Спосіб очищення води від органічних сполук

Винахід відноситься до способів адсорбційного очищення природних і стічни х вод від органічних речовин, нафти і може бути використаний в хімічній, коксохімічній, машинобудівній, металургійній промисловості. Відомий спосіб очищення води від органічних домішок за допомогою контактування води з викопним вугіллям (бурим, антрацитом) [1, 2]. Недоліками цього способу є (у випадку бурого вугілля) забруднення вторинними забруднювачами - гуміновими речовинами, що забарвлюють води, які очищаються, в коричневі кольори різної інтенсивності. При використанні в якості сорбенту антрациту недоліком є невисока ступінь очищення води, обумовлена недостатньо розвинутою пористою структурою антрациту. Найближчим технічним рішенням по суті заявки, що пропонується, є спосіб очищення води методом динамічної сорбції [3], який заключається в контактуванні викопного вугілля з водою, що очищується і містить в якості органічних забруднювачів нафту, фенол. Суть відомого винаходу полягає в наступному. Стічну воду, що містить органічні сполуки (нафтопродукти в кількості 1 мг/дм 3, феноли в кількості 0,3 мг/дм 3) підлягає сорбційній очистці в динамічному режимі. Для цього її пропускають протягом 0,1-1,1 год. через щільний шар викопного вугілля з порами діаметром 3,4-4,2 нм, сорбований об'єм яких складає 0,1-0,25 см 3/г при об'ємному відношенні води до вугілля рівному 0,9-2,5. Ступінь очищення води складає по нафтопродуктам 85-98%; по фенолу 57-68%. Недоліком відомого способу є те, що ступінь очищення води недостатньо високий (особливо по фенолу - не перевищує 68%). В основу винаходу поставлена задача створення способу очищення води від органічних сполук, в якому завдяки використанню модифікованих вугільних сорбентів, отриманих на основі відходів не паливної переробки бурого вугілля, забезпечується ефективна сорбція забруднювачів (домішок) і за рахунок цього забезпечується підвищення ступеню сорбційного очищення і досягається утилізація відходів виробництва. Поставлена задача вирішується тим, що в способі очищення води від органічних сполук, що включає сорбційне контактування викопного вугілля з водою, відповідно до винаходу, в якості сорбенту використовують модифіковані термохімічною обробкою відходи не паливного використання бурого вугілля протягом 0,5-1,5 год. при об'ємному відношенні води до вугілля рівному 1-3. В якості адсорбенту використовують відходи виробництва не паливної переробки бурого вугілля модифіковане залишкове буре вугілля (ЗБВ). ЗБВ отримують в процесі виробництва ростостимулюючих речовин - гуматів амонію. При модифікації ЗБВ в умовах короткотермінової термічної обробки в м'якому режимі отримують дрібнодисперсний сорбент К-І. Його характеристики: дисперсність 50-300 мкм; питома поверхня 1,9-2,3 м 2/г; сорбцій ний об'єм 0,300-0,320 см 3/г. Вихідна вода, що містить в якості кінцевих домішок нафту, фенол контактує в динамічному режимі сорбції протягом 0,5-1,0 г із сорбентом К-І. Спосіб і результати сорбційного очищення приведені в прикладах 1-6. Визначення вихідного і залишкового вмісту органічних речовин (нафти, фенолу) виконували методом газорідинної хроматографії. Приклади конкретного виконання. Приклад 1. Воду, що містить нафту в кількості 0,5 г/дм 3 і фенол в кількості 0,3 г/дм 3 пропускають протягом 0,5 год. через колонку заповнену сорбентом К-І при об'ємному відношенні води до вугілля рівному 3. Ступінь очищення води від нафти складає 89%, від фенолу 90,2%. Приклад 2. Спосіб проведення експерименту аналогічний описаному в прикладі 1. Вихідні концентрації нафти, фенолу і об'ємне відношення води до вугілля, такі ж. Відмінність заключається в тому, що час контактування води із сорбентом рівний 1,0 год. Ступінь очищення зростає і складає від нафти 90,5%, від фенолу 91,7%. Приклад 3. Спосіб проведення експерименту аналогічний описаному в прикладі 1, вихідна вода та ж. Час контактування води та сорбенту 1,0 год. Відмінність полягає в тому, що об'ємне відношення води до вугілля рівне 2. Ступінь очищення води складає від нафти 93,5%, від фенолу 92,4%. Приклад 4. Спосіб проведення експерименту аналогічний описаному в прикладі 1. Вихідні концентрації нафти, фенолу ті ж, об'ємне відношення води до вугілля рівне 2. Відмінність полягає в тому, що час контактування води із сорбентом 1,5 год. Ступінь очищення води складає від нафти 93,4%, від фенолу 92,2%. Приклад 5. Спосіб проведення експерименту аналогічний описаному в прикладі 1. Вихідні концентрації нафти, фенолу ті ж. Час контактування води із сорбентом 1,0 год. Відмінність полягає в тому, що об'ємне відношення води до вугілля рівне 1. Ступінь очищення води складає від нафти 93,3%, від фенолу 92,2%. Приклад 6. Спосіб проведення експерименту аналогічний описаному в прикладі 1. Вихідні концентрації нафти, фенолу ті ж. Час контактування води із сорбентом 1,0 год. Відмінність полягає в тому, що об'ємне відношення води до вугілля рівне 3. Ступінь очищення води складає від нафти 91,0%, від фенолу 91,5%. Приклад 7. Спосіб проведення експерименту аналогічний описаному в прикладі 1, об'ємне відношення води до вугілля рівне 2. Час контактування води із сорбентом 1,0 год. Відмінність полягає в тому, що концентрація у вихідній воді нафти 0,25 г/дм 3, фенолу 0,20 г/дм 3. Ступінь очищення води складає від нафти 95,2%, від фенолу 95,3%. Приклад 8. Спосіб проведення експерименