Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете
Приоритеты:
подача заявки: 1994-10-26
публикация патента: 20.05.1997
Изобретение относится к области технологии селективной сорбционной очистки сильно минерализованных природных вод от фенолов, нефтепродуктов без удаления минеральных компонентов из воды, а также может быть использовано для очистки питьевой и сточной воды от фенолов. Изобретение позволяет повысить эффективность способа. Способ включает фильтрацию воды через активный древесный уголь, причем активный древесный уголь разбавляю песком в массовом соотношении от 1:50 до 1:100, а полидисперсность частиц угля и песка выбирают в пределах 150:500 мкм, 1 табл., 1 ил.
Способ сорбционной очистки минеральной воды от фенолов, включающий фильтрацию воды через активный древесный уголь, отличающийся тем, что активный древесный уголь разбавляют песком в массовом соотношении 1:50 1:100, причем полидисперсность частиц угля и песка выбирают в пределах 150 500 мкм.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области технологии селективной сорбционной очистки сильно минерализованных природных вод от фенолов, нефтепродуктов без удаления минеральных компонентов из воды. Изобретение может быть использовано для очистки питьевой и сточной воды от фенолов. Известны способы для удаления из питьевой воды примесей фенольного типа фильтрацией воды через модифицированный лактазой уголь (Пат. ГДР 294685 от 10.10.1991, МКИ C 02 F 1/54) и через импрегнированный серебром активированный уголь (фильтры типа "Родник"). Недостаток данного способа заключается в том, что на серебряном угле происходит необратимая химическая адсорбция фенола, т.е. сорбент не регенерируется и используется один раз. Кроме того, присутствие на угле модификаторов типа лактазы и серебра не исключает побочных процессов окисления и комплексообразования неорганических компонентов воды, которые нежелательны в технологии очистки минеральной воды. Наиболее близким по техническому решению (прототипом) к заявленному изобретению является способ очистки питьевой воды от фенола фильтрацией через активный древесный дробленый уголь по ГОСТ 6217-74 (фильтры типа "Роса"). Недостатком способа-прототипа является его низкая эффективность, которая в основном связана с малой емкостью адсорбента (0,002 0,003 мг фенола на 1 г сорбента). Основной технической задачей является повышение эффективности способа. По сравнению с прототипом емкость сорбента по фенолу превосходит прототип в 100 200 раз. Технический результат достигается тем, что в способе сорбционной очистки минеральной воды от фенолов, включающем фильтрацию воды через активный древесный уголь, согласно предложенного решения, активный древесный уголь разбавляют песком в массовом отношении от 1:50 до 1:100, причем с полидисперсностью частиц угля и песка в пределах 150 500 мкм. Технология по предложенному способу (за счет применения в 100 200 раз более емкого сорбента) приобретает новые и более совершенные свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень". Пример конкретного выполнения. Для реализации способа использовали загрязненные природными фенолами минеральные воды месторождений Западной Сибири (см. таблицу), угли активные марки БАУ, СУ-А, Г-300, речной песок или альбитофир. Степень очистки воды определяли спектрофотометрически на приборе КФК-2 в кварцевых кюветах при 490 нм. Содержание солей в минеральных водах определено весовым методом и на приборе "Осмотест-002". Пример 1. Для очистки минеральной воды Парабельского месторождения, содержащей 0,08 мг/л фенола, 14,7 г/л солей (сухого остатка) готовили фильтр по схеме (см. рисунок). Цилиндрическую колонну с патрубками на концах заполнили 30 г смеси уголь:песок 1 50 тремя равными насыпными слоями, разделенными друг от друга тремя слоями волокнистого материала (лавсан, нитрон, вискоза, хлопок) в количестве 1 г. С помощью перистальтического насоса марки 372С минеральную воду прокачивали со скоростью 10 л/ч через фильтр до содержания фенола в фильтре, равного 0,001 мг/л (ПДК). Общий объем очищенной воды составил 2,5 л. Содержание фенола в фильтрате контролировали методом спектрофотометрии с помощью прибора КФК-2. В этих условиях фильтрации емкость сорбента по фенолу равна 0,33 мг/л. Содержание солей (сухого остатка) в очищенной минеральной воде уменьшилось до 14,2 г/л (на 3,4%). Пример 2. Для очистки минеральной воды Александровского месторождения, содержащей 0,005 мг/л фенола, 19,6 г/л солей (сухого остатка) готовили фильтр по схеме (см. рисунок). Цилиндрическую колонку с патрубками на концах заполнили 30 г смеси уголь песок 1 80 тремя равными насыпными слоями, разделенными друг от друга тремя слоями волокнистого материала (лавсан, нитрон, вискоза, хлопок) в количестве 1 г. С помощью перистальтического насоса марки 372С минеральную воду прокачивали со скоростью 10 л/ч через фильтр до содержания фенола в фильтрате, равного 0,001 мг/л (ПДК). Общий объем очищенной воды составил 48 л. Содержание фенола в фильтрате контролировали методом спектрофотометрии с помощью прибора КФК-2. В этих условиях фильтрации емкость сорбента по фенолу равна 0,6 мг/г. Содержание солей (сухого остатка) в очищенной минеральной воде уменьшилось до 18,6 г/л (на 5,1%). Эксперимент по примерам 3 6 проводили по аналогичной методике (см. таблицу). Из таблицы видно, что разбавлением активного угля нейтральным песком и с уменьшением размера частиц емкость сорбента по фенолу возрастает. Максимальное значение емкости сорбента (0,6 мг/г) в условиях очистки минеральной воды от фенола соответствует массовому отношению уголь песок 1 80 и размеру частиц 150 250 мкм. При соотношении угля и песка менее 1 50 и более 1 100 емкость сорбента по фенолу резко уменьшается. При размере частиц угля и песка менее 150 мкм эффективность способа низка, т.к. низка скорость фильтрации, а при размере этих частиц более 500 мкм снижается сорбционная емкость смеси, и эффективность способа заметно ниже, чем при их полидисперсности 150 500 мкм.
