Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2475455

(19)

RU

(11)

2475455

(13)

C1

(51) МПК C02F1/28 (2006.01)

B01J20/04 (2006.01)

C02F103/14 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 18.02.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011136456/05, 01.09.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

01.09.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 01.09.2011

(45) Опубликовано: 20.02.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2010104315 A, 20.08.2011. RU 2110484 C1, 10.08.1998. RU 2424193 C1, 20.07.2011. JP 55104687 A, 11.08.1980. JP 55081779 A, 20.06.1980. GB 1491722 A, 16.11.1977.

Адрес для переписки:

305040, г.Курск, ул. 50 лет Октября, 94, ЮЗГУ, УИР

(72) Автор(ы):

Мальцева Валентина Стефановна (RU),

Сазонова Анна Владимировна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)

(54) СПОСОБ СОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КРАСИТЕЛЕЙ

(57) Реферат:

Изобретение может быть использовано для очистки сточных предприятий текстильной и легкой промышленности, предприятий бытовой химии, кожевенных заводов от промышленных красителей. Для осуществления способа в качестве сорбента используют карбонатную породу с содержанием карбоната кальция, равным 41,95-49,50%, измельченную до зерен размером 0,06-2,0 мм. Время контакта фаз при перемешивании составляет 30-60 мин. Способ обеспечивает расширение ассортимента сорбентов, применяемых для очистки сточных вод от промышленных красителей различных классов - кислотных, катионных, антрахиноновых, и обеспечение в оптимальных условиях степени очистки, достигающей 100%. 5 табл., 4 пр.

Изобретение относится к очистке сточных вод от промышленных красителей и может быть использовано для очистки сточных вод предприятий текстильной, легкой промышленности, предприятий бытовой химии, кожевенных заводов.

Известен сорбционный способ очистки сточных вод от красителей с использованием суспензии монтмориллонита (природного сорбента) в 0,1 М растворе хлорида железа (III), активированного акустическими колебаниями [патент 2177913, G02F 1/52, опубл. 10.01.2002].

Недостаток способа - трудоемкость процесса приготовления суспензии сорбента, необходимость обработки сорбента ультразвуком частотой 22 кГц.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к заявленному изобретению является способ сорбционной очистки сточных вод от красителей с использованием магнийсодержащего материала (природный сорбент), измельченного до зерен размером 0,5-3,0 мм [ 2010104315 решение о выдаче патента на изобретение от 25.04.11].

Недостатком способа-прототипа является ограниченность наличия данного сорбента в связи с отсутствием его больших залежей.

Технической задачей изобретения является расширение ассортимента применяемых при очистке сточных вод от промышленных красителей природных сорбентов при сохранении высокой степени очистки.

Технический результат достигается тем, что в качестве сорбентов при очистке сточных вод от красителей применяют карбонатную породу с содержанием карбоната кальция, равным 41,95-49,50% (месторождения Курской области), которую измельчают до зерен 0,06-2,0 мм, перемешивают фазы в течение 30 минут.

Определен химический состав пород. Проанализированы образцы пород на содержание карбонатов кальция и магния комплексонометрическим методом; сульфат-ионов и оксидов железа и алюминия гравиметрическим методом; хлорид-ионы методом турбидиметрии. Найдено содержание нерастворимого в соляной кислоте остатка, а также измерена электропроводность насыщенного водного раствора карбонатных пород. Электропроводность определяли с помощью кондуктометра КСЛ-101. Полученные результаты химического состава изучаемой карбонатной породы представлены в таблице 1.

Таблица 1

Химический состав карбонатных пород

Месторождения отбора проб

Конышовский р-н

Медвенский р-н

Беловский р-н

Гранулометрический состав, % (сито 0,2-0,06)

73,37-68,49

88,13-79,84

79,91-74,85

Содержание влаги, %

9,6225

6,3125

0,365

Содержание СаСО 3 и MgCO 3 в пересчете на СаСО 3 , %

49,50

41,95

48,21

Нерастворимый в HCl остаток

1,075

13,566

2,952

Содержание полуторных оксидов железа и алюминия

0,273

1,530

0,838

Водорастворимые вещества, %

3,1823

2,15997

1,165

Электропроводность, мкСм/см

79,04

88,26

78,33

Солесодержание в пересчете на NaCl, мг/л

37,22

41,59

36,87

Сульфат-ионы, %

0,00445

0,01403

0,00658

Хлорид-ионы, мг/л

0,005

0,0015

0,0025

Проведенный анализ сорбента показал, что большую долю изучаемого сорбента составляет кальцит.

Месторождения карбонатных пород Курской области отличаются низким содержанием нерастворимого остатка и высоким содержанием карбонатов.

Структурные и микроскопические характеристики изучаемых карбонатных пород определяли, используя поляризационно-интерференционный микроскоп BIOLAR по методу однородного поля. Исследования показали, что исходные породы слагаются тригональными кристаллами кальцита и ромбическими кристаллами доломита.

Опыты по очистке сточных вод от красителей проводили, используя модельные растворы красителей и сточные воды красильно-отделочного цеха трикотажного объединения «Сейм» (г.Курск).

