состав для очистки отработанных вод

Классы МПК:C02F1/28 сорбцией
C02F1/52 флоккуляцией или осаждением взвешенных загрязнений
B01J20/20 содержащие свободный углерод; содержащие углерод, полученный процессами коксования
C02F103/16 от металлургических процессов, те от производства, очистки или обработки металлов, например гальванические стоки
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-06-17
публикация патента:

Изобретение может быть использовано для очистки отработанных вод моечных машин, содержащих ионы металлов, нефтепродукты и взвешенные частицы. Состав для очистки отработанных вод включает сорбент, коагулянт на основе хлоридов железа, алюминия, минеральный комплекс на основе щелочных зол и полиакриламид. Содержание смеси оксидов щелочноземельных металлов CaO+MgO в минеральном комплексе составляет не менее 40%. В качестве сорбента используют окисленный или расширенный кристаллический или скрытокристаллический графит при следующем содержании компонентов в составе, мас.%: сорбент 10-20, коагулянт 15-30, полиакриламид 1-5, минеральный комплекс на основе щелочных зол - остальное. В предпочтительном варианте состава соотношение смеси оксидов щелочноземельных металлов СаО и MgO в минеральном комплексе составляет 3:1. Предложенный состав обеспечивает повышение эффективности очистки отработанных вод. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Формула изобретения

1. Состав для очистки отработанных вод, содержащих ионы металлов и нефтепродукты, включающий сорбент, коагулянт на основе хлоридов железа, алюминия, минеральный комплекс на основе щелочных зол, отличающийся тем, что он дополнительно содержит полиакриламид, а содержание смеси оксидов щелочноземельных металлов CaO+MgO в минеральном комплексе составляет не менее 40%, при этом в качестве сорбента используют окисленный или расширенный кристаллический или скрытокристаллический графит при следующем содержании компонентов, мас.%:

Сорбент 10-20

Коагулянт 15-30

Полиакриламид 1-5

Минеральный комплекс на основе щелочных зол - остальное, при смеси оксидов в нем CaO+MgO не менее 40%.

2. Состав для очистки отработанных вод, содержащих ионы металлов и нефтепродукты по п.1, отличающийся тем, что соотношение смеси оксидов щелочноземельных металлов СаО и MgO в минеральном комплексе составляет 3:1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к очистке отработанных вод и может быть применено для очистки отработанных вод, содержащих ионы металлов и нефтепродукты.

Известен состав для очистки воды от взвешенных частиц, стабилизированных введением коагулянтов - солей алюминия и железа, извести [Справочник по обогащению руд. М., «Недра», 1974, т.2. ч.II.].

Недостатками данного способа являются большое количество образующегося шлама, низкая степень очистки отработанных вод от повышенного содержания ионов тяжелых металлов и взвешенных частиц, а также большая длительность процесса.

Наиболее близким к заявленному составу является состав адсорбционно-коагулируюшей смеси [RU 2004104005 А, 27.07.2005, формула], в который могут входить сорбенты из ряда углеродистых (активированный уголь, графит и др.) или алюмосиликатных (например, бентонит), соли щелочных металлов (калия, натрия и др.) и коагулянт (хлорид железа(III), хлорид алюминия и др.).

Недостатком данного способа является низкая степень очистки в результате резкого снижения рН в процессе очистки, что уменьшает сорбцию ионов металлов, взвешенных частиц и нефтепродуктов на сорбенте и продуктов коагуляции.

Задачей изобретения является повышение эффективности очистки от повышенного содержания ионов металлов и нефтепродуктов.

Достигается это тем, что состав для очистки отработанных вод, содержащих ионы металлов и нефтепродукты, включающий сорбент, коагулянт на основе хлоридов железа, алюминия, минеральный комплекс на основе щелочных зол, он дополнительно содержит полиакриламид, а содержание смеси оксидов щелочноземельных металлов СаО+MgO в минеральном комплексе составляет не менее 40%, при этом в качестве сорбента используют окисленный или расширенный кристаллический или скрытокристаллический графит при следующем содержании компонентов, мас.%:

Сорбент 10-20

Коагулянт 15-30

Полиакриламид 1-5

Минеральный комплекс на основе щелочных зол - остальное, при смеси оксидов в нем СаО+MgO не менее 40%.

