Способ получения сорбента для очистки природных вод от фтора Советский патент 1991 года по МПК C02F1/28 B01J20/32 C02F1/28 C02F101/14 C02F103/04 

Изобретение относится к способам получения сорбентов для водоподготовки и может быть использовано в хозяйственно- питьевом-и производственном водоснабжении для очистки от фтора.

Целью изобретения является упрощение и удешевление процесса при сохранении высокой степени очистки от фтора.

Для осуществления способа твердый материал - природный ракушечник обрабатывают 2,5-10 %-ным раствором сульфата алюминия при массовом соотношении соли алюминия и ракушечника 1:(3-10).

Ракушечник, обработанный сульфатом алюминия, используют для очистки природных вод от фтора с рН 6,5-8,5.

Дефторирование воды определяется характером взаимодействия ракушечника и сульфата алюминия, при котором проявляется полифункциональность свойств ракушечника. При этом ракушечник нейтрализует кислые растворы А12(504)з до слабокислой

реакции с образованием основных солей либо гидроксида алюминия, проявляющих большую активность к фтор-иону, чем (50)з. Кроме того, ракушечник выполняет функцию носителя, на котором закрепляются образованные более сорб- ционно-активные к фтору гидроксосоли алюминия.

В отличие от известного способа, где необходима дополнительная операция - промывка Al-модифицированного сорбента дистиллированной водой до слабокислой среды, в предложенном способе ракушечник обеспечивает нейтрализацию сульфата алюминия, исключает необходимость дополнительной промывки водой и закрепляет гидролизованные формы алюминия на своей поверхности. Взаимодействие последних с фтор-ионами приводит к образованию Al-фторидных комплексов, которые остаются на поверхности обработанного ракушечника.

VI о

(

IGO

оо

Обработку ракушечника i,c следующим образом.

Навеску крошки ракушечника IIP ют с 2 5- 10 %-ным раствором А1г(304}з при соотношении соям алюминия и рчку ьечни- ка 1.(3-10). Суспензию перемешивают j -е- чение 2-5 мин. При этом рН суспензии устанавливается 5,5-6,0, Поэтому стядия от мывки суспензии до слабокислой реакции з отличие от прототипа исключается.

Фтсфсодержащугс природную ьомУсмг шивают с суспензией, полученной при взаимодействии рркуирчн /ка с раствором сульфата алюминия, перемеш еа сл м оставляют до полного осветления лиРс гр- фильтровывают.

П р и м е р 1. К 1 дм исходной воды с содержанием фтора 9,3 иг/дм п рН 6 8 прибавляют суспензию обработанного ракушечника (2 г ракушечника и 0,35 г AlfSC b) перемешивают в течение 15 мин рястзор фильтруют, в Фильтрате определяют содержание фтора и алюминия: (,53 мг/рм ; А10ст не обнаружен; рН 7,1.

Примеры 2-4. Показывают возмож- ность очистки от фтора природной воды opt раздельном использовании AiaCSQ b ракушечника и при ИСПОЛЬЗОРЗИИИ ракуше чи- ка, обработан ноге сульфатом ал пминия

Полученные результаты представлены з табл.1

Таким образам, положительный офбгкт достигается только в исполчгования для обе фторирования суспензии рачушеч- ьикэ, обработанного раствором сульфата алюл ичич,

Примеры 5 -7 мллюи.рлр« кл оыбор оптимального количества и/льфэгэ алюминия.

При мер 5, К 1 дм ьод с соцсожанием фтора l)J мг/дм13 и рН 0,9 прибавляют 2 г ракушечника, обработанного 200 мг AhfbQ-ib перемешивают Е. win Анзлпги- руют на остаточное содержание фтора

Пример G. Bfcsnonf пют no nput iepy 5, мо ракушечник оЬрабят ыва от 300 MI А12(504)з

Пример, Выполняю по гримеру 5, но ракушечник обрабатываю 350 мг

(804)з

П р и м е р ы 8-11. l/iiinioorpi ipy f влияние времени перемешиаанмя сСрабогаш го ракушечника с очигиэемиг растворяв Примеры 8-11 осуществляют по примеру 7 но время перемешивания составляет 5, 10 15, 25 мин соответственно.

П р и t, s р is 12-15, Ип;1юстрирую5 влияние времени обрабэ1 и ракушечника растворогл сульфата алюминии. 12-15 гсуществляют по примеру о, по в качеогве фторпоглощающей смеси используют суспензию обработанногх) ракушечника, полученную при взаимодействии 2 г ракушечника с 350 мг AlaCSOdb в течение 2, 3, 5, (О мин соответственно.

Примеры 16-17. Иллюстрируют применимость предложенного способа к с истке растворов с разным содержанием фтора; осуществляют го примеру 1, но в качестве исходной используют еоду . содержанием фтора 4, 48, 18,62 мг/дм 3.

