RU2470877C1 - Способ ионообменной очистки сточной воды от ионов металлов - Google Patents
Способ ионообменной очистки сточной воды от ионов металлов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2470877C1 RU2470877C1 RU2011124603/05A RU2011124603A RU2470877C1 RU 2470877 C1 RU2470877 C1 RU 2470877C1 RU 2011124603/05 A RU2011124603/05 A RU 2011124603/05A RU 2011124603 A RU2011124603 A RU 2011124603A RU 2470877 C1 RU2470877 C1 RU 2470877C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- mixture
- treatment
- metal ions
- styrene
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано на предприятиях в процессах водоподготовки и оборотного водоснабжения, а также в производстве пивобезалкогольной продукции и очистке питьевой воды. Способ ионообменной очистки сточной воды от ионов металлов включает пропускание через смесь аминокарбоксильного катионита и низкоосновного анионита полимеризационного типа. В качестве смеси ионитов используют смесь полимерных сорбентов, представляющую собой продукт совместной обработки гидразингидратом в присутствии сульфата гидразина и гидразида уксусной кислоты при температуре 102°С в течение двух часов смеси равных количеств вторичных полимеров метилакрилата, дивинилсульфида, этилендиамина, акрилонитрила, стирола при соотношении группировок дивинилсульфид : этилендиамин : акрилонитрил : стирол : гидразид акриловой кислоты - 1:1:1:1:1. Способ обеспечивает увеличение эффективности удаления ионов металлов при их большом ассортименте в составе очищаемой воды при наличии сопутствующих органических загрязнителей и повышение стабильности очистки при изменении температуры воды. 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к способам ионообменной очистки сточной воды и технологических растворов от ионов металлов с применением полимерных сорбентов и может быть использовано на предприятиях в процессах водоподготовки и оборотного водоснабжения, а также в производстве пивобезалкогольной продукции и очистке питьевой воды.
Известен способ очистки воды от ионов металлов при их совместном присутствии фильтрацией через сополимерные сорбенты, содержащие этилендиаминовые группировки (см. авторское свидетельство СССР №966023, кл. C02F 1/42). Указанный способ обладает селективностью только по отношению к ионам трехвалентного железа (Fe3+), что является его недостатком, так как ограничено его применение и работоспособность при содержании в воде других ионов.
Известен способ очистки водного раствора, содержащего ионы меди, цинка, железа, путем их пропускания через ионообменные смолы, полученные аминированием (гидразинированием) гидразином сополимера метилакрилата и дивинилбензола (см. авторское свидетельство СССР №528310, кл. C08F 226/02, C08F 8/32, 1975).
Недостатком способа является низкая степень совместной очистки водных растворов от ионов металлов переменной валентности (медь, цинк, никель, хром, железо и т.д.) особенно в присутствии органических загрязнителей.
Известен способ глубокой очистки хромсодержащих и кислотощелочных сточных вод от ионов тяжелых металлов с применением сорбентов с гидразидными фрагментами (Г.И. Зубарева. Технологические схемы глубокой очистки гальваностоков от ионов тяжелых металлов с применением высокоэффективных собирателей. Химическая промышленность, 8. 2001).
Основными недостатками способа являются селективность по отношению к ионам хрома (Сr3+) и ограниченные возможности удаления ионов других металлов при разнообразном ассортименте и содержании солей в очищаемой воде и снижение эффективности очистки при наличии органических загрязнителей и повышении температуры.
Известен способ удаления из сточных вод поливалентных металлов путем фильтрации через волокнистый кислотостойкий ионообменный фильтровальный материал, включающий полиакриловую кислоту и гидразид полиметакриловой кислоты (Патент РФ 2190454, М.кл. В01D 39/06, B01J 39/08, С03С 25/28).
Недостатками данного способа являются пониженная обменная емкость ионита, селективность по отношению к сорбируемым ионам (Сu2+, Fe2+ Ni2+), ограниченная работоспособность при колебании состава и концентрации солей в водном растворе, а также при наличии загрязнителей органического характера и повышении температуры.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод и технологических растворов от ионов никеля и меди путем их пропускания через ионообменные смолы, в качестве которых используют смесь аминокарбоксильного катионита и низкоосновного анионита полимеризационного типа, взятых в объемном соотношении (0,5÷1,5):1 соответственно, при этом аминокарбоксильный катион берут в Kat+ или Kat/H+ - форме, где Kat+ - ион щелочного металла или аммония, а низкоосновный анионит берут в ОН- или ОН-/Аn-форме, где An- - анион минеральной кислоты [Патент на изобретение РФ №2049073, МПК6 C02F 1/42, 1994].
Недостатками способа являются недостаточная эффективность очистки водных растворов от ионов других металлов особенно в присутствии органических загрязнителей, а также неустойчивые характеристики при повышении температуры очищаемых растворов.
Техническим результатом изобретения является увеличение эффективности удаления ионов металлов при их большом ассортименте в составе очищаемой воды при наличии сопутствующих органических загрязнителей и повышение стабильности очистки при изменении температуры воды. Поставленный технический результат достигается тем, что согласно предлагаемому способу, включающему пропускание сточной воды через смесь аминокарбоксильного катионита и низкоосновного анионита полимеризационного типа, взятых в катионной и анионной форме, используют смесь полимерных сорбентов, представляющую собой продукт совместной обработки гидразингидратом в присутствии сульфата гидразина и гидразида уксусной кислоты при температуре 102°С в течение двух часов смеси равных количеств вторичных полимеров метилакрилата, дивинилсульфида, этилендиамина, акрилонитрила, стирола при соотношении группировок дивинилсульфид : этилендиамин : акрилонитрил : стирол : гидразид акриловой кислоты - 1:1:1:1:1.
По данному способу сорбцию ведут на сорбенте, который получен смешением равных количеств вторичных полимеров метилакрилата, дивинилсульфида, этилендиамина, акрилонитрила, стирола с последующей обработкой гидразингидратом в присутствии сульфата гидразина и гидразида уксусной кислоты при температуре 102°С в течение двух часов (гидразинолиз) (см. Авт.свид. СССР 157105, 1962 г.). При этом получают смесь вторичных полимеров при соотношении группировок дивинилсульфид : этилендиамин : акрилонитрил : стирол : гидразид акриловой кислоты - 1:1:1:1:1.
Отличие предлагаемого способа от прототипа заключается в том, что очищаемую воду пропускают через смесь полимерных сорбентов, представляющих собой продукт совместной обработки гидразингидратом в присутствии сульфата гидразина и гидразида уксусной кислоты при температуре 102 С в течение двух часов смеси равных количеств вторичных полимеров метилакрилата, дивинилсульфида, этилендиамина, акрилонитрила, стирола, содержащую группировки дивинилсульфид, этилендиамин, акрилонитрил, стирол, гидразид акриловой кислоты в соотношении 1:1:1:1:1. Осуществление очистки воды на таком полимерном сорбенте неизвестно.
Технология способа состоит в том, что очищаемый водный раствор, содержащий загрязнители, включая соли тяжелых металлов, и органические загрязнители, пропускают в колонке через смесь полимерных сорбентов, представляющую собой продукт совместной обработки гидразингидратом в присутствии сульфата гидразина и гидразида уксусной кислоты при температуре 102°С в течение двух часов смеси равных количеств вторичных полимеров метилакрилата, дивинилсульфида, этилендиамина, акрилонитрила, стирола, содержащую дивинилсульфидные, этилендиаминовые, акрилонитрильные, стирольные, гидразида акриловой кислоты группировки в соотношении 1:1:1:1:1, обменная емкость которого по Fe3+ составляет 280±5 мг/г.
Технический результат, который достигается вышеизложенной совокупностью существенных признаков, объясняется тем, что в смеси полимеризационной ионообменной смолы появляется расширенный набор активных группировок =S,- С≡N,- СНСH(NH2)2,- C(O)NHNH2, - NH2, которые взаимодействуют друг с другом, создают электростатический и комплексообразующий эффект за счет полярности и структурируют эффективные надмолекулярные образования, обеспечивая активную очистку воды от смеси ионов металлов за счет комплексообразования и хемосорбции, что приводит к значительному улучшению технологии очистки в присутствии органических загрязнителей (нефтепродукты).
Также проявляется комплексная активность сорбента за счет более полного использования свойств нитрильных -С≡N, сульфидных =S, амино -NH2 и гидразидных группировок -NHNH2. Данный полимерный сорбент малочувствителен к колебаниям температуры в пределах 1-90°С, рН среды, концентрации солей и других загрязнителей, не теряет механической прочности в цикле работа - регенерация. Набор активных группировок позволяет эффективно очищать воду от широкого набора ионов металлов: Сu2+, Fe2+, Ni2+, Zn2+, Cr3+, Cr6+, Fe3+, Co3+, Hg1+.
При этом из воды удаляются загрязнения и она становиться чистой, пригодной для использования в водообороте. Способ апробирован на лабораторной установке.
