RU2425807C1 - Способ очистки сточных вод от ионов кадмия - Google Patents

Способ очистки сточных вод от ионов кадмия Download PDF

Info

Publication number
RU2425807C1
RU2425807C1 RU2010109533/05A RU2010109533A RU2425807C1 RU 2425807 C1 RU2425807 C1 RU 2425807C1 RU 2010109533/05 A RU2010109533/05 A RU 2010109533/05A RU 2010109533 A RU2010109533 A RU 2010109533A RU 2425807 C1 RU2425807 C1 RU 2425807C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silica gel
adsorbent
cadmium ions
purification
waste water
Prior art date
Application number
RU2010109533/05A
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Павлович Акаев (RU)
Олег Павлович Акаев
Анна Дмитриевна Цветкова (RU)
Анна Дмитриевна Цветкова
Александр Васильевич Свиридов (RU)
Александр Васильевич Свиридов
Татьяна Карповна Акаева (RU)
Татьяна Карповна Акаева
Original Assignee
Олег Павлович Акаев
Анна Дмитриевна Цветкова
Александр Васильевич Свиридов
Татьяна Карповна Акаева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Павлович Акаев, Анна Дмитриевна Цветкова, Александр Васильевич Свиридов, Татьяна Карповна Акаева filed Critical Олег Павлович Акаев
Priority to RU2010109533/05A priority Critical patent/RU2425807C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2425807C1 publication Critical patent/RU2425807C1/ru

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в технологиях очистки сточных вод и в водоподготовке. Для осуществления способа в качестве сорбента используют кремнегель - отход производства фторида алюминия, модифицированный жирными кислотами, например стеариновой или пальмитиновой, в количестве от 1 до 15%. Процесс адсорбции проводят в интервале температур 25-45°С при перемешивании. Способ обеспечивает повышение степени очистки сточных вод от кадмия в 2,2-5 раз по сравнению с использованием в качестве сорбента немодифицированного кремнегеля, а также способствует утилизации многотоннажных отходов производств фторида алюминия. 2 табл.

