СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2013 года по МПК C02F1/62 B01D15/04 B01J20/16 

Изобретение относится к технологии 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, опубл. 10.09.2005).

Недостатками данного способа являются низкая степень очистки и низкая скорость фильтрации.

Известен способ очистки сточных вод, заключающийся в использовании мелкодисперсных материалов с соотношением оксидов кальция и кремния в пределах от 1,4 до 1,9 (SU №473679, C02F 1/62, C02F 101/20, C02F 103/16, опубл. 15.06.1975).

Недостатком данного способа является низкая скорость фильтрации. 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 1/20, опубл. 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 сланец с содержанием минерала биотита не менее 25%, с размером зерен сорбента от 2,50 до 3,00 мм.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. В качестве сорбента используют измельченные отходы горнодобывающей промышленности - слюдяной сланец с содержанием минерала биотита 25%. Такой отход образуется в горнодобывающей промышленности, например на Вишневогорский горно-обогатительном комбинате.

Кварц - 30-40 объемн.%

Биотит - 25-30 объемн.%

Мусковит - 46-28 объемн.%

Примеси - 1-2 объемн.%

Для сорбции использовались отходы с размерами зерен от 2,50 до 3,00 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 7,2 л/ч. В этом случае в колонку вводилось тяжелого металла 7,2 мг/ч. Продолжительность эксперимента составляла 1,5 ч.

В таблице приведены полученные результаты по очистке сточных вод.

Таблица Используе-
мый для очистки сорбент Масса сорбента, г Скорость фильтрации, л/ч Конечная концентрация металлов в фильтрате мг/л Медь Никель Ртуть предлагается сланец (2,50 мм) 450 7,2 1,5·10^-3 0,7·10^-2 3,5·10^-6 сланец (2,85 мм) 440 7,2 1,5·10^-3 0,7·10^-2 3,5·10^-6 сланец (3,00 мм) 430 7,2 1,5·10^-3 0,7·10^-2 3,5·10^-6 прототип пирит, обогащенный до 84-96% 970 3,6 3,0·10^-3 1,0·10^-2 5,0·10^-6

Выводы: по данным таблицы видно, что применение сланца с содержанием минерала биотита не менее 25%, с размером зерен сорбента от 2,50 до 3,00 мм позволяет:

1) увеличить скорость фильтрации в 2 раза по сравнению с прототипом, что приводит к сокращению времени очистки,

2) уменьшить расход сорбента в 2 раза по сравнению с прототипом, что приводит к его экономии.

Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод промышленных предприятий от ионов тяжелых металлов. В способе очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов путем сорбции на твердом нерастворимом природном сорбенте в качестве природного сорбента используют сланец с содержанием минерала биотита не менее 25%, с размером зерен сорбента от 2,50 до 3,00 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 сланец с содержанием минерала биотита не менее 25%, с размером зерен сорбента от 2,50 до 3,00 мм.