RU2370312C2 - Method of making natural sorbent for purifying water in domestic water supply system - Google Patents

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to methods of making sorbents from natural raw material. Gaize from Astrakhan Region, containing the following (wt %) is crushed: SiO₂ - 78-80; Al₂O₃ - 18-22; Fe₂O₃ - 0.5; H₂O - 0.2-0.5; CaSO₄ - 0.3-0.5; CaCO₃ - 0.12-0.8, particles with diametre 3-10 mm are separated, washed with water until dust is removed and dried at 100-105°C to residual moisture of 2%.

EFFECT: obtaining ecologically clean sorbent.

5 tbl

Description

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к получению экологически чистого алюмосиликатного сорбента, предназначенного для очистки воды от ионов тяжелых металлов и ряда органических соединений в системе хозяйственно-питьевого водоснабженияThe invention relates to the field of environmental protection, in particular to the production of environmentally friendly aluminosilicate sorbent, intended for the purification of water from heavy metal ions and a number of organic compounds in the drinking water supply system

Известен способ получения гранулированного сорбента на основе шунгита, включающий обработку шунгита основным нитратом алюминия при нагревании, дополнительную обработку полученного продукта смесью, содержащей жидкое стекло (силикат натрия) и оксид магния, гранулирование полученной массы, последующее прокаливание полученных гранул и обработку серной кислотой. Согласно данному способу смесь для дополнительной обработки содержит 3-5% жидкого стекла и 3-5% оксида магния (от массы сорбента), прокаливание гранул сорбента ведут при 600-610°С в течение 90-120 мин, а последующую обработку гранул ведут 2%-ной серной кислотой в течение 1,5 часов при температуре 60-90°С [1].A known method of producing a granulated sorbent based on schungite, including treating schungite with basic aluminum nitrate by heating, additional processing of the obtained product with a mixture containing liquid glass (sodium silicate) and magnesium oxide, granulation of the resulting mass, subsequent calcination of the obtained granules and treatment with sulfuric acid. According to this method, the mixture for additional processing contains 3-5% liquid glass and 3-5% magnesium oxide (by weight of the sorbent), the sorbent granules are calcined at 600-610 ° C for 90-120 minutes, and the subsequent processing of the granules is 2 % sulfuric acid for 1.5 hours at a temperature of 60-90 ° C [1].

Недостатками данного способа являются использование малораспространенного минерала шунгита, который предварительно модифицирован нитратом алюминия, прокаливание при высокой температуре, что требует соответствующей аппаратуры и расхода энергии, а также обработки в агрессивных средах.The disadvantages of this method are the use of the rare mineral shungite, which is pre-modified with aluminum nitrate, calcination at high temperature, which requires appropriate equipment and energy consumption, as well as processing in aggressive environments.

Известен также способ приготовления сорбента для очистки питьевой и промышленной воды от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов, фенола и поверхностно-активных веществ. В качестве природного адсорбента используют кремнистую породу смешанного минерального состава, содержащую, мас.%: опал-кристоболит 30-49, цеолит 7-25, глинистую составляющую 7-25, обломочно-песчано-алевритовый материал - остальное [2].There is also known a method of preparing a sorbent for the purification of drinking and industrial water from ions of heavy metals, petroleum products, phenol and surfactants. As a natural adsorbent, siliceous rock of mixed mineral composition is used, containing, wt.%: Opal-cristobolite 30-49, zeolite 7-25, clay component 7-25, clastic-sand-silt material - the rest [2].

Недостатком данного способа является небольшая степень очистки воды от ионов тяжелых металлов. Кроме того, обработку породы проводят при температуре 250°С, что требует использования трудоемкого технологического оформления процесса активации сорбента.The disadvantage of this method is the small degree of purification of water from heavy metal ions. In addition, the processing of the rock is carried out at a temperature of 250 ° C, which requires the use of laborious technological design of the activation process of the sorbent.

