Адсорбент для очистки воды от органических веществ Советский патент 1982 года по МПК B01D15/08 

Изобретение относится к физическо химиии, а точнее к сорбции, и может быть использовано для охраны окружающей среды от органических загрязнителей на локальных или биологических очистных сооружениях предприятий нефтехимического синтеза для сщсорбционной очистки сбрасываемой воды. . Известно использование активных углей в качестве сорбционного матери ала для очистки воды от органических примесей l. Следует отметить, что активные уг ли, обладая универсальными сорбционными свойствами, дороги, малоустойчи вы, особенно в агрессивных средах. Цель изобретения - получение адсорбента по своим свойствам близкого к активным углям, химически прочного и более дешевого. Поставленная цель достигается использованием известного отхода винодельческого производства - косточек винограда, в качестве исходного мате риала для получения ещсорбента. Эти косточки, в отличие от вышеуказанных углей, уже имеют сторого определенную форму и поэтому не подлежат специальному трудоемкому дроблению и отделению фракции при последующей активации. Кроме того, эта природная форма не только не нарушается в процессе активации,а наоборот сохраняется и придает особую прочность углям, полученным на основе этих косточек. Активные угЛи, полученные из виноградных косточек, как показали опыты, приближаются к своим сорбционным свойствам к микропористым углям первого структурного типа 2, адсорбция на которых может быть интерпретирована с точки зрения теории объемного заполнения. На основании теории объемного заполнения микропор получено уравнение изотермы адсорбции из водных растворов микропористыми активными углями первого структурного типа Wu „ о ОЛО JJg. .р (gg Sfi-l - 2,303 где Г - равновесная адсорбция при температуре Т и равновесной концентрации Ср; V - мощный объем адсорбата; С - концентрация равновесного насыщенного раствора; V - удельный объем адсорбционного пространства; К - константа, характеризующая данную систему адсорбент-адсорбат (константа характеристической кривой). . Если экспериментальные изотермы адсорбции подчиняются уравнению (1), то в координатах 1;едГр , ( она должна быть прямой линией с танг нсом угла наклона tgdb 2,303 KR Т 9 im 2,303 тр-, где В - Структурно-энергетическая ко станта, характеризующая данный уголь; р - коэффициент аффинности, пред ставляющий величину относительной дифференциальной мольной работы адсорбции. На фиг.1 приведены опытные изотермы адсорбции сульфонола (1,1) додецилбенэола (2,2), фенола (3,3) соответственно на предлагаемом сорбенте в сравнении с активным углем марки БАУ; на фиг,2 - то же, линеали зованные в логарифмических координатах. Данные изотермы дали возможность установить: предельный объем адсорбционного пространства (Wp 0,2-0,3 ), объем микропор (,2-0,25 ), структурноэнергетические константы (В.), значение, соответствукнцее максимальной предельной адсорбции, например, для сульфонола, равно- 5060 мг/л и подтвердить сходство сорбционных свойств полученного адсорбента с активным углем. Наряду с- сорбционными свойствами, приближающими полученные из виноград Kboi косточек образцы сорбентов к из вестным активным углям, предлагаегФай сорбент имеет и свои преимущественные отличия: во-первых, он обладает высокой механической прочностью, что позволяет его многократно исполь зовать после регенерации даже в агре сивных средах; бо-вторых, в процессе приготовления сорбента отпадаетнеоб .ходимость специального дробления, та как за основу берется сама форма кос точек, созданная природой; в-третьих этот сорбент гораздо дешевле, так как получен из материала, являющегося многотоннажным отходом винодельче кого производства, утилизация .которо го с целью получения нужного сорбционного материала может явиться важной задачей, имеющей большое народнохозяйственноее значение, как с точ ки зрения использования отхода пронзаодства, так и с точки зрения охраны окружающей среды, Следует также отметить, что в тех нологии приготовления вина виноградные косточки в процессе брожения хорошо отделяются от мякоти и оседаюТ вниз, образуя донные осадки, кото{яле легко отделяются от жидкой части. Способность косточек быстро отделяться при брожении, а также несложный процесс их удаления открывают большие возможности реального упрощения технологии приготовления сорбента и удешевления его в целом, Пример 1 , Высушенные в естественных условиях косточки винограда подвергают обработке 8-10%-ным раствором серной кислоты в течение 6-7 ч, отделяют от кислоты, высушивают при комнатной температуре. Затем высушенные косточки насыпают в стальную трубку размером (120х «20) мм, имеющую два патрубка: один для ввода, другой для отвода сжатого воздуха. Трубку помещают в корпус печи СУОЛ-0,15 1/12 МР ТУ 7895-68, Температуру с помощью соответствующего напряжения на латоре поддерживают 230-250 °С, При этой температуре в токе сжатого воздуха (скорость ВоьА -80-100 мл/мин) производят сжигание косточек в течение 30-35 мин. Пример 2. Навески полученного образца сорбента помещают в колбы с притертыми пробками, зашивают определенным объемом растворов фенола додецилбензола и сульфонола и встряхивают на шуттель-аппарате (130 колеб,/мин) в течение времени, необходимого для установления адсорбционного равновесия в системе. Равновесную адсорбцию расчитывают по формуле г- (Со- Ср)У Р 100 m где С и Ср - соответственно исход ная и равновесная концентрация сорбата в растворе, мг/л; m - навеска сорбента, г; V - объем исслед1 емого раствора, мл. . Определение сорбата в растворе в случае фенола и додецилбензола производят хроматографическим методом, в случае сульфонола - спектрофотометрическим методом, Пример 3, Регенерацию отработанного сорбента производят при 400-450С в той же печи, что и в примере Г в точке водяного пара,в течение 30-40 мин, В таблице представлена динамическая характеристика регенерированного предлагаемого сорбента в сравнении с углем марки БАУ. Как видно из табличных данных, все параметры регенерированного сорбента, полученного на основе косточек винограда, приближгиотся к соответствующим данным угольных сорбентов.

Динамическая характеристика регенерированного сорбента на основе косточек винограда в сравнении с углем марки ВАУ

Формула изобретения

Применение косточек винограда в качестве исходного материала для получения гранулированного адсор бента для очистки воды от органических веществ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1.Глубокая очистка и повторное использование сточных вод. Обзор. М., Госстройиздат СССР, 1974.

48, 1, с. 186-191 (прототип).