Полученные результаты представлены в табл.2

Пример18. К1 дм3 исходной воды с содержанием фтора 9,3 мг/дмЗ и рН 6,4 прбавляют суспензию обработанного шечника (1,5 г ракушечника и раствор соли алюминия, содержащей 0,35 г сульфата алюминия перемешивают в течение 15 мин Воду сЬильтруют. в фильтрате определяют содержание сртооа и алюминия- ,84 мг/цм3, рН 5,5; не обнаружен

Влияние соотношения соли алюминия и ракушечника показано в табл. 3.

Прим а р 19. Выполняют по примеру 18, но в качестве суспензии обработанного ракушечника беру смесь, полученную при взаимодействии 5 г ракушечника и раствори со, о 0,35 г (504)з (т. е сиожошение А12(5О4)з:ракушечник 1.3}

f и м е р 20. Выполняют по примеру 13, , о в качестве суспензии обработанного ракушечника беру смесь, полученную при взаимодействии 3,5 г ракушечника с 0,35 г А1(50ф, г о. соотношение А12(504)з ргку- шйчник равно 1:10.

П р и м е р 21. Выполняют по примеру 18, но в качестве суспензии обработанного ракушечника используют смесь, полученную при взаимодействии 0,77 г ракушечни- Кс и 0.35 г (504)з.

П р м м е р 22 Выполняют по примеру 1i, но в качестве суспензии обработанного р к/шечника используют смесь, получен- н ю при взаимодействии 3,85 г ракушечни- кЈ с 0,35 г (SO-q)3.

Полученные результаты показывают, что при соотношении (504)з ракушеч- еще обеспечивается выполнение и обретения, хотя остаточное содержание ф-ора в воде составляет 1,44 мг/дм3, т. е г7 )ибтижается к верхнему пределу ПКД по iiiopy. При увеличении расхода ракушеч- н 1ка (примеры 7- 17,19) остаточное содержание фтора существенно ниже ПДК При з чснии соотношения (504)з:ракушеч- и IK 1:10 (пример 20) степень обесфтори- п iHMi. высока, однако в очищенной ооде п )чсляются пзвешенные частицы ракушечника, поэтому дальнейшее увеличение расхода ракушечника нецелесообразно.

Модифицированный сорбент после насыщения фтором легко регенерируется последовательной обработкой растворами соды, сульфата алюминия и водой.

Пример 24. Показывает возможность многократного использования сорбента после регенерации.

Пример 24. Выполняют в динамиче- ских условиях: в колонку помещают 5 г модифицированного сорбента и пропускают через него фторсодержашую природную воду. Фильтрат отбирают з мерные колбы емкостью 100 мл, где определяют остаточное содержание фтср«з. Фильтрацию прекращают, когда остаточное содержание фтора в очередной порции фильтрата превышает ПКД. Затем сорбент в колонке регенерируют и используют в следующем цикле очист- ки.

Результаты представлены в табл. 4.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет удалить фтор из природных .вод до уровня ПДК при следующих параметрах проведения процесса: расход сульфата алюминия 19-60 мг/мг удаляемого фтора; соотношение сульфат алюминия ; ракушечник 1:{3-10). Время обработки ракушечника 2-5 мин. Время контакта обработанного

ракушечника с водой 5-15 мин. При этбм в очищенной воде отсутствует алюминий, количество сульфат-ионов не превышает ПДК, значение рН воды лежит в пределах, допустимых по ГОСТу 2874-82.

По сравнению с известным способом при сохранении высокой степени очистки предлагаемый способ позволяет сократить время проведения процесса, упростить процесс за счег исключения стадии отмывки сорбента от избытка сульфата алюминия, исключить расход воды на отмывку сорбента, г также понизить стоимость очистки за счет замены дорогостоящего и дефицитного активного угля на отход природного материала - ракушечника.

Формула изобретения Способ получения сорбента для очистки природных вод от фтора, включающий обработку твердого материала раствором сульфата алюминия, отличающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления способа при сохранении высокой степени очистки от фтора, в качестве твердого материала используют природный ракушечник, обработку ведут 2,5-10 %-ным раствором сульфата алюминия при массовом соотношении соли алюминия и ракушечника :(3-10).

Изобретение относится к способам получения сорбентов для водоподготовки и может быть использовано в очистке фторсо- держащих природных вод. Способ осуществляют обработкой ракушечника 2,5-10 %- ным раствором сульфата алюминия при соотношении соли алюминия и ракушечника 1:3-10. Целью изобретения является упрощение и удешевление процесса получения сорбента при сохранении высокой степени очистки от фтора. Способ позволяет обеспечить удаление фтора из природных вод до уровня ПДК, отсутствие в очищенной воде алюминия, сокращение времени подготовки сорбента с 60 до 2-5 мин при исключении стадии отмывки сорбента. 4 табл.

Таблица 1

Таблица 2

Продолжение табл.2

Таблица 3

Таблица 4