Известен также способ приготовления сорбента для адсорбционной очистки воды от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов, фенола, поверхностно-активных веществ и солей жесткости. В качестве адсорбента используют кремнистую породу смешанного минерального состава, содержащую в мас.%: опал-кристобалит 51-70, цеолит 9-25, глинистую составляющую (монтмориллонит, гидрослюда) 7-15, кальцит 10-25, обломочно-песчано-алевритовый материал - остальное, отобранную с месторождений Татарстана. Адсорбент в воздушно-сухом состоянии дробят, измельчают и рассеивают на ситах, выделяют фракцию (1,0-4,0)·10^-3 м. Пробу прокаливают (скорость подъема температуры 50°С в час) в электропечи при 300°С в течение 2-х часов. В фарфоровый стакан загружают предварительно подготовленную пробу и 2 н. раствор соляной кислоты (НСl) при соотношении Т:Ж=1:2. Обработку проводят при комнатной температуре в течение 20 мин, периодически перемешивая стеклянной палочкой. Затем сливают раствор соляной кислоты и адсорбент нейтрализуют 0,05 н. раствором NaOH до рН=7,0 [3].There is also a method of preparing a sorbent for adsorption purification of water from heavy metal ions, petroleum products, phenol, surfactants and hardness salts. As an adsorbent, siliceous rock of mixed mineral composition is used, containing in wt.%: Opal-cristobalite 51-70, zeolite 9-25, clay component (montmorillonite, hydromica) 7-15, calcite 10-25, clastic sand-silt material - the rest, selected from the deposits of Tatarstan. The adsorbent in the air-dry state is crushed, crushed and dispersed on sieves, a fraction (1.0-4.0) · 10 ^-3 m is isolated. The sample is calcined (temperature rise rate 50 ° С per hour) in an electric furnace at 300 ° С within 2 hours. In a porcelain glass load pre-prepared sample and 2 N. a solution of hydrochloric acid (Hcl) at a ratio of T: W = 1: 2. Processing is carried out at room temperature for 20 minutes, periodically stirring with a glass rod. Then the hydrochloric acid solution is drained and the adsorbent is neutralized with 0.05 n. NaOH solution to pH = 7.0 [3].

Недостатком данного способа является использование соляной кислоты, что требует оборудования, обладающего устойчивостью к агрессивным средам.The disadvantage of this method is the use of hydrochloric acid, which requires equipment that is resistant to aggressive environments.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения сорбента, включающий сушку, дробление диатомита или опоки, их обработку раствором гидроксида натрия, или гидроксида кальция, или карбоната натрия с концентраций 8-12 мас.%, и термообработку при 1000-1250°С [4].The closest to the claimed invention in technical essence and the achieved result is a method for producing a sorbent, including drying, crushing of diatomite or flask, their treatment with a solution of sodium hydroxide or calcium hydroxide, or sodium carbonate with concentrations of 8-12 wt.%, And heat treatment at 1000 -1250 ° C [4].

Недостатком этого способа является то, что при температуре выше 300°С происходит деструкция опок, в результате чего образуется спекшаяся коалиновая масса и мелкие гранулы оксида кремния, что приводит к резкому падению сорбционной способности опок. Распаду опок при высоких температурах не помогает и обработка гидроксидами щелочных металлов.The disadvantage of this method is that at temperatures above 300 ° C, the flasks are degraded, resulting in the formation of a sintered kalin mass and small granules of silicon oxide, which leads to a sharp decrease in the sorption capacity of the flasks. The decomposition of flasks at high temperatures does not help and treatment with alkali metal hydroxides.

Задачей настоящего изобретения является расширение ассортимента сорбентов для очистки воды за счет разработки простого и экологически чистого способа получения сорбентов на основе природных алюмосиликатов.The objective of the present invention is to expand the range of sorbents for water purification by developing a simple and environmentally friendly method for producing sorbents based on natural aluminosilicates.

Сырьем для получения предлагаемого сорбента служат опоки, месторождение которых расположено возле села Каменный Яр на севере Астраханской области. Общее их количество - около 200 млн тонн, на поверхности находится часть местрожения, содержащая около 70 млн тонн опок.Raw materials for obtaining the proposed sorbent are flasks, the deposit of which is located near the village of Kamenny Yar in the north of the Astrakhan region. Their total number is about 200 million tons, on the surface there is a part of the deposit containing about 70 million tons of flasks.

Опоки Астраханской области имеют следующий основной состав: SiO₂ - 75-80%, Аl₂O₃ - 18-22%, Fe₂O₃ - 0,5-1%, Н₂О - 0,2-0,5%, CaSO₄ - 0,3-0,5%, СаСО₃ - 0,12-0,8%. Они обладают высокой сорбционной способностью по отношению к ионам аммония, калия, рубидия, цезия, железа, кобальта, никеля, марганца (II), хрома (III), цинка, кадмия, свинца, ртути, меди, щелочно-земельных, редкоземельных элементов и большой группы органических веществ, что может обеспечить высокую степень очистки воды в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения.The flasks of the Astrakhan region have the following basic composition: SiO ₂ - 75-80%, Al ₂ O ₃ - 18-22%, Fe ₂ O ₃ - 0.5-1%, H ₂ O - 0.2-0.5% CaSO ₄ - 0.3-0.5%, CaCO ₃ - 0.12-0.8%. They have a high sorption ability with respect to ammonium, potassium, rubidium, cesium, iron, cobalt, nickel, manganese (II), chromium (III), zinc, cadmium, lead, mercury, copper, alkaline-earth, rare-earth elements and a large group of organic substances, which can provide a high degree of water purification in the drinking water supply system.