Соотношение смеси оксидов щелочноземельных металлов СаО и MgO в минеральном комплексе составляет 3:1.

Предложенный состав коагуляционно-сорбционной смеси нетоксичен при использовании и обладает возможностью сохранения функциональных свойств при длительном хранении.

Использование в составе коагуляционно-сорбционной смеси окисленного, расширенного кристаллического или скрытокристаллического графита, менее указанного количества, не способствует эффективной очистке отработанных вод. Использование в составе смеси графитов в количестве более указанного количества не является экономически целесообразным, так как дальнейшего увеличения степени очистки отработанных вод не происходит.

В качестве минерального комплекса используется смесь щелочных зол, получаемых в результате сжигания каменных углей или древесных опилок с суммарным содержанием щелочноземельных оксидов СаО+MgO в их составе не менее 40%. Химический состав зол был оценен рентгеноспектральным способом.

Таблица 1.
Элементный состав золы, %
ЭлементSrO PbO ZnOCu2 ONiO Fe2O3 MnOСаО MgOK2 OSO2 SiO2 Al2O 3
Зола угольная1,00 0,05 0,020,01 0,0034,0 0,0621,6 7,20,2 0,716 19,4
Зола древесная0,024 0,054 0,0870,022 0,038 6,30,5 19,66,5 1,72,1 1,211,3

Минеральный комплекс вводится в состав смеси для корректировки щелочности отработанных вод в ходе очистки. Во время совместного перемешивания коагуляционно-сорбционной смеси и отработанных вод происходит ряд физико-химических реакций: диссоциация хлорида железа(III), гидролиз железа, процессы перехода ионов щелочноземельных металлов из минерального комплекса, процессы сорбции и другие, которые способствуют эффективной очистке воды. Эффективный гидролиз коагулянтов существенно зависит от щелочности отработанных вод. Переход ионов щелочноземельных металлов в процессе очистки будет увеличивать щелочность воды и таким образом интенсифицировать процесс очистки.

Полиакриламид объединяет мелкие частицы дисперсной системы в более крупные под влиянием сил сцепления с образованием коагуляционных структур, что ведет к выпадению из коллоидного раствора хлопьевидного осадка, что способствует повышению эффективности очистки отработанных вод.

Преимущества использования состава на основе минерального комплекса состоит в том, что в его составе применяются промышленные отходы (например, золы ТЭЦ), что в значительной степени снижает стоимость самого состава и улучшает экологическую обстановку вокруг предприятий ТЭЦ.

Эффективность очистки оценивалась по содержанию шлама, а также по содержанию ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов.

Содержание взвешенных частиц в воде определялось гравиметрическим методом, нефтепродуктов - спектрометрическим методом на приборе КН-2. Определение содержания металлов в фоновом растворе технической воды до и после очистки осуществлялось атомно-адсорбционным методом на однолучевом спектрофотометре модели С-115.

В табл.2 и 3 приведены результаты конкретных примеров.

Для очистки использовались отработанные воды моечной машины ММД-12. Температура отработанных вод составляла 70-80°С, рН=12-14, цвет темно-коричневый.

После очистки отработанные воды при оптимальных режимах имели рН=6-7 (что соответствует нейтральной среде), их температура составляла 20°С, цвет - прозрачный. Во всех остальных случаях цвет воды изменялся от светло-желтого до светло-коричневого, рН - от 5 (что характерно для кислых вод) до 9 (что характерно для щелочных вод).

Таблица 2.
Характеристика очистки отработанных вод (для очистки использовался коагуляционно-сорбционный состав № 6 из табл.3)
Показатель, мг/л До очистки мг/л После очистки, мг/л
Железо (Fe2+) 35-752-4
Цинк 2,0-53,5не обнаружено
Никель До 2не обнаружено
Медь 1,5-2не обнаружено
Марганец До 1,00 не обнаружено
ХромДо 5,0 не обнаружено
Калий До 21,0не обнаружено
Свинец До 8,5не обнаружено
Нефтепродукты До 15000 До 10,0
Взвешенные частицыДо 30000 До 45
Показатель щелочности (рН) 147-7,5
Цвет раствора Темно-коричный Прозр. раст-р, бесцветный