Description

Изобретение относится к очистке сточных вод от ионов тяжелых металлов, преимущественно от ионов кадмия, и может быть использовано в технологиях очистки сточных вод различных производств и в водоподготовке.
В настоящее время очистка сточных вод предприятий является актуальной экологической проблемой. Она существует практически во всех регионах России. Несмотря на то, что тяжелые металлы являются химическими компонентами биосферы, ее искусственное загрязнение последними резко возрастает с развитием промышленности. Многие технологии сопряжены с образованием так называемых разбавленных растворов, содержащих токсичные металлы. Со сточными водами цветной металлургии, а также гальванических цехов в водоемы поступает значительное количество ионов металлов. Мощным источником загрязнения окружающей среды является автотранспорт.
Многие примеси не извлекаются из воды механически, не нейтрализуются при биологической очистке, не удаляются такими традиционными методами водоочистки, как отстаивание, коагуляция и флотация. Это обуславливает введение в комплексную технологическую схему водоподготовки стадии сорбционной доочистки. Как правило, эта стадия является заключительным этапом в технологическом процессе очистки воды.
Сорбционный метод является хорошо управляемым процессом. Он позволяет удалять загрязнения чрезвычайно широкой природы практически до любой остаточной концентрации независимо от их химической устойчивости.
Важным методом очистки сточных вод является адсорбционная очистка с использованием промышленных отходов и местных сырьевых ресурсов. Этот метод очистки отличается универсальностью, простотой аппаратурного оформления, не требует больших капиталовложений.
В качестве адсорбентов для извлечения загрязнителей из промышленных сточных вод наибольшее распространение получили активные угли. Однако низкая адсорбционная емкость промышленных активированных углей, а также низкая диффузионная проницаемость гранул адсорбента ограничивают внедрение сорбционных методов в производстве [1].
Кремнеземсодержащие материалы уже нашли широкое применение в качестве эффективных кремнеземных адсорбентов, адсорбентов и носителей для газовой хроматографии. Современные технологии стремятся модифицировать традиционные сорбенты для улучшения их сорбционных свойств. Большое развитие получило химическое модифицирование поверхности дисперсного кремнезема, что дает возможность направленно изменять его свойства.
Одним из наиболее распространенных в промышленной практике минеральных адсорбентов является силикагель, который обладает хорошо развитой пористостью и по химическому составу представляет оксид кремния (кремнезем) [2].
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод от ионов кадмия путем их извлечения кремнегелем, который является отходом производства фторида алюминия [3]. Недостатком данного адсорбента является его низкая адсорбционная емкость, которая приводит к низкой степени очистки водного раствора от тяжелых металлов на примере ионов кадмия.
Изменение адсорбционных свойств кремнеземных адсорбентов может быть достигнуто в результате химического модифицирования их поверхности путем введения в состав амино-, сульфо- и нитрильных групп, атомов фтора, алкильных и алкенильных радикалов. Модифицирование позволяет получить адсорбенты с качественно новыми свойствами.
Техническим результатом заявляемого изобретения является улучшение сорбционных свойств кремнегеля, позволяющего эффективно очистить сточные воды от тяжелых металлов.
Одновременно, кроме хороших сорбционных свойств, адсорбент обладает низкой себестоимостью изготовления.
Положительный эффект при использовании заявляемого изобретения достигается за счет модификации поверхности частиц кремнегеля жирными кислотами.
Способ приготовления адсорбента для очистки сточных вод от тяжелых металлов проводится путем введения в кремнегель стеариновой или пальмитиновой кислот по рецептуре. Смесь тщательно перетирается в ступке при комнатной температуре до однородной массы и готова к употреблению.
Уменьшение количества модификатора (менее 1% от массы кремнегеля) не приводит к повышению сорбционных свойств, и степень очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов не изменяется.
