ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ очистки воды от силикатов

Классы МПК:C02F1/60 соединения кремния
C02F1/28 сорбцией
B01J20/08 содержащие оксид или гидроксид алюминия, содержащие боксит
B01J20/34 регенерация или реактивация
C01B33/26 алюмосодержащие силикаты
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "ЭКОФЕС" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-01-09
публикация патента:

Изобретение может быть использовано на очистных сооружениях производственного и хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также при очистке сточных вод от силикатов. Для осуществления способа очищаемые воды фильтруют через слой активированного оксида алюминия, предварительно модифицированный 0,5%-ным раствором алюмината натрия. Регенерацию отработанного активированного раствора алюмината натрия осуществляют 0,1-0,5%-ным раствором алюмината натрия. Способ обеспечивает повышение сорбционной емкости загрузки по поглощаемому кремнию, увеличение продолжительности фильтроцикла между регенерациями загрузки и создание безотходной технологии обескремнивания воды с повторным использованием отработанного регенерационного раствора. 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области очистки воды и может быть использовано на очистных сооружениях производственного и хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также при очистке сточных вод.

Известен способ обескремнивания воды фильтрованием через магнезиальный сорбент при высоте слоя сорбента 3,4-4,0 м, температуре воды 40-50°C и скорости фильтрования до 10 м/ч (Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод: учеб. для вузов / Г.И. Николадзе, - М.: Высшая школа, 1987, с 438.).

Недостаток данного способа заключается в необходимости часто менять загрузку фильтра из-за невозможности его регенерации.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ фильтрования воды через активированную окись алюминия, используемую в качестве загрузки обескремнивающего фильтра, и заключающийся в пропуске воды со скоростью 5-6 м/ч через слой загрузки толщиной 1,5 м и периодической регенерации загрузки, после перенасыщения ее кремнием, 0,1%-ным раствором едконатровой щелочи (Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод: учеб. для вузов / Г.И. Николадзе. - М.: Высшая школа, 1987, с 438.).

Недостатком этого способа является низкая кремнеемкость активированной окиси алюминия, регенерируемой щелочью, небольшой межрегенерационный период работы фильтра и образование отхода водоочистки в виде щелочного кремнийсодержащего стока, требующего последующей нейтрализации и захоронения.

Задачей настоящего изобретения является повышение сорбционной емкости загрузки по поглощаемому кремнию, увеличение продолжительности фильтроцикла между регенерациями загрузки и создание безотходной технологии обескремнивания воды с повторным использованием отработанного регенерационного раствора.

Поставленная задача достигается тем, что в способе очистки воды от силикатов, включающем фильтрование воды сквозь слой сорбента, в качестве которого используют активированный оксид алюминия (АОА), периодическую регенерацию активированного оксида алюминия проводят раствором алюмината натрия.

Благодаря регенерации активированного оксида алюминия раствором алюмината натрия способ позволяет добиться глубины обескремнивания до 99,5% за счет увеличения сорбционной емкости АОА по поглощенному кремнию при одновременном снижении жесткости воды.

При контакте алюмината натрия с АОА ионы натрия частично поверхностно внедряются в решетку оксида алюминия, вытесняя ионы алюминия (с их последующим гидролизом) в раствор. При этом кремний в составе мономера Si(OH)4 адсорбируется на поверхности АОА, образуя типичную для силикатов связь в виде силиката алюминия Al2Si2O 5(OH)4. Параллельно этому на поверхности загрузки образуется пленка гидроксида алюминия. При фильтровании в результате ионного обмена Na+ на Са2+ и Mg2+ снижается жесткость раствора, а растворенные силикаты, взаимодействуя с оксидом и гидроксидом алюминия, образуют алюмосиликатные комплексы, сорбируемые загрузкой. Параллельно с обменом катионов Са 2+ и Mg2+ на Na+ также происходит частичное реагентное умягчение с задержанием в загрузке образующихся CaCO3 и Mg(OH)2, а также нерастворимого CaSiO3.

Способ иллюстрируется следующим примером.

Процесс очистки по предлагаемому способу осуществляли фильтрованием природной воды с исходной концентрацией кремния 34,2 мг/л в колонке диаметром 32 мм, загруженной дробленным активированным оксидом алюминия марки АОА-1 ГОСТ 8136-85 размером фракций 1-2 мм, высота слоя 1,2 м, при скорости фильтрования воды 5,5-6,0 м/ч и температуре 20°C.