Таблица 3.
Степень очистки воды с использованием признаков изобретения, характеризующих заявленный состав.
N п/п Смесь Степень очистки воды, %
состав
наименованиесодержание, %
1 2 34
1 Сорбент (окисленный графит) 10состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Коагулянт (FeCl3, AlCl3) 15 82
Полиакриламид 1
Минеральный комплекс 74
2Сорбент (окисленный графит)20 состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Коагулянт (FeCl3, AlCl3) 30 86
Полиакриламид 5
Минеральный комплекс 45
3Сорбент (окисленный графит)5 состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Коагулянт (FeCl3, AlCl3) 10 70
Полиакриламид 0,5
Минеральный комплекс 84,5
4Сорбент (окисленный графит)25 состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Коагулянт (FeCl3, AlCl3) 35 78
Полиакриламид 10
Минеральный комплекс 30
5Сорбент (расширенный графит)10 состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Коагулянт (FeCl3, AlCl3) 15 85
Полиакриламид 1
Минеральный комплекс 74
6Сорбент (расширенный графит)20 состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Коагулянт (FeCl3, AlCl3) 30 90
Полиакриламид 5
Минеральный комплекс 45
7Сорбент (расширенный графит)5 состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Коагулянт (FeCl3, AlCl3) 10 80
Полиакриламид 0,5
Минеральный комплекс 84,5
8Сорбент (расширенный графит)25 состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Коагулянт (FeCl3, AlCl3) 35 82
Полиакриламид 5
Минеральный комплекс 40
9Сорбент (скрытокристаллический графит)10 состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Коагулянт (FeCl3, AlCl3) 15 75
Полиакриламид 1
Минеральный комплекс 74
10Сорбент (скрытокристаллический графит)20 состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Коагулянт (FeCl3, AlCl3) 30 81
Полиакриламид 5
Минеральный комплекс 45
11Сорбент (скрытокристаллический графит)5 состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Коагулянт (FeCl3, AlCl3) 1068

состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958 Полиакриламид 0,5 состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Минеральный комплекс84,5 состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
12Сорбент (скрытокристаллический графит)25 состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Коагулянт (FeCl3, AlCl3) 35 59
Полиакриламид 10
Минеральный комплекс 30
13Сорбент (скрытокристаллический графит)15 состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Коагулянт (FeCl3, AlCl3) 20состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Полиакриламид 3 35
Минеральный комплекс (при соотношении CaO и MgO 1:1) и содержании смеси оксидов в составе минерального комплекса 45% 62
14Сорбент (скрытокристаллический графит)15 состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Коагулянт (FeCl3, AlCl3) 20состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Полиакриламид 3 20
Минеральный комплекс (при CaO+MgO при соотношении CaO и MgO 3:1) и содержании смеси оксидов в составе комплекса 20%. 62
15Сорбент (скрытокристаллический графит)15 состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Коагулянт (FeCl3, AlCl3) 20состав для очистки отработанных вод, патент № 2469958
Полиакриламид 3 50
Минеральный комплекс (при CaO+MgO при соотношении CaO и MgO 3:4) и содержании смеси оксидов в составе комплекса 40%. 62
Примечание. В примерах 1-12 используется минеральный комплекс при содержании в его составе CaO+MgO 3:1 и содержании смеси оксидов в составе комплекса более 40%.

Предложенный метод исключает использование классической для подобной очистки аппаратуры - гидроциклонов, электрокоагуляторов, отстойников. Метод проводится в одну операцию в имеющихся рабочих баках или отстойниках и позволяет использовать отходы собственного производства, что существенно снижает стоимость процесса очистки. Коагуляционно-сорбционную смесь без дополнительной регенерации в зависимости от степени загрязненности можно использована до 5 раз.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2469958

