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.
Уровень техники
Известен способ очистки сточных вод, содержащих смесь катионного и анионного красителей, путем подщелачивания смеси карбонатом натрия с последующей добавкой к раствору хлорида кальция. В результате наблюдается выпадение окрашенного карбоната кальция и степень извлечения красителей достигает 90% (Zhao D. - H., Zhang Y - L., Wei Y. - P., Gao H - W. J. Mater. Chem., 2009, 19, 7239-7244).
Недостаток данного способа:
- эффективен лишь при одновременном нахождении в сточных водах катионного и анионного красителей в близких концентрациях, находящихся в диапазоне 10-60 мг/л.
Известен способ сорбционной очистки сточных вод от красителей, в котором в качестве сорбента используют магнийсодержащий материал, состоящий из карбоната магния и гидроксида магния и измельченный до зерен размером 0.5-3 мм (Патент РФ №2430888. Опубл. 2011 г.). Степень сорбции кислотного и катионного красителей из сточных вод достигает 100 при перемешивании и контакте фаз в течение 20-30 минут.
Недостатками данного способа являются:
- неустойчивость сорбента в кислых средах и, следовательно, невозможность его использования для очистки кислых сточных вод;
- высокий расход сорбента (1 г сорбента на 10 мл раствора красителя с концентрацией 40 мг/л).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ очистки сточных вод от кислотных и основных красителей, а также от ионов тяжелых металлов с использованием в качестве сорбента неорганического каркасного материала - цеолита, модифицированного разными способами и разными модификаторами - хитозаном или альгинатами (Патент РФ №2184607. Опубл. 2002 г.).
Недостатками известного способа являются:
- ни один из модифицированных сорбентов не обеспечивает одинаково эффективную адсорбцию одновременно и кислотных, и основных красителей, так как имеют низкую степень адсорбции кислотных красителей;
- низкая экономичность способа, обусловленная:
- дороговизной сорбента, поскольку для его изготовления используется дорогостоящее сырье - хитозан, извлекаемый из панцирей ракообразных;
- высоким расходом сорбента, связанным с быстрой потерей работоспособности из-за смыва слоя модификатора ввиду отсутствия закрепления его на цеолитной основе;
- невозможностью регенерации сорбента, так как активная часть смывается сточной водой с поверхности сорбента.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является поиск способа очистки сточных вод от кислотных и основных красителей путем обработки их сорбентом, имеющим каркасную структуру, который обеспечил бы эффективную очистку сточных вод, содержащих одновременно и кислотные, и основные красители за счет повышения степени адсорбции кислотных красителей, и повысил экономичность процесса за счет снижения стоимости сорбента, его расхода и возможности его регенерации.
Поставленная задача решена способом очистки сточных вод от кислотных и основных красителей путем обработки их сорбентом, имеющим каркасную структуру, в качестве которого используют титансодержащее металлоорганическое каркасное соединение формулы Тi8O8(ОН)4[O2С-С6H4СO2]6, содержащее в качестве линкера остатки 1,4-дикарбоновой кислоты бензола, а в узлах решетки кластеры в виде оксометаллатных многогранников, содержащих ионы титана, при концентрации сорбента в растворе 40-50 г/л и времени очистки 40-60 минут.
Изобретение позволяет получить следующие преимущества:
- обеспечить универсальность способа, поскольку используемым сорбентом можно чистить сточные воды, содержащие любой краситель - и основной, и кислотный;
- повысить экономичность процесса очистки за счет:
- использования более дешевого сорбента;
- низкого расхода сорбента;
- возможности регенерации сорбента, что позволяет сохранить его работоспособность не менее чем на 8 циклов.
Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения
Для реализации способа используют в качестве сорбента соединение, получаемое следующим образом.
В 300 мл диметилформамида загружают 16.6 г (0.1 М) терефталевой кислоты и при перемешивании нагревают реакционную массу до кипения. После полного растворения кислоты к раствору добавляют 17 г (0.05 М) бутоксида титана и выдерживают смесь при кипении в течение 6-7 часов. Затем смесь охлаждают до комнатной температуры, образовавшуюся твердую фазу отфильтровывают, промывают последовательно ацетоном и диметилформамидом и высушивают при температуре 190-200°С.