Содержание красителей определяли спектрофотометрическим методом. С этой целью сняты спектры поглощения красителей в координатах: оптическая плотность (А) - длина волны ( ) на приборе СФ-26, выбраны длины вон максимального светопоглощения для катионного синего 2К - 610 нм, катионного красного 5Ж - 490 нм, кислотного ярко-зеленого - 670 нм, антрахинонового синего - 590 нм. Найдены границы подчинения растворов красителей основному закону светопоглощения - закону Бугра-Ламберта-Бера. В работе использован метод одноступенчатой статической сорбции.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. К модельному раствору красителя катионного синего 2К (С 0 =0,01 г/л) добавили карбонатную породу с содержанием карбоната кальция 41,95-49,50%, измельченную до зерен размером 0,06-2,0 мм, перемешивали магнитной мешалкой. Через определенные промежутки времени отбирали пробы для анализа и определяли содержание красителя спектрофотометрическим методом, измеряя оптическую плотность растворов при =610 нм. Результаты исследований представлены в таблице 2.

Таблица 2

Эффективность очистки растворов от красителя катионного синего 2К (масса сорбента - m=0,3 г, объем раствора красителя - V=50 мл)

t, мин

1

5

10

20

25

30

60

С ост , мг/л

1,424-1,278

0,780-0,784

0,650-0,462

0,541-0,286

0,286-0,096

0

0

S, %

85,76-87,22

92,10-92,16

93,50-95,38

94,69-97,14

97,14-99,04

100

100

Как следует из полученных данных, после 30-минутного перемешивания фаз наблюдается 100%-ная сорбция красителя.

Пример 2. К модельному раствору красителя катионного красного 5Ж (С 0 =0,01 г/л) добавили карбонатную породу с содержанием карбоната кальция 41,95-49,50%, измельченную до зерен размером 0,06-2,0 мм, перемешивали магнитной мешалкой. Через определенные промежутки времени отбирали пробы для анализа и определяли содержание красителя спектрофотометрическим методом, измеряя оптическую плотность растворов при =490 нм. Результаты исследований представлены в таблице 3.

Таблица 3

Эффективность очистки растворов от красителя катионного красного 5Ж (m=0,5 г, V=50 мл)

t, мин

1

5

10

20

25

30

60

С ост , мг/л

0,681-0,504

0,504-0,402

0,402-0,170

0,320-0,120

0,070-0,068

0

0

S, %

93,19-94,96

94,96-95,98

95,98-98,30

96,80-98,81

99,30-99,32

100

100

Как следует из полученных данных, после 30-минутного перемешивания фаз наблюдается 100%-ная сорбция красителя.

Пример 3. К модельному раствору красителя антрахинонового синего (С 0 =0,01 г/л) добавили карбонатную породу с содержанием карбоната кальция 41,95-49,50%, измельченную до зерен размером 0,06-2,0 мм, перемешивали магнитной мешалкой. Через определенные промежутки времени отбирали пробы для анализа и определяли содержание красителя спектрофотометрическим методом, измеряя оптическую плотность растворов при =590 нм. Результаты исследований представлены в таблице 4.

Таблица 4

Эффективность очистки растворов от красителя антрахинонового синего (m=0,25 г, V=50 мл)

t, мин

1

5

10

20

25

30

60

С ост , мг/л

3,579-2,720

2,747-1,20

1,210-0,779

0,825-0,327

0,410-0,124

0

0

S, %

64,21-76,08

72,53-88,00

87,69-92,21

91,75-96,73

95,90-98,76

100

100

Опыты показали, что полная (100%-ная) сорбция антрахинонового синего происходит после 30-минутного перемешивания.

Пример 4. К модельному раствору красителя кислотного ярко-зеленого (С 0 =0,01 г/л) добавили карбонатную породу с содержанием карбоната кальция 41,95-49,50%, измельченную до зерен размером 0,06-2,0 мм, перемешивали магнитной мешалкой. Через определенные промежутки времени отбирали пробы для анализа и определяли содержание красителя спектрофотометрическим методом, измеряя оптическую плотность растворов при =670 нм. Результаты исследований представлены в таблице 5.

Таблица 5

Эффективность очистки растворов от красителя кислотного ярко-зеленого (m=10,0 г, V=50 мл)

t, мин

1

5

10

20

25

30

60

С ост , мг/л

2,873-2,658

2,274-1,753

1,766-1,459

1,070-0,554

0,503-0,260

0,260-0

0

S, %

71,27-73,42

77,26-82,47

82,34-85,41

89,30-94,44

94,97-97,40

97,40-100

100

Опыты показали, что полная (100%-ная) сорбция кислотного ярко-зеленого происходит в течение 30-60 минут.

Полученные результаты исследований показали высокую адсорбционную способность карбонатной породы с содержанием карбоната кальция 41,95-49,50% по отношению к промышленным красителям из разных классов.

Предлагаемый способ сорбционной очистки сточных вод от красителей по сравнению с аналогом:

- расширяет ассортимент применяемых при очистке сорбентов;

- позволяет использовать в качестве сорбента местные карбонатные породы;

- достигает 100%-ной очистки от промышленных красителей разных классов (кислотные, катионные, антрахиноновые).

Формула изобретения

Способ сорбционной очистки сточных вод от красителей, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют карбонатную породу с содержанием карбоната кальция, равным 41,95-49,50%, измельченного до зерен размеров 0,06-2,0 мм, время контакта фаз составляет 30-60 мин.