СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2020 года по МПК C02F1/28 C02F1/62 

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод промышленных предприятий от ионов тяжелых металлов.

Известен способ очистки сточной воды от ионов тяжелых металлов, включающий обработку очищаемой воды смесью карбонатита и активного кремнезема, взятых в соотношениях (0,8-1):1 (RU №2259956, C02F 1/62, опубл. 10.09.2005).

Недостатком данного способа является низкая степень очистки и низкая скорость фильтрации.

Известен 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, F1/61, C02F 1/28, C02F 1/20, опубл. 20.09.2002).

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

Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является, выбранный за прототип, способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, который основан на сорбции ионов тяжелых металлов на природном сорбенте, представленном горной породой агальматолит с содержанием минерала пирофиллита не менее 80 об. %, с размером зерен сорбента от 3,0 до 5,0 мм (RU №2625111 C1, C02F 1/62, C02F 1/28, B01D 15/04; B01J 20/16. опубл. 11.07.2017).

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

Задача изобретения - повысить способ очистки и увеличить скорость фильтрации.

Технический результат достигается тем, что в способе очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, осуществляемый путем сорбции на твердом сорбенте с размером фракции от 3,0 до 5,0 мм, в качестве твердого сорбента используют пенобетон марки по средней плотности D400, модифицированный гексоцианоферратом калия, при следующих соотношениях компонентов, мас. %:

- пенобетон марки по средней плотности D400 97,0-99,0 - гексоцианоферрат калия, K₄[Fe(CN)₆ 1,0-3,0.

Использование гексоцианоферрата калия обеспечивает образование труднорастворимых осадков, например, для катиона меди, Cu²⁺ и катиона Cd²⁺ по схеме:

что способствует повышению емкости поглощения ионов тяжелых металлов, например, катионов меди и кадмия пенобетоном марки по средней плотности D400, модифицированным гексоцианоферратом калия.

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя в заявляемом способе очистки сточных вод используемый сорбент не известен и данное техническое решение обладает мировой новизной.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии пенобетона D400, модифицированного гексоцианоферратом калия, а именно, повышается емкость поглощения ионов тяжелых металлов, например, ионов меди и кадмия и повышается скорость фильтрации.

По мнению авторов и заявителя, изобретение соответствует критерию охраноспособности - изобретательский уровень.

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов.

Пример конкретного выполнения.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В качестве сорбента предлагается использовать пенобетон D400 с размером фракции от 3,0 до 5,0 мм, модифицированный гексоцианоферратом калия, 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 составлял 315 г.

Водные растворы хлоридов ионов Cu(II) и Cd(II) имели концентрацию по поглощаемому иону 0,1 г/л.

Объемная скорость раствора, пропускаемого через колонку 2,6 мл/с или 9,5 л/ч. В этом случае в колонку вводилось тяжелого металла 9,5 мг/ч. Продолжительность эксперимента составляла 1,5 часа.

В таблице приведены результаты очистки указанных водных растворов хлоридов ионов меди, Cu(II) и ионов кадмия, Cd(II).

В таблице приведены полученные результаты по очистке воды, содержащей хлориды ионов меди и ионов кадмия.

Выводы: по данным таблицы видно, что использование в качестве сорбента пенобетона D400 с размером зерен сорбента от 3,0 до 5,0 мм, модифицированного гексоцианоферратом калия, повышается скорость фильтрации в 1,2 раза и повышается поглотительная способность сорбента на 26-33%.

Изобретение относится к способу очистки сточных вод промышленных предприятий от ионов тяжелых металлов. Очистку сточных вод осуществляют путем сорбции на твердом сорбенте. В качестве сорбента используют пенобетон марки по средней плотности D400 с размером зерен сорбента от 3,0 до 5,0 мм, модифицированный гексоцианоферратом калия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный пенобетон D400 - 97,0-99,0; гексоцианоферрат калия, K₄[Fe(CN)₆] - 1,0-3,0. Технический результат заключается в повышении степени очистки и увеличении скорости фильтрации. 1 табл.

Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов путем сорбции на твердом сорбенте с размером зерен сорбента от 3,0 до 5,0 мм, отличающийся тем, что в качестве твердого сорбента используют пенобетон марки по средней плотности D400, модифицированный гексоцианоферратом калия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

указанный пенобетон D400 97,0-99,0 гексоцианоферрат калия, K₄[Fe(CN)₆] 1,0-3,0