Сущность заявленного способа получения природного сорбента для очистки воды в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения заключается в следующем.The essence of the claimed method for producing a natural sorbent for water purification in the drinking water supply system is as follows.

Для повышения сорбционной емкости опоки дробят и рассеивают на ситах. Отделяют фракции от 3 до 10 мм, промывают их водой для удаления пыли и высушивают при температуре 100-105°С до остаточной влажности на уровне 2%.To increase the sorption capacity, the flasks are crushed and dispersed on sieves. Fractions from 3 to 10 mm are separated, washed with water to remove dust and dried at a temperature of 100-105 ° C to a residual moisture content of 2%.

Следующие примеры приведены для того, чтобы более полно проиллюстрировать изобретение.The following examples are provided in order to more fully illustrate the invention.

Пример 1. Сырье из карьера - опоки - частицы с массой до нескольких килограммов размалывают на шаровой мельнице. Отсеивают мелкие и крупные частицы. Выделяют частицы с размером от 3 до 4 мм в поперечнике. Промывают водой для удаления пыли, далее высушивают при температуре 100-105°С до воздушно-сухого состояния с остаточной влажностью на уровне 2%. При этом получают сорбент СВ-4.Example 1. Raw materials from the quarry - flask - particles weighing up to several kilograms are ground in a ball mill. Small and large particles are screened out. Particles with a size of 3 to 4 mm in diameter are isolated. Washed with water to remove dust, then dried at a temperature of 100-105 ° C to an air-dry state with a residual humidity of 2%. In this case, sorbent CB-4 is obtained.

Пример 2. Опоки размалывают на шаровой мельнице, отсеивают мелкие и крупные частицы. Выделяют фракции от 5 до 10 мм. Промывают водой. Высушивают при температуре 100-105°С до остаточной влажности на уровне 2%. При этом получают сорбент СВ-10.Example 2. Flask is ground in a ball mill, small and large particles are sieved. Fractions from 5 to 10 mm are isolated. Washed with water. Dry at a temperature of 100-105 ° C to a residual moisture content of 2%. In this case, the sorbent SV-10 is obtained.

Готовые сорбенты СВ-4 и СВ-10 представляют собой твердые частицы различной формы светло-серого цвета, без запаха и вкуса.Ready-made sorbents SV-4 and SV-10 are solid particles of various shapes of light gray color, odorless and tasteless.

Гигиеническая оценка сорбентов для очистки воды в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения, полученных по примерам 1 и 2, проводилась согласно ТУ 2641-001-51652069-2001 с учетом методических указаний по гигиенической оценке материалов, реагентов, оборудования, технологий, используемых в системе водоснабжения МУ 2.1.4.783. Полученные результаты исследований приведены в табл.1.The hygienic assessment of sorbents for water purification in the drinking water supply system obtained according to examples 1 and 2 was carried out according to TU 2641-001-51652069-2001, taking into account the guidelines for the hygienic assessment of materials, reagents, equipment, technologies used in the water supply system of MU 2.1.4.783. The obtained research results are given in table 1.