patent-2469958.pdf

Класс C02F1/28 сорбцией

биосорбент для ликвидации нефти с поверхности водоемов -  патент 2529771 (27.09.2014)
способ очистки водных растворов от эндотоксинов -  патент 2529221 (27.09.2014)
способ очистки природных или сточных вод от фтора и/или фосфатов -  патент 2528999 (20.09.2014)
устройства для очистки и улучшения воды -  патент 2528989 (20.09.2014)
биоразлагаемый композиционный сорбент нефти и нефтепродуктов -  патент 2528863 (20.09.2014)
способ получения сорбентов на основе гидроксида трехвалентного железа на носителе из целлюлозных волокон -  патент 2527240 (27.08.2014)
способ очистки воды от силикатов -  патент 2526986 (27.08.2014)
способ очистки сточных вод от взвешенных веществ и нефтепродуктов -  патент 2525245 (10.08.2014)
способ очистки природных вод -  патент 2524965 (10.08.2014)
способ комплексной очистки воды -  патент 2524939 (10.08.2014)

Класс C02F1/52 флоккуляцией или осаждением взвешенных загрязнений

способ получения водорастворимого реагента для очистки природных и сточных вод и разделения фаз -  патент 2529536 (27.09.2014)
способ получения жидкого средства для очистки воды -  патент 2528381 (20.09.2014)
способ очистки сточных вод от взвешенных веществ и нефтепродуктов -  патент 2525245 (10.08.2014)
способ очистки природных вод -  патент 2524965 (10.08.2014)
система обработки воды с балластной флоккуляцией и седиментацией, с упрощенной рециркуляцией осадка и соответствующий ей способ -  патент 2523819 (27.07.2014)
система оборотного водоснабжения для мойки автомашин -  патент 2523802 (27.07.2014)
способ очистки воды -  патент 2523480 (20.07.2014)
способ очистки сточных вод от анионоактивных поверхностно-активных веществ -  патент 2516510 (20.05.2014)
композиции для доведения до кондиции грязевых отходов -  патент 2514781 (10.05.2014)
способ очистки жидкости флотацией -  патент 2502678 (27.12.2013)

Класс B01J20/20 содержащие свободный углерод; содержащие углерод, полученный процессами коксования

способ получения углеродминерального сорбента -  патент 2529535 (27.09.2014)
способ получения углеродного адсорбента -  патент 2518579 (10.06.2014)
формованный сорбент внииту-1, способ его изготовления и способ профилактики гнойно-септических осложнений в акушерстве -  патент 2516878 (20.05.2014)
композиции на основе хлорида брома, предназначенные для удаления ртути из продуктов сгорания топлива -  патент 2515451 (10.05.2014)
сорбент для диализа -  патент 2514956 (10.05.2014)
спеченный неиспаряющийся геттер -  патент 2513563 (20.04.2014)
регенерируемый, керамический фильтр твердых частиц выхлопных газов для дизельных транспортных средств и способ его получения -  патент 2511997 (10.04.2014)
способ получения хемосорбента -  патент 2510868 (10.04.2014)
сорбирующие композиции и способы удаления ртути из потоков отходящих топочных газов -  патент 2509600 (20.03.2014)
углеродсодержащие материалы, полученные из латекса -  патент 2505480 (27.01.2014)

Класс C02F103/16 от металлургических процессов, те от производства, очистки или обработки металлов, например гальванические стоки

способ обезвреживания цианистых растворов -  патент 2526069 (20.08.2014)
способ биосорбционной очистки воды от ионов тяжелых металлов с помощью дрожжей saccharomyces cerevisiae -  патент 2509734 (20.03.2014)
реагент для очистки солянокислых растворов от ионов меди -  патент 2507160 (20.02.2014)
способ разрушения аниона 1-гидроксиэтан-1,1-дифосфоновой кислоты в отходах производства -  патент 2500629 (10.12.2013)
способ очистки промышленных сточных вод от тяжелых металлов -  патент 2497759 (10.11.2013)
способ очистки промывной воды при электроосаждении покрытий свинцом и его сплавами -  патент 2481426 (10.05.2013)
способ регенерации раствора черного хроматирования цинковых покрытий -  патент 2481424 (10.05.2013)
способ каталитического окисления аниона 1-гидроксиэтан-1,1-дифосфоновой кислоты в водном растворе -  патент 2460693 (10.09.2012)
способ очистки цианидсодержащих вод -  патент 2450979 (20.05.2012)
способ очистки сточных вод от ионов цветных металлов -  патент 2445273 (20.03.2012)
Наверх