Пример
Модельный раствор, содержащий ионы Cu2+, Fe2+, Ni2+, Zn2+, Cr3+, Cr6+, Fe3+, Co3+, Hq1+ в виде солей (противоионы Сl-, SO4 2-) и органические загрязнители (1,25 мг/л) пропускают снизу со скоростью 5 л/ч через колонку высотой 100 мм и диаметром 11,3 мм, наполненную полимерным сорбентом - продуктом гидразинолиза смеси равных количеств вторичных полимеров метилакрилата, дивинилсульфида, этилендиамина, акрилонитрила и стирола, содержащим дивинилсульфидные, этилендиаминовые, акрилонитрильные, стирольные, гидразида акриловой кислоты группировки в соотношении 1:1:1:1:1, имеющего статическую обменную емкость по Fr3+ 280±5 мг/г. Сверху колонки имеется слой мелкого гравия и решетчатая перегородка для предотвращения уноса сорбента. На выходе из колонки периодически отбираются пробы и осуществляется их анализ стандартными методами. Остаточное содержание загрязнителей в воде после очистки соответствует гигиеническим требованиям к качеству воды централизованных систем водоснабжения (СанПиН 2.1.4.559-96). Активация полимерного сорбента в цикле работа - регенерация осуществляется 10%-ным водным раствором H2SO4 противотоком. Результаты реализации способа в сравнении с прототипом приведены в таблице.
Из вышеизложенного следует, что каждый из признаков заявляемой совокупности влияет на достижение поставленной задачи, а именно повышение степени очистки водных растворов от комплекса загрязнителей в широком диапазоне температур, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявляемого технического решения. Способ является полезным для решения экологических задач водоочистки, особенно на стадии тонкой очистки воды, создания замкнутого технологического водооборота и питьевого водоснабжения.
Показатели | |||
Предлагаемый способ | Прототип | ||
Состав очищаемого | Состав очищаемого | ||
водного раствора, мг-экв/л, | водного раствора, мг-экв/л | ||
Сu2+ | 1,25 | Cu2+ | 1,20 |
Zn2+ | 1,25 | Ni2+ | 1,25 |
Fe3+ | 1,25 | Органические загрязнители, мг/л | нет |
Ni2+ | 1,25 | ||
Cr3+ | 1,25 | ||
Cr6+ | 1,25 | ||
Fe2+ | 1,25 | ||
Co3+ | 1,25 | ||
Hg1+ | 1,25 | ||
Органические | |||
загрязнители, мг/л | 1,25 | ||
Температура процесса, °С | 19-25 | ||
1-90 | (комнатная) | ||
Водный раствор после очистки | |||
соответствует СанПиН 2.1.4.559-96 |
Из данных таблицы видно, что предлагаемый способ является более эффективным: позволяет очищать воду с большим разнообразием загрязнителей в широком диапазоне температур.
Claims (1)
- Способ ионообменной очистки сточной воды от ионов металлов путем ее пропускания через смесь аминокарбоксильного катионита и низкоосновного анионита полимеризационного типа, взятых в катионной и анионной форме, отличающийся тем, что используют смесь полимерных сорбентов, представляющую собой продукт совместной обработки гидразингидратом в присутствии сульфата гидразина и гидразида уксусной кислоты при температуре 102°С в течение двух часов смеси равных количеств вторичных полимеров метилакрилата, дивинилсульфида, этилендиамина, акрилонитрила, стирола при соотношении группировок дивинилсульфид: этилендиамин: акрилонитрил: стирол: гидразид акриловой кислоты - 1:1:1:1:1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011124603/05A RU2470877C1 (ru) | 2011-06-16 | 2011-06-16 | Способ ионообменной очистки сточной воды от ионов металлов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011124603/05A RU2470877C1 (ru) | 2011-06-16 | 2011-06-16 | Способ ионообменной очистки сточной воды от ионов металлов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2470877C1 true RU2470877C1 (ru) | 2012-12-27 |
Family
ID=49257442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011124603/05A RU2470877C1 (ru) | 2011-06-16 | 2011-06-16 | Способ ионообменной очистки сточной воды от ионов металлов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2470877C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103603410A (zh) * | 2013-10-28 | 2014-02-26 | 广州市晖源节能科技有限公司 | 一种合理利用水资源的集中分质供水*** |
RU2550192C2 (ru) * | 2013-08-27 | 2015-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ ионообменной очистки сточных вод и технологических растворов от ионов металлов |
RU2609470C1 (ru) * | 2015-08-17 | 2017-02-02 | Лидия Алексеевна Воропанова | Очистка сточных вод от ионов хрома кожевенных, травильных и гальванических производств |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60176922A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-11 | Ube Ind Ltd | 重金属の回収方法 |