Количество модификатора более 15% от массы кремнегеля не удерживается поверхностью немодифицированного адсорбента и образует самостоятельную фазу, которая не обладает адсорбционными свойствами.
Применение адсорбента для очистки сточных вод от тяжелых металлов заключается в следующем.
В водный раствор, содержащий ионы кадмия, вводят модифицированный адсорбент в соотношении Т:Ж=3:100. Обработку проводят при температурах 25-45°С при перемешивании до достижения сорбционного равновесия. Затем осадок отфильтровывают, очищенную воду направляют в производство.
В связи с тем, что адсорбция на модифицированном кремнегеле протекает за счет сил химической природы, снижение температуры менее 25°С делает процесс очистки неэффективным. Повышение температуры свыше 45°С приводит к десорбции модификатора с поверхности кремнегеля, что также приводит к снижению степени извлечения ионов металла из воды.
Эффективность описываемого способа очистки сточных вод от тяжелых металлов на примере кадмия и необходимость заявленных условий для достижения цели иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Очищаемую воду, содержащую 100 мг/л кадмия, подают в контактный резервуар, при перемешивании вводят адсорбент-кремнегель, модифицированный пальмитиновой кислотой 1%, в количестве 3 мг/л и проводят обработку при перемешивании при температуре 25°С в течение 10 мин (до достижения сорбционного равновесия). Затем очищенную от ионов кадмия воду отфильтровывают. Степень очистки от ионов кадмия-30,2%.
Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но процесс адсорбции проводят при температуре 45°С. Степень очистки от ионов кадмия - 33,8%.
Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но вводят адсорбент-кремнегель, модифицированный пальмитиновой кислотой в количестве 7%. Степень очистки от ионов кадмия - 44,2%.
Пример 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но вводят адсорбент-кремнегель, модифицированный стеариновой кислотой в количестве 3%, и очистку проводят при температуре 25°С. Степень очистки от ионов кадмия - 33,1%.
Пример 5. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но вводят адсорбент-кремнегель, модифицированный стеариновой кислотой в количестве 7%, и очистку проводят при температуре 45°С. Степень очистки от ионов кадмия - 53,9%.
Пример 6. Способ осуществляют аналогично примеру 4, но вводят адсорбент кремнегель, модифицированный стеариновой кислотой в количестве 15%. Степень очистки от ионов кадмия - 75,0%.
Пример 7. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но процесс адсорбции проводят немодифицированным кремнегелем при температуре 45°С. Степень очистки от ионов кадмия - 15,0%.
Таблица 1
Количество модификатора (стеариновая кислота),% Степень очистки, %
При 25°С При 35°С При 45°С
0 (прототип) 26 18,7 15
1 29,3 31,4 33,5
3 33,1 36,4 39,1
5 37,2 40,7 47,7
7 42,7 46,4 53,9
10 49,5 58,8 62,9
15 56,7 71,1 75
Таблица 2
Количество модификатора (пальмитиновая кислота), % Степень очистки, %
При 25°С При 35°С При 45°С
0 (прототип) 26 18,7 15
1 30,2 32,8 33,8
3 35,2 37,5 40,5
5 39,5 43,1 51,5
7 44,2 55,1 62,1
10 57,4 59,3 69,3
15 62,4 67 74,4
Анализ данных, представленных в таблицах 1 и 2, показал, что заявляемое средство обладает более высокой адсорбционной способностью, модифицирование жирными кислотами приводит к увеличению степени очистки водного раствора от ионов кадмия в 2,2-2,4 раза при 25°С, 3,6-3,8 при 35°С, в 5 раз при 45°С.
Кроме того, использование предлагаемого адсорбента способствует утилизации многотоннажных отходов производств фторида алюминия, где на 1 т фторида алюминия образуется около 0,36 т кремнегеля (в пересчете на 100% оксид кремния).
Предложенный в работе материал является перспективным, доступным, дешевым и достаточно эффективным сорбентом для практического применения при разработке технологий очистки промышленных сточных вод и водоподготовки.
Источники информации
1. Нагаев В.В., Шулаев М.В., Сироткин А.С. // Химическая промышленность. 1998. №7. С.27-30, 1998. №10. С.29-30.
2. Кольцов С.И., Алесковский В.Б. Силикагель, его строение и химические свойства. Л., 1963.
3. Акаев О.П., Цветкова А.Д. Применение кремнийсодержащих отходов в качестве сорбентов ионов тяжелых металлов. / Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов, Курск, №12, Декабрь, 2009. - С.103-104.