Предварительную обработку (модификацию) фильтрующего слоя из активированного оксида алюминия осуществляли пропусканием 0,5%-ного раствора алюмината натрия через объем загрузки из расчета 5 объемов реагента на 1 объем АОА со скоростью протока 2,5 м/ч. По окончании фильтроцикла (при достижении концентрации кремния в фильтрате ПДК=10 мг/л) АОА регенерируют последовательно по схеме: взрыхление - пропуск 0,5%-ного раствора алюмината натрия (NaAlO2 ) через слой АОА - отмывка загрузки. Отработанный регенерационный раствор после 4-6 часового стояния (полимеризации) и отделения этого раствора от сформировавшегося геля доводят до 0,5%-ного раствора добавлением в раствор свежей порции алюмината натрия (NaAlO2) и используют повторно и многократно в разработанной технологии обескремнивания воды.

Регенерация полностью восстанавливает сорбционные свойства АОА, при этом кремнеемкость загрузки, обработанной алюминатом натрия, в два раза выше по сравнению с прототипом.

Данные эксперимента представлены в таблице 1.

Преимущество изобретения состоит в том, что в предлагаемом способе повышается эффект очистки от силикатов и решается вопрос обработки, повторного использования и утилизации отходов водоочистки.

Образующийся в отработанном регенерационном растворе рыхлый гелеобразный алюмосиликатный осадок занимает менее 0,5% в общем объеме отработанного раствора, легко отдает влагу и кристаллизуется в процессе обычного тканевого фильтрования с образованием чешуйчатых кристаллических структур по типу слюды. Получаемый продукт удобен для фасовки и может быть реализован как коммерческий продукт в качестве ценного сырьевого компонента портландцементной смеси, а также как добавка в огнеупорные бетоны и в качестве сырья при производстве керамических изделий. Расчет экономической эффективности разработанной новой технологии для водоочистной станции производительностью 45 тыс.м 3 в сутки, при принятых одинаковых затратах на электроэнергию, амортизацию и заработную плату показывает, что расходы на технологические реагенты и материалы в новой технологии до 3 раз меньше, чем в сравниваемом варианте, при ее полной безотходности, экологической безопасности и коммерческой целесообразности, см. таблицу 2.

Таблица 1
РеагентОстаточный кремний в фильтрате, мг/л, при продолжительности фильтрования, ч:
48 1216 202428 3236 404448 5256 60
NaOH 1,822,854,07 5,096,31 7,128,349,77 10,7812,82 14,8517,1020,36 23,6126,97
NaAlO2 0,210,230,26 0,310,40 0,510,721,92 3,054,47 5,296,518,14 9,7711,13

Таблица 2
ПоказателиЕд. измерения Регенерация АОА алюминатом натрияРегенерация АОА едким натром
Полезная производительность водоочистной станциитыс. м3 /сут.45,045,0
Продолжительность фильтроцикла сут.4,4 2,1
Скорость фильтрования м/ч5,0 5,0
Высота фильтрующего слоя м2,5 2,5
Кремнеемкость загрузки кг SiO2/M3 157
Расход реагента на регенерацию загрузки т/год476,51638
Расход фильтрующего материала м3/год 90*90*
Стоимость реагентатыс. руб./т 30,4526,35
Стоимость фильтрующего материалатыс. руб./м355,0 55,0
Затраты на реагенты тыс. руб./год14509,4 43161,3
Затраты на фильтрующий материалтыс. руб./год4950 4950
Удельные затраты на очистку водыруб./м3 1,182,93

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ очистки воды от силикатов, включающий фильтрование воды через слой активированного оксида алюминия и его периодическую регенерацию, отличающийся тем, что активированный оксид алюминия предварительно модифицируют 0,5%-ным раствора алюмината натрия, а регенерацию отработанного активированного оксида алюминия осуществляют 0,1-0,5%-ным раствором алюмината натрия.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2526986

patent-2526986.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C02F1/60 соединения кремния