SU1738758A1 (ru) * | 1990-08-22 | 1992-06-07 | Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского | Способ ионообменной очистки сточных вод от никел |
EP0340975B1 (en) * | 1988-04-28 | 1992-09-30 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Ethylene copolymers as sorbers of metallic ions from solutions |
RU2049073C1 (ru) * | 1994-04-21 | 1995-11-27 | Татьяна Евгеньевна Митченко | Способ ионообменной очистки сточных вод и технологических растворов от ионов меди и никеля |
RU2082496C1 (ru) * | 1994-07-08 | 1997-06-27 | Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева | Способ получения полимерного органоминерального сорбента |
UA26105C2 (uk) * | 1993-11-30 | 1999-04-30 | Тетяна Євгенівна Мітченко | Спосіб іоhообміhhої очистки розчиhів від іоhів кольорових металів |
US6203708B1 (en) * | 1992-06-25 | 2001-03-20 | Monash University | Ion exchange resin |
-
2011
- 2011-06-16 RU RU2011124603/05A patent/RU2470877C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60176922A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-11 | Ube Ind Ltd | 重金属の回収方法 |
EP0340975B1 (en) * | 1988-04-28 | 1992-09-30 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Ethylene copolymers as sorbers of metallic ions from solutions |
SU1738758A1 (ru) * | 1990-08-22 | 1992-06-07 | Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского | Способ ионообменной очистки сточных вод от никел |
US6203708B1 (en) * | 1992-06-25 | 2001-03-20 | Monash University | Ion exchange resin |
UA26105C2 (uk) * | 1993-11-30 | 1999-04-30 | Тетяна Євгенівна Мітченко | Спосіб іоhообміhhої очистки розчиhів від іоhів кольорових металів |
RU2049073C1 (ru) * | 1994-04-21 | 1995-11-27 | Татьяна Евгеньевна Митченко | Способ ионообменной очистки сточных вод и технологических растворов от ионов меди и никеля |
RU2082496C1 (ru) * | 1994-07-08 | 1997-06-27 | Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева | Способ получения полимерного органоминерального сорбента |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550192C2 (ru) * | 2013-08-27 | 2015-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ ионообменной очистки сточных вод и технологических растворов от ионов металлов |
CN103603410A (zh) * | 2013-10-28 | 2014-02-26 | 广州市晖源节能科技有限公司 | 一种合理利用水资源的集中分质供水*** |
CN103603410B (zh) * | 2013-10-28 | 2018-05-15 | 广州市晖源节能科技有限公司 | 一种合理利用水资源的集中分质供水*** |
RU2609470C1 (ru) * | 2015-08-17 | 2017-02-02 | Лидия Алексеевна Воропанова | Очистка сточных вод от ионов хрома кожевенных, травильных и гальванических производств |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Johir et al. | Phosphate adsorption from wastewater using zirconium (IV) hydroxide: kinetics, thermodynamics and membrane filtration adsorption hybrid system studies | |
Wu et al. | Removal of phosphate from water by a highly selective La (III)-chelex resin | |
CN102423684B (zh) | 一种改性沸石氨氮吸附剂及其使用和再生方法 | |
RU2577379C1 (ru) | Обработка сточной воды от коксования | |
CN101780421B (zh) | 一种氨氮吸附剂及其制备和使用方法 | |
Hilbrandt et al. | Comparing fine particulate iron hydroxide adsorbents for the removal of phosphate in a hybrid adsorption/ultrafiltration system | |
CN101234827A (zh) | 一种含高浓度硫酸钠的含铬废水治理和资源回收方法 | |
CN104129831A (zh) | 一种利用螯合树脂同时去除和回收重金属离子和有机酸的方法 | |
CN108079968A (zh) | 一种同步去除水中硝酸盐和磷酸盐的纳米复合吸附剂及其制备方法和应用 | |
RU2470877C1 (ru) | Способ ионообменной очистки сточной воды от ионов металлов | |
CN101381123A (zh) | 用天然斜发沸石处理含钒氨氮废水的方法 | |
CN115041152B (zh) | 一种基于树脂基载钕纳米复合材料及其制备方法和在深度去除水中磷酸根的应用 | |
CN104003581A (zh) | 一种高浓度难降解有机废水的处理工艺 | |
CN110117043B (zh) | 一种利用离子交换树脂去除废水中重金属离子的方法及树脂的再生方法 | |
Li et al. | Phosphorus recovery as struvite from eutropic waters by XDA-7 resin | |
CN109200627B (zh) | 一种醇胺溶液的净化方法 | |
CN109133252A (zh) | 一种地下水中硝酸盐选择性去除工艺与设备 | |
RU2316479C1 (ru) | Способ водоподготовки | |
CN103551127B (zh) | 一种改性树脂除汞吸附剂的制备方法 | |
CN113087063A (zh) | 一种高盐度废水中深度除磷的方法 | |
RU2049073C1 (ru) | Способ ионообменной очистки сточных вод и технологических растворов от ионов меди и никеля | |
RU2434811C1 (ru) | Способ ионообменной очистки сточных вод и технологических растворов от ионов металлов переменной валентности | |
JP3620659B2 (ja) | 水中のアンモニア性窒素及びリン酸イオンの除去・回収方法及び装置 | |
US2373632A (en) | Removal of fluorine from water | |
Chartrand | The selective ion-exchange removal of ammonia from mining wastewater |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130617 |