Способ очистки жидкостей Советский патент 1993 года по МПК C02F1/42 

1зобретение относится к области очистки жидкостей от механических и ионных примесей, может быть использовано для очистки воды от дисперсных примесей и катион зв цветных, тяжелых и радиоактивных мета 1лов.

I ель изобретения - повышение эффек- тивн )сти очистки путем удаления ионных прии/есей.

Г оставленная цель достигается тем, что в спс собе очистки жидкости от дисперсных и ионн ix примесей при помощи фильтрации и ионо бмена фильтрование жидкости ведут черег пористый полимерный материал, со- держ щий в себе неорганический катионооб- мет ик. Содержание неорганического катис нообменника в пористом полимерном мате 1иале 50-70 мас.%, а его крупность от 10 да 500 мкм. В качестве неорганического катианообменника используют природный цеолит.

Введение в структуру пористого полимерного материала неорганического кати- оноорменника позволяет придать ему ионообменные свойства, при сохранении фильтрационных и прочностных характеристик. Очистка жидкостей проводится не только на мельчайшем дисперсном, но и на I/) ионном уровне.Г™

Количественное содержание цеолита е микропористом полимерном материале чрезвычайно важно; С одной стороны - высокое содержание цеолита позволяет говорить о значительной удельной ионообменной емкости фильтрациейного материала и су- щественной экономии полимера, с другой О стороны - избыточное содержание цеоли- - та приводит к снижению прочностных ха- Јь, рактеристик фильтрационного материала и ухудшению процесса задерживания дис- Ј персных частиц из очищаемой жидкости. ,. Экспериментальные данные показали, что полимерный материал сохраняет свои проч- -А ностные и фильтрационные характеристики при содержании цеолита до 50-70 мас.% (при крупности 10 мкм).

Через фильтрационный материал с различным содержанием цеолита пропускают модельный раствор с механическими примесями и катионами металлов (табл.1 и 2).

Результаты экспериментов показывают, что при очистке жидкости от дисперсных

примесей и вредных катионов на пористом полимерном материале, содержащем в себе неорганический катионообмейяик (природный цеолит)наиболее эффективным является содержание последнего 50-70 мас.%. При изменении скоростных режимов фильтрации (содержание неорганического катионообменника 80% массы) наблюдается вымывание цеолита из пористого материала, что также говорит об неоптимальности ингредиентов фильтра.

Крупность, неорганического катионообменника, вводимого в пористый полимерный материал, чрезвычайно важна. С одной стороны, цеолит должен быть максимально измельчен для обеспечения наибольшей поверхности контакта жидкой и твердой фаз; с другой стороны, следует помнить о том, что при определенном размере частиц (близком к 10 мкм для цеолита) наблюдается ухудшение ионообменных свойств неорганического катионообменника вследствие нарушения зарядных характеристик элементарной ячейки катионообменника.

Экспериментально был определен ин- тёрвал оптимально-разумной крупности цё- . Ьл йтгк вводимого в пористый полимерный материал. Модельный раствор пропускался через образцы фильтрукж его материала с содержанием цеолита 60% и его различны- ми .классами крупности (табл.3).

По итогам экспериментов можно сделать вывод о наилучшей крупности от 10 до 500 мкм.

Введение в пористый полимерный ма- тёрмал в качестве неорганического катионообменника природного цеолита связано с тем, что этот алюмосиликат обладает уникальными ионообменными свойствами и, будучи испытан наряду с другими мине- ральными неорганическими сорбентами (вермикулит, тальк и др.),показал наиболь- ший спектр вбзможно удаляемых катионов и суммарную ионообменную емкость. Кроме того, было принято во внимание широкое распространение цеолитов, их большие за- nacbi, доступность и дешевизна. Из известных Природ нйх цеолитов предполагается йспользова ть высококремнистые цеолиты - клйнрптилрлйт, модёрнит, эрионит, как об- л адающиё необходимыми для промышленного использования свойствами (термостойкость, химическая и радиационная устойчивость). Особое внимание следует уделить возможности извлечения радиоактивных элементов природным цеолитом (радий-226) (см. табл.1,3).

Предлагаемый способ при необходимости обеспечивает и регенерацию пористого полимерного материала, содержащего неорганический катионообменник после его использования в Процессе очистки жидкостей. Удаление задержанных дисперсных примесей осуществляют путем кратковременной обратной промывки фильтрующего материала, а восстановление -ионообменной емкости может быть обеспечено тем, что эту промы вку проводят достаточно концентрированными растворами соляной кислоты или поваренной соли. В первом случае содержащийся в пористом полимерном материале цеолит будет переведен в Н-форму, во втором - в Na-форму, что является рабочими формами цеолита, так как-и ион Н+ и ион Na+ по термодинамическим характеристикам легко замещаются на кэтионробмен- ных центрах рядом вредных катионов, например Cs, Rb, Sr, МЬЦ, Pb, Ba и др.

Способ очистки жидкостей от дисперсных и ионных примесей при очевидной простоте осуществления и технологичности позволяет произвести очистку жидкостей на дисперсном и монном уровне за одну операцию.

Способ может быть широко использован для очистки сбросных или оборотных сточных вод предприятий (цехов) при необходимости удаления из них механических примесей и катионов тяжелых, цветных и радиоактивных металлов.

Формула изобретения

1.Способ очистки жидкостей фильтрованием через пористый полимерный материал с наполнителем, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки путем удаления ионных примесей, в качестве наполнителя используют природный катионообменный материал - цеолит в количестве 50-70 мас.% загрузки.

2.Способ по п,1, от л и чаю щи и с я тем, что цеолит используют крупностью 10- 500 мкм.

Таблица 1

Сущность изобретения: для очистки жидкостей от дисперсных и ионных примесей осуществляют фильтрование через пористый полимерный материал, содержащий 50-70% неорганического катионообменни; ка природного цеолита крупностью 10-500 мкм. Способ может быть использован для очистки сбросных или оборотных сточных вод предприятий при необходимости удаления из них механических примесей и катионов тяжелых, цветных и радиоактивных металлов. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

Ре; актор Т.Егорова

Составитель И.Абдульманов

Техред М.МоргенталКорректор А. Козориз

Заказ 131

Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Т а б л и ц а 3

Подписное