Claims (1)

  1. Способ очистки промышленных сточных вод путем обработки адсорбентом с последующим отделением образующегося осадка, отличающийся тем, что в качестве адсорбента используют кремнегель, отход производства фторида алюминия, модифицированный жирными кислотами в количестве 1-15%, а процесс адсорбции проводят при перемешивании при температурах 25-45°С.
RU2010109533/05A 2010-03-15 2010-03-15 Способ очистки сточных вод от ионов кадмия RU2425807C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010109533/05A RU2425807C1 (ru) 2010-03-15 2010-03-15 Способ очистки сточных вод от ионов кадмия

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010109533/05A RU2425807C1 (ru) 2010-03-15 2010-03-15 Способ очистки сточных вод от ионов кадмия

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2425807C1 true RU2425807C1 (ru) 2011-08-10

Family

ID=44754514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010109533/05A RU2425807C1 (ru) 2010-03-15 2010-03-15 Способ очистки сточных вод от ионов кадмия

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2425807C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116371362A (zh) * 2023-04-19 2023-07-04 哈尔滨工业大学(深圳) 一种基于咖啡壳活性炭吸附剂的制备方法及其产物与应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2206522C1 (ru) * 2002-02-20 2003-06-20 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Гальтек" Способ очистки сточных вод от вредных примесей, содержащих кадмий
ES2235663A1 (es) * 2003-12-23 2005-07-01 Universidad De Oviedo Procedimiento para la eliminacion de metales divalentes presentes en disolucion en un medio acuoso.
CN1994916A (zh) * 2006-12-29 2007-07-11 上海师范大学 一种去除水中二价镉离子的钢渣组合物及其制法和应用
CN101033095A (zh) * 2007-02-06 2007-09-12 天津大学 一种去除水中微量汞、镉离子的改性水滑石的制备方法
RU2329098C1 (ru) * 2006-12-13 2008-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов
RU2351548C1 (ru) * 2007-12-27 2009-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2206522C1 (ru) * 2002-02-20 2003-06-20 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Гальтек" Способ очистки сточных вод от вредных примесей, содержащих кадмий
ES2235663A1 (es) * 2003-12-23 2005-07-01 Universidad De Oviedo Procedimiento para la eliminacion de metales divalentes presentes en disolucion en un medio acuoso.
RU2329098C1 (ru) * 2006-12-13 2008-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов
CN1994916A (zh) * 2006-12-29 2007-07-11 上海师范大学 一种去除水中二价镉离子的钢渣组合物及其制法和应用
CN101033095A (zh) * 2007-02-06 2007-09-12 天津大学 一种去除水中微量汞、镉离子的改性水滑石的制备方法
RU2351548C1 (ru) * 2007-12-27 2009-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АКАЕВ О.П. и др. Применение кремнийсодержащих отходов в качестве сорбентов ионов тяжелых металлов. Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. - Курск, 2009, №12, с.103-104. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116371362A (zh) * 2023-04-19 2023-07-04 哈尔滨工业大学(深圳) 一种基于咖啡壳活性炭吸附剂的制备方法及其产物与应用
CN116371362B (zh) * 2023-04-19 2024-08-16 哈尔滨工业大学(深圳) 一种基于咖啡壳活性炭吸附剂的制备方法及其产物与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104529062B (zh) 橡胶促进剂nobs生产废水处理用净水剂及废水处理方法
Pizarro et al. Adsorption of Cu2+ on coal fly ash modified with functionalized mesoporous silica
Heibati et al. Removal of noxious dye—Acid Orange 7 from aqueous solution using natural pumice and Fe-coated pumice stone
CN102190345B (zh) 一种可循环再生的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法
Kyrii et al. Local wastewater treatment by effective coagulants based on wastes
CN109012565A (zh) 一种掺氮的磁性碳材料吸附去除废水中重金属离子的方法
CN105540921B (zh) 一种去除废水中铊的方法
Pietrelli Fluoride wastewater treatment by adsorption onto metallurgical grade alumina
CN110330164A (zh) 一种碱性高盐高氟废水回收氟资源与钠资源的方法
RU2425807C1 (ru) Способ очистки сточных вод от ионов кадмия
KR101844024B1 (ko) 용해성 cod를 제거하는 폐수처리방법 및 이를 위한 폐수처리제 조성물
Sezgin et al. Removal of heavy metal ions from electroplating wastewater
CN111499055B (zh) 一种锂系橡胶合成废水的综合处理方法
CN109851142B (zh) 一种市政生活污水处理方法
Suhendar et al. Natural zeolite activation using chloride acid (HCl) for methylene blue adsorbent
Zouboulis et al. Biosorptive flotation for metal ions removal: the influence of surface tension
CN116832799A (zh) 一种氨基化石墨烯催化剂的制备方法及其在去除废水中污染物的应用
CN112774621B (zh) 一种空心微球及其制备方法和应用
RU2689576C1 (ru) Способ очистки высокомутных мышьяксодержащих сточных вод
RU2433959C1 (ru) Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов
CN108993387A (zh) 一种掺氟的碳基磁性材料吸附去除废水中多种重金属离子的方法
RU2340566C2 (ru) Способ очистки водной среды фильтрованием
CN106629971B (zh) 一种铁基纳米污水处理剂及其使用方法
LU509537B1 (en) Novel Multifunctional Arsenic Removal Material-Fe-Ti-Mn Ternary Composite Adsorbent and Synthesis Method Thereof
RU2060959C1 (ru) Способ очистки сточных вод от синтетических поверхностно-активных веществ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130316