Патенты РФ в классе C02F1/60:
способ обескремнивания кислых растворов -  патент 2526546 (27.08.2014)
способ подготовки кремнийсодержащих растворов к переработке -  патент 2497758 (10.11.2013)
способ комплексной очистки промышленных сточных вод, образующихся в производстве особо чистого кварцевого концентрата -  патент 2480421 (27.04.2013)
способ глубокого обескремнивания кислых растворов -  патент 2446104 (27.03.2012)
система и способ обработки кислотных сточных вод -  патент 2342330 (27.12.2008)
способ получения водных силикатов или жидких стекол с использованием жидкой фазы гидротермального раствора -  патент 2320538 (27.03.2008)
способ обезжелезивания минеральных питьевых вод -  патент 2240983 (27.11.2004)
способ глубокого обессоливания воды, содержащей коллоидную двуокись кремния -  патент 2137719 (20.09.1999)
способ очистки кислых растворов от кремния -  патент 2077506 (20.04.1997)
способ очистки кислых растворов от кремния -  патент 2034797 (10.05.1995)

Класс C02F1/28 сорбцией

Класс B01J20/08 содержащие оксид или гидроксид алюминия, содержащие боксит

Патенты РФ в классе B01J20/08:
способ получения углеродминерального сорбента -  патент 2529535 (27.09.2014)
адсорбент для очистки газов от хлора и хлористого водорода и способ его приготовления -  патент 2527091 (27.08.2014)
способ сорбционного извлечения молибдена -  патент 2525127 (10.08.2014)
поглотитель хлористого водорода -  патент 2519366 (10.06.2014)
способ получения гранулированного сорбента -  патент 2503619 (10.01.2014)
обессеривающий адсорбент, способ его приготовления и использования -  патент 2498849 (20.11.2013)
способ сжигания ртутьсодержащего топлива (варианты), способ снижения количества выброса ртути, способ сжигания угля с уменьшенным уровнем выброса вредных элементов в окружающую среду, способ уменьшения содержания ртути в дымовых газах -  патент 2494793 (10.10.2013)
способ очистки сточных вод -  патент 2479493 (20.04.2013)
способ очистки сточных вод -  патент 2479492 (20.04.2013)
способ очистки сточных вод от ионов меди -  патент 2455238 (10.07.2012)

Класс B01J20/34 регенерация или реактивация

Патенты РФ в классе B01J20/34:
регенерация очистительных слоев с помощью струйного компрессора в открытом контуре -  патент 2527452 (27.08.2014)
поглощение летучих органических соединений, образованных из органического материала -  патент 2516163 (20.05.2014)
регенеративная очистка предварительно обработанного потока биомассы -  патент 2508929 (10.03.2014)
удаление загрязняющих веществ из газовых потоков -  патент 2501595 (20.12.2013)
фильтр для очистки воды на основе активированного угля и способ его регенерации -  патент 2499770 (27.11.2013)
устройство для очистки сточных вод и питьевой воды от радионуклидов и вредных химических элементов -  патент 2494969 (10.10.2013)
способ адсорбционной очистки сложных алкиловых эфиров метакриловой кислоты -  патент 2460718 (10.09.2012)
способ обезвреживания отработанного активированного угля с получением калорийного топлива -  патент 2458860 (20.08.2012)
способ и устройство для уменьшения попадания наночастиц активированного угля в смесь воды и этилового спирта -  патент 2454264 (27.06.2012)
адсорбент десульфуризатор для жидких фаз -  патент 2448771 (27.04.2012)

Класс C01B33/26 алюмосодержащие силикаты

Патенты РФ в классе C01B33/26:
способ получения геополимера с регулируемой пористостью, полученный геополимер и различные варианты его применения -  патент 2503617 (10.01.2014)
способ получения алюмосиликатов и кремния из воздушной взвеси частиц песка и устройство для его осуществления -  патент 2467950 (27.11.2012)
коллоидный алюмосиликат -  патент 2466933 (20.11.2012)
способ получения композиционного алюмокремниевого флокулянта-коагулянта -  патент 2447021 (10.04.2012)
способ получения аморфного алюмосиликатного адсорбента -  патент 2438974 (10.01.2012)
способ получения алюмосиликатного адсорбента -  патент 2402486 (27.10.2010)
способ получения алюмокремниевого флокулянта-коагулянта и способ очистки с его помощью воды -  патент 2388693 (10.05.2010)
способ получения муллита из топазового концентрата -  патент 2335481 (10.10.2008)
способ получения муллита из кварц-топазового сырья -  патент 2272854 (27.03.2006)
водостойкий алюмосиликат для огнезащитного покрытия -  патент 2267460 (10.01.2006)


Наверх