Изобретение реализуют следующим образом. В раствор красителя с концентрацией 0.01% добавляют сорбент, смесь перемешивают магнитной мешалкой в течение 40-60 минут. Далее раствор фильтруют и определяют концентрацию оставшегося красителя. Концентрацию красителя в растворе определяют спектрофотометрически, предварительно получив калибровочные графики, построенные в координатах: оптическая плотность - концентрация красителя.
Степень адсорбции рассчитывают в процентах по формуле:
где Cнач. и Cкон. - начальная и конечная концентрации красителя в растворе.
Степень адсорбции основного и кислотного красителей при разных условиях осуществления способа очистки приведена в таблице. Сорбент регенерируют слабым раствором пероксида водорода, после чего он полностью восстанавливает свою работоспособность на не менее чем 8 циклов.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ АДСОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ | 2015 |
|
RU2594529C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТИТАНСОДЕРЖАЩЕГО МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКОГО КАРКАСНОГО СОЕДИНЕНИЯ | 2013 |
|
RU2532554C1 |
АДСОРБЕНТ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ АВТОМОБИЛЯ | 2009 |
|
RU2406558C1 |
АДСОРБЕНТ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ О-, М- И П-ИЗОМЕРОВ АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ | 2009 |
|
RU2426581C2 |
АДСОРБЕНТ ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ, КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ И ХРАНЕНИЯ CO | 2009 |
|
RU2420352C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ АЛЮМИНАТА КАЛЬЦИЯ ДЛЯ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО РАЗДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ | 2013 |
|
RU2544665C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ | 2017 |
|
RU2644880C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКОГО КАРКАСНОГО МАТЕРИАЛА UiO-66 ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ 1,4-ДИХЛОРБЕНЗОЛА | 2022 |
|
RU2795682C1 |
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЫШЬЯКА ИЗ РАСТВОРОВ | 1991 |
|
RU2039011C1 |
СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ УГЛЕРОДНОГО СОРБЕНТА, ЗАГРЯЗНЕННОГО ОРГАНИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ | 1992 |
|
RU2046014C1 |
Изобретение относится к способам очистки сточных вод от красителей. Способ очистки сточных вод от кислотных и основных красителей заключается в обработке вод сорбентом с каркасной структурой. Сорбент представляет собой титансодержащее металлоорганическое каркасное соединение формулы Ti8O8(OH)4[O2C-C6H4CO2]6, содержащее в качестве линкера остатки 1,4-дикарбоновой кислоты бензола, а в узлах решетки кластеры в виде оксометаллатных многогранников, содержащих ионы титана. Технический результат заключается в повышении степени адсорбции кислотных красителей при сохранении эффективности адсорбции основных красителей. 1 табл.
Способ очистки сточных вод от кислотных и основных красителей путем обработки их сорбентом, имеющим каркасную структуру, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют соединение, представляющее собой титансодержащее металлоорганическое каркасное соединение формулы Ti8O8(OH)4[O2C-C6H4CO2]6, содержащее в качестве линкера остатки 1,4-дикарбоновой кислоты бензола, а в узлах решетки кластеры в виде оксометаллатных многогранников, содержащих ионы титана, при концентрации сорбента в растворе 40-50 г/л и времени очистки 40-60 минут.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ СОРБЕНТОВ (ВАРИАНТЫ) | 2000 |
|
RU2184607C2 |
СОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ | 1992 |
|
RU2038843C1 |
СПОСОБ СОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КРАСИТЕЛЕЙ | 2010 |
|
RU2430888C1 |
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КРАСИТЕЛЕЙ | 2000 |
|
RU2177913C1 |
СПОСОБ ОЧИСТКИ АКТИВНОЙ СРЕДЫ ЖИДКОСТНОГО ЛАЗЕРА | 1991 |
|
RU2029424C1 |
Авторы
Даты
2014-11-10—Публикация
2013-04-18—Подача