СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ СВИНЦА Российский патент 2020 года по МПК C02F1/62 C02F1/28 B01D15/04 

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 степень очистки и увеличить скорость фильтрации.

Поставленная задача в предлагаемом решении достигается тем, что в способе очистки сточных вод от ионов свинца в качестве сорбента используется пенобетон средней плотности D600, модифицированная ортофосфатом натрия, Na₃PO₄ при следующих соотношениях компонентов, мас. %:

- пенобетон марки по средней плотности D600 96,0-98,0 - ортофосфат натрия Na₃PO₄ 2,0-4,0

Использование ортофосфата натрия, Na₃PO₄ обеспечивает образование труднорастворимого осадка Рb₃(РO₄)₂ по следующей схеме:

3Pb²⁺+2РO₄ ^3-=Рb₃(РO₄)_2↓.

Произведение растворимости ортофосфата свинца, Рb₃(РO₄)₂, ПР_Pb3(PO4)2 менее 10^-20, что способствует повышению емкости поглощения ионов свинца Рb(II) модифицированным пенобетоном марки по средней плотности D600.

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

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии пенобетона смеси марки по средней плотности D600, модифицированной ортофосфатом натрия Na₃PO₄, а, именно, повышается емкость поглощения ионов свинца Рb(II) и повышается скорость фильтрации сточных вод.

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

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для очистки сточных вод от ионов свинца Pb(II).

Пример конкретного выполнения.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В качестве сорбента предлагается использовать пенобетон марки по средней плотности D600, модифицированный ортофосфатом натрия, фракции (3,0-5,0) 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 составляет 210 г.

Водные растворы хлоридов ионов свинца Рb(II) имели концентрацию 0,1 г/л.

Объемная скорость раствора, пропускаемого через колонку 2,8 мл/с или 10 л/ч. В этом случае в колонку вводилось иона тяжелого металла 10 мг/ч. Продолжительность эксперимента составляла 1,5 часа.

В таблице приведены результаты очистки указанного водного раствора хлорид ионов свинца Рb(II).

В таблице приведены полученные результаты по очистке воды, содержащей хлориды ионов свинца Рb(II).

Выводы: по данным таблицы видно, что использование в качестве сорбента пенобетона марки по средней плотности D600, модифицированного ортофосфатом натрия, фракции (3,0-5,0) мм повышает скорость фильтрации в 1,4 раза, повышает поглотительную способность сорбента на 40% и уменьшает расход сорбента более, чем на 50%.

Изобретение относится к способу очистки сточных вод от ионов свинца. Очистку осуществляют путем сорбции на твердом сорбенте. В качестве твердого сорбента с размером зерен сорбента 3,0-5,0 мм используют пенобетон марки по средней плотности D600, модифицированный ортофосфатом натрия Na₃PO₄. Соотношение компонентов, мас. %: пенобетон марки по средней плотности D600 96,0-98,0; ортофосфат натрия Na₃PO₄ 2,0-4,0. Технический результат заключается в повышении степени очистки и увеличении скорости фильтрации. 1 табл.

Способ очистки сточных вод от ионов свинца путем сорбции на твердом сорбенте, отличающийся тем, что в качестве твердого сорбента с размером зерен сорбента 3,0-5,0 мм используют пенобетон марки по средней плотности D600, модифицированный ортофосфатом натрия Na₃PO₄, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

пенобетон марки по средней плотности D600 96,0-98,0; ортофосфат натрия Na₃PO₄ 2,0-4,0