Таблица 1.
Показатели качества воды (водных вытяжек) в статическом эксперименте. Вода водопроводная доочищенная с солесодержанием 160 мг/дм³; температура воды - (25±5)°С; время настаивания 1-30 суток (1-я серия исследований), сорбент для очистки воды СВ-4 (СВ-10)Table 1.
Water quality indicators (water extracts) in a static experiment. Refined tap water with salinity of 160 mg / dm ³ ; water temperature - (25 ± 5) ° С; brewing time 1-30 days (1st series of studies), sorbent for water purification SV-4 (SV-10) ПоказателиIndicators Гигиенический нормативHygienic standard Сутки наблюденияDay of observation ТотчасRight away 1one 33 55 1010 20twenty 30thirty Запах, баллыSmell, points ≤2≤2   ПробаTry   -- 0-10-1 0-10-1 0-10-1 0-10-1 0-10-1 0-10-1 КонтрольThe control   0-10-1 0-10-1 0-10-1 0-10-1 0-10-1 0-10-1 0-10-1 Привкус, баллыFlavor, points ≤1≤1   ПробаTry   -- 0-10-1 0-10-1 0-10-1 0-10-1 0-10-1 0-10-1 КонтрольThe control   0-10-1 0-10-1 0-10-1 0-10-1 0-10-1 0-10-1 0-10-1 Цветность, градусыColor, degrees ≤20≤20   ПробаTry   -- 00 00 1one 1one 00 00 КонтрольThe control   22 1one -- -- 22 22 22 МутностьTurbidity 1,51,5   ПробаTry   -- 0,60.6 0,280.28 -- 0,10.1 0,120.12 0,10.1 КонтрольThe control   <0,1<0.1 <0,1<0.1 <0,1<0.1 -- <0,1<0.1 <0,1<0.1 <0,1<0.1 рН, условные единицыpH, conventional units >6-<9> 6- <9   пробаtry   -- 7,37.3 7,327.32 7,37.3 7,347.34 7,327.32 7,347.34 КонтрольThe control   7,47.4 7,27.2 7,247.24 7,287.28 7,267.26 7,267.26 7,287.28 Перманганатная окисляемость, мг O₂/дм³ Permanganate oxidation, mg O ₂ / dm ³ <5<5   ПробаTry   4,04.0 4,04.0 4,14.1 4,14.1 4,154.15 4,154.15 4,154.15 КонтрольThe control   3,93.9 3,93.9 4,04.0 4,124.12 4,164.16 4,164.16 4,164.16 Аммонийный азот, мг/дм³ Ammonium nitrogen, mg / DM ³ <2<2   ПробаTry   -- -- -- -- -- -- 0,960.96 КонтрольThe control   0,10.1 -- -- -- -- -- 0,20.2 Нитриты, мг/дм³ Nitrites, mg / dm ³ <3<3   ПробаTry   -- -- -- -- -- -- 0,440.44 КонтрольThe control   0,10.1 -- -- -- -- -- 0,070,07 Нитраты, мг/дм³ Nitrates, mg / DM ³ <45 (50)<45 (50)   ПробаTry   -- -- -- -- -- -- 3,253.25 КонтрольThe control   1,31.3 -- -- -- -- -- 3,53,5

Как видно из табл.1, исследуемый материал не ухудшал органолептических свойств воды (отсутствие постороннего запаха и привкуса водных вытяжек, практически не изменялась величина цветности по сравнению с контролем). В процессе контакта сорбента СВ-4 (СВ-10) с водой водородный показатель практически не изменялся и соответствовал рекомендуемому гигиеническому нормативу (>6-<9).As can be seen from Table 1, the studied material did not worsen the organoleptic properties of water (absence of extraneous odor and taste of water extracts; the color value practically did not change compared to the control). During the contact of the sorbent SV-4 (SV-10) with water, the hydrogen index remained practically unchanged and corresponded to the recommended hygiene standard (> 6- <9).

Анализ содержания неорганических примесей в водной вытяжке на 30-е сутки опыта показал (2-я серия исследований), что миграция неорганических веществ - токсичных металлов I и II класса опасности (алюминия, бария, кадмия, никеля, молибдена, кобальта, ванадия, титана, ниобия, стронция, свинца) практически отсутствовала, а также не выявлена миграция металлов, влияющих на органолептические свойства воды (железо, марганец, медь) (табл.2).Analysis of the content of inorganic impurities in the water extract on the 30th day of the experiment showed (2nd series of studies) that the migration of inorganic substances - toxic metals of hazard class I and II (aluminum, barium, cadmium, nickel, molybdenum, cobalt, vanadium, titanium , niobium, strontium, lead) was practically absent, and the migration of metals that affect the organoleptic properties of water (iron, manganese, copper) was not detected (Table 2).

