920
  • Шенфер К.И.
SU55A1

RU 2 430 888 C1

Авторы

Мальцева Валентина Стефановна

Будыкина Татьяна Алексеевна

Даты

2011-10-10Публикация

2010-02-08Подача