Таблица 2
Содержание неорганических примесей в водных вытяжках из сорбента для очистки воды. Вода дистиллированная, температура воды (37±2)°С, время настаивания 30 суток (2-я серия исследований).table 2
The content of inorganic impurities in aqueous extracts from the sorbent for water purification. Distilled water, water temperature (37 ± 2) ° С, infusion time 30 days (2nd series of studies). № п/пNo. p / p Наименование примесейName of impurities Гигиенический норматив, мг/дм³ Hygienic standard, mg / dm ³ Концентрация примесей, мг/дмThe concentration of impurities, mg / DM 1.one. АлюминийAluminum <0,5<0.5 0,020.02 2.2. БарийBarium <0,1<0.1 0,040.04 3.3. ВанадийVanadium <0,1<0.1 0,0010.001 4.four. ХромChromium <0,05<0.05 0,0010.001 5.5. НиобийNiobium <0,01<0.01 0,0010.001 6.6. НикельNickel <0,1<0.1 0,0010.001 7.7. КадмийCadmium <0,001<0.001 0,00010.0001 8.8. СтронцийStrontium 77 0,0010.001 9.9. СвинецLead <0,03<0.03 0,0010.001 10.10. МышьякArsenic <0,05<0.05 0,00010.0001 11.eleven. ЦинкZinc <3<3 0,0010.001 12.12. КальцийCalcium <0,5<0.5 0,0010.001 13.13. МагнийMagnesium <0,5<0.5 0,0010.001 14fourteen ЖелезоIron <0,3<0.3 0,010.01 15.fifteen. МарганецManganese <0,1 (0,5)<0.1 (0.5) 0,0010.001 16.16. МедьCopper <1<1 0,0010.001

Оценка возможной миграции химических веществ по данным биотестирования на гидробионтах проводилась согласно [5, 6]. Результаты биотестирования приведены в табл.3.Assessment of possible migration of chemicals according to bioassay data on aquatic organisms was carried out according to [5, 6]. The results of the biotesting are given in table.3.

Таблица 3
Динамика качества воды в процессе длительного контакта с сорбентом СВ-4 (СВ-10) по данным биотестирования на гидробионтах - дафниях, инфузориях, светящихся бактериях Эколюм (в экспериментальных исследованиях: настаивание на доочищенной водопроводной воде, температура воды - 25±2°С, время настаивания 1-30 суток)Table 3
Dynamics of water quality in the process of prolonged contact with the sorbent SV-4 (SV-10) according to bioassay data on hydrobionts - daphnia, ciliates, luminous bacteria Ekolyum (in experimental studies: insisting on purified tap water, water temperature - 25 ± 2 ° С, insisting time 1-30 days) № п/пNo. p / p Периоды наблюдения, суткиObservation periods, day Дафнии. Время выживаемости, час.(Гигиенический норматив >96)Daphnia. Survival time, hours. (Hygienic standard> 96) Инфузории. Коэффициент токсичности (Гигиенический норматив >0,5<1)Ciliates. Toxicity coefficient (Hygiene standard> 0.5 <1) Эколюм. Изменение свечения, % (Гигиенический норматив <50)Ecolum. Change in luminescence,% (Hygienic standard <50) КонтрольThe control ОпытExperience КонтрольThe control ОпытExperience КонтрольThe control ОпытExperience 1.one. 1one >96> 96 >96> 96 0,560.56 0,570.57 1717 1616 2.2. 33 >96> 96 >96> 96 0,540.54 0,60.6 15fifteen 15fifteen 3.3. 55 9696 >96> 96 0,620.62 0,620.62 15fifteen 14fourteen 4.four. 1010 <96<96 >96> 96 0,590.59 0,60.6 1919 20twenty 5.5. 20twenty <96<96 >96> 96 0,60.6 0,60.6 1919 1919 6.6. 30thirty <96<96 >96> 96 0,60.6 0,620.62 11eleven 1212

Анализ полученных данных показал, что водная вытяжка из сорбента СВ-4 (СВ-10) практически не оказывала токсического действия на дафний (не изменялись сроки выживаемости дафний по сравнению с контролем), а также она не влияла на хемотоксическую и генеративную функцию инфузорий, что свидетельствует об отсутствии миграции вредных химических веществ из сорбента. Оценивая полученные результаты, можно говорить о практическом отсутствии токсического воздействия водных вытяжек из сорбента СВ-4 (СВ-10) на функцию свечения бактерий Эколюм по сравнению с контрольной водой (табл.3).An analysis of the data showed that the water extract from the sorbent SV-4 (SV-10) had practically no toxic effect on daphnia (the survival time of daphnia did not change compared to the control), and it did not affect the chemotoxic and generative function of ciliates, which indicates the absence of migration of harmful chemicals from the sorbent. Estimating the results obtained, we can speak of the practical absence of the toxic effect of aqueous extracts from the sorbent SV-4 (SV-10) on the function of the luminescence of bacteria Ekolyum compared with control water (Table 3).

Для оценки возможной миграции радионуклидов изучено их содержание в твердом материале и в водной вытяжке по показателям суммарной объемной α- и β-активности.To assess the possible migration of radionuclides, their content in the solid material and in the aqueous extract was studied by the indices of the total volumetric α- and β-activity.

Определение суммарной α- и β-активности проводилось методом прямого измерения активности сухих остатков, полученных выпариванием анализируемых проб в сочетании с измерением в тех же условиях стандартных препаратов с известной удельной активностью.The determination of the total α- and β-activity was carried out by direct measurement of the activity of solids obtained by evaporation of the analyzed samples in combination with the measurement of standard preparations with known specific activity under the same conditions.

Проведенные исследования не выявили наличия радиоактивных компонентов в исследованной водной вытяжке (α-активность - 0,001 Бк/дм³), (β-активность - 0,084 Бк/дм³) из сорбента СВ-4 (СВ-10).The studies did not reveal the presence of radioactive components in the studied aqueous extract (α-activity - 0.001 Bq / dm ³ ), (β-activity - 0.084 Bq / dm ³ ) from the sorbent SV-4 (SV-10).

Экспериментальные исследования по изучению влияния исследованных образцов сорбента СВ-4 (СВ-10) на рост и развитие микрофлоры проведены на указанном сорбенте, предварительно тщательно промытым и залитым дехлорированной водопроводной водой после термостатирования в течение суток, с последующим внесением естественного микробиоценоза загрязненных водоемов. Для контроля также использовалась дехлорированная водопроводная вода с внесением естественного микробиоценоза загрязненных водоемов. Пробы воды из сосуда с сорбентом и контролем исследовались согласно Сан-ПиН 2.1.4.1074-01.Experimental studies on the influence of the studied samples of the sorbent SV-4 (SV-10) on the growth and development of microflora were carried out on the specified sorbent, previously thoroughly washed and filled with dechlorinated tap water after incubation for 24 hours, followed by the introduction of natural microbiocenosis of contaminated water bodies. For control, dechlorinated tap water was also used with the introduction of a natural microbiocenosis of contaminated water bodies. Water samples from a vessel with sorbent and control were investigated according to San PiN 2.1.4.1074-01.

Таблица 4
Влияние сорбента СВ-4 (СВ-10) на рост микрофлоры в водеTable 4
The effect of the sorbent SV-4 (SV-10) on the growth of microflora in water ЭкспозицияExposition Вариант опытаExperience option ОКБ/100 см³ OKB / 100 cm ³ ТКБ/100 см³ TKB / 100 cm ³ ОМЧ (37°C)OMC (37 ° C) 1 час1 hour КонтрольThe control 150150 110110 120120   ОпытExperience 140140 110110 100one hundred 1 сут1 day КонтрольThe control 1010 00 0,9×10⁴ 0.9 × 10 ⁴   ОпытExperience 00 00 0,7×10⁴ 0.7 × 10 ⁴ 2 сут2 days КонтрольThe control 00 00 2,0×10⁴ 2.0 × 10 ⁴   ОпытExperience 00 00 1,7×10⁴ 1.7 × 10 ⁴ 3 сут3 days КонтрольThe control 00 00 3,2×10⁴ 3.2 × 10 ⁴   ОпытExperience 00 00 2,5×10⁴ 2.5 × 10 ⁴ 20 сут20 days КонтрольThe control 00 00 0,5×10⁴ 0.5 × 10 ⁴   ОпытExperience 00 00 0,7×10⁴ 0.7 × 10 ⁴ 30 сут30 days КонтрольThe control 00 00 0,7·10⁴ 0.710 ⁴   ОпытExperience 00 00 0,8·10⁴ 0.8 · 10 ⁴

Как видно из полученных данных (табл.4), через одни сутки происходит снижение содержания микроорганизмов (общие колиформные бактерии (ОКБ), термотолерантные колиформные бактерии (ТКБ)) как в контроле, так и в опыте. Интенсивный рост микробного числа (ОМЧ) на исследованном сорбенте наблюдался на третьи сутки, причем в опыте наблюдался более значительный пик, что подтверждают и данные по увеличению содержания аммонийного азота в опыте по сравнению с контролем. На двадцатые и тридцатые сутки наблюдалось естественное отмирание микрофлоры, причем сорбент замедлял процесс отмирания. Развитие микрофлоры на исследованном образце в процессе биообрастания подтверждает целесообразность при необходимости периодического или на постоянной основе обеззараживания обработанной на нем воды одним из общепринятых дезинфекционных методов.As can be seen from the obtained data (Table 4), after one day there is a decrease in the content of microorganisms (common coliform bacteria (OKB), thermo-tolerant coliform bacteria (TKB)) both in the control and in the experiment. An intensive growth of the microbial number (TBC) on the studied sorbent was observed on the third day, and a more significant peak was observed in the experiment, which is also confirmed by data on an increase in the content of ammonium nitrogen in the experiment as compared with the control. On the twentieth and thirtieth days, the natural death of microflora was observed, and the sorbent slowed down the process of dying. The development of microflora on the studied sample during biofouling confirms the feasibility, if necessary, of periodic or permanent disinfection of the water treated on it with one of the generally accepted disinfection methods.

Проверка эффективности очистки воды от токсичных ионов металлов и органических соединений показала (табл.5), что сорбент СВ-4 (СВ-10) обладает высокой поглотительной способностью к токсичным металлам и органическим соединениям.Testing the effectiveness of water purification from toxic metal ions and organic compounds showed (Table 5) that the sorbent SV-4 (SV-10) has a high absorption capacity for toxic metals and organic compounds.

Таблица 5
Эффективность очистки воды от токсичных ионов металлов и органических соединений сорбентом СВ-4 (СВ-10)Table 5
The effectiveness of water purification from toxic metal ions and organic compounds by the sorbent SV-4 (SV-10) Определяемый показательThe determined indicator Содержание в мг/дм³ The content in mg / DM ³ Эффективность очистки, %The cleaning efficiency,% До сорбцииBefore sorption После сорбцииAfter sorption Токсичные металлы:Toxic Metals: СвинецLead 10,35±1,0510.35 ± 1.05 0,01±0,0050.01 ± 0.005 99,999.9 КадмийCadmium 5,6±0,55.6 ± 0.5 0,006±0,00060.006 ± 0.0006 99,999.9 ЦинкZinc 3,3±0,53.3 ± 0.5 0,003±0,00030.003 ± 0.0003 99,999.9 РтутьMercury 10,1±0,810.1 ± 0.8 0,001±0,000050.001 ± 0.00005 99,999.9 МедьCopper 3,2±0,53.2 ± 0.5 0,003±0,00040.003 ± 0.0004 99,999.9 КобальтCobalt 3±0,23 ± 0.2 0,003±0,00040.003 ± 0.0004 9999 Хром (III)Chrome (III) 2±0,22 ± 0.2 0,005±0,00050.005 ± 0.0005 99,799.7 Хром (VI)Chrome (VI) 2±0,22 ± 0.2 0,005±0,00050.005 ± 0.0005 99,799.7 Органические загрязнители:Organic pollutants: Дизельное топливоDiesel fuel 5±0,15 ± 0.1 0,01±0,0050.01 ± 0.005 99,899.8 МазутFuel oil 5±0,15 ± 0.1 0,01±0,0050.01 ± 0.005 99,899.8 Бенз(а)пиренBenz (a) pyrene 0,25±0,050.25 ± 0.05 0,000250,00025 99,999.9 ФенолPhenol 1±0,011 ± 0.01 0,001±0,00050.001 ± 0.0005 99,999.9 о,м,п-Хлорфенолыo, m, p-chlorophenols 1±0,011 ± 0.01 0,001±0,00050.001 ± 0.0005 99,999.9 2,4-Дихлорфенол2,4-Dichlorophenol 0,5±0,010.5 ± 0.01 0,0005±0,00010.0005 ± 0.0001 99,999.9 2,4-Динитрофенол2,4-dinitrophenol 0,5±0,010.5 ± 0.01 0,0005±0,00010.0005 ± 0.0001 99,999.9 ДиоксиныDioxins 0,00050,0005 Не обнаруженоNot found 99,9999,99

Таким образом, на основании проведенных органолептических, физико-химических, экспресс-токсикологических и радиологических исследований можно сделать заключение о возможности применения сорбента СВ-4 (СВ-10) в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения для доочистки питьевой воды.Thus, on the basis of organoleptic, physico-chemical, rapid toxicological and radiological studies, we can conclude that it is possible to use the sorbent SV-4 (SV-10) in the practice of drinking water for the purification of drinking water.

Использование заявляемого способа получения природного сорбента на основе опок Астраханской области для очистки воды в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения позволяет:Using the proposed method for producing natural sorbent based on flasks of the Astrakhan region for water purification in the drinking water supply system allows:

1) повысить качество очищаемой воды;1) to improve the quality of purified water;

2) расширить область применения природного адсорбционного сырья.2) expand the scope of natural adsorption raw materials.

Список литературыBibliography

1. Горштейн А.Е., Барон Н.Ю., Сыркина М.В. / Способ получения гранулированного адсорбента: А.с. 822881 СССР, МКИ 6 В01J 20/02, C02F 1/28, C02F 101:10, C02F 103:00; заявл. 1976.07.06; опубл. 1981.04.23.1. Gorstein A.E., Baron N.Yu., Syrkina M.V. / A method of obtaining a granular adsorbent: A.S. 822881 USSR, MKI 6 В01J 20/02, C02F 1/28, C02F 101: 10, C02F 103: 00; declared July 6, 2006; publ. 1981.04.23.

2. Конюхова Т.П., Кикило Д.А., Лучин Г.С., Чуприна Т.Н., Михайлова О.А., Дистанов У.Г., Харисов Ю.Г. / Способ адсорбционной очистки воды: Патент РФ №2111171, МПК 6 C02F 1/28; заявл. 1996.01.16; опубл. 1998.05.20.2. Konyukhova TP, Kikilo D.A., Luchin G.S., Chuprina T.N., Mikhailova O.A., Distanov U.G., Kharisov Yu.G. / Method of adsorption water treatment: RF Patent No. 2111171, IPC 6 C02F 1/28; declared 1996.01.16; publ. 1998.05.20.

3. Конюхова Т.П., Кикило Д.А., Михайлова О.А., Нагаева С.З., Чуприна Т.Н., Дистанов У.Г., Ярулина Г.Г., Харисов Ю.Г. / Способ адсорбционной очистки воды: Патент РФ №2150997, МПК 7 В01J 20/16, C02F 1/28; заявл. 1998.09.03; опубл. 2000.06.20.3. Konyukhova TP, Kikilo DA, Mikhailova OA, Nagaeva SZ, Chuprina TN, Distanov UG, Yarulina GG, Kharisov Yu.G. / Adsorption water purification method: RF Patent No. 2150997, IPC 7 В01J 20/16, C02F 1/28; declared September 9, 1998; publ. 06/06/20.

4. Данилов А.А., Коромыслов B.C., Сентяков А.В., Павлов Н.И./ Способ получения сорбента. Патент РФ 2141374, МПК B01J 20/10, B01J 20/16, B01J 20/30 заявл. 1998.12.15; опубл. 1999.11.20.4. Danilov A.A., Koromyslov B.C., Sentyakov A.V., Pavlov N.I. / Method for producing sorbent. RF patent 2141374, IPC B01J 20/10, B01J 20/16, B01J 20/30 December 12, 1998; publ. 1999.11.20.

5. Методические рекомендации по применению методов биотестирования для оценки качества воды в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения. МР №ЦОС ПВР 005-95.5. Guidelines for the application of biotesting methods to assess the quality of water in the drinking water supply system. MR No. TsOS PVR 005-95.

6. РД 118.02.90. Методическое руководство по биотестированию воды. Гос.комитет СССР по гидрометерологии. М.: Мин. здравоохр. СССР, 1991.6. RD 118.02.90. Guidelines for biotesting water. USSR State Committee for Hydrometeorology. M .: Min. health USSR, 1991.

Claims (1)

Способ получения сорбента для очистки воды в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения, предусматривающий измельчение опоки с выделением частиц заданного размера, отличающийся тем, что измельчению подвергают опоку Астраханской области, содержащую, мас.%: SiO₂ 78-80; Аl₂O₃ 18-22; Fe₂O₃ 0,5; Н₂О 0,2-0,5; CaSO₄ 0,3-0,5; СаСО₃ 0,12-0,8, выделяют частицы размером от 3 до 10 мм в поперечнике, промывают частицы водой до удаления пыли и высушивают при 100-105°С до остаточной влажности 2%. A method of producing a sorbent for water purification in a drinking water supply system, comprising grinding the flask with the allocation of particles of a given size, characterized in that the flask is subjected to grinding flask Astrakhan region, containing, wt.%: SiO ₂ 78-80; Al ₂ O ₃ 18-22; Fe ₂ O ₃ 0.5; H ₂ O 0.2-0.5; CaSO ₄ 0.3-0.5; CaCO ₃ 0.12-0.8, particles with a size of 3 to 10 mm in diameter are isolated, the particles are washed with water until dust is removed and dried at 100-105 ° C to a residual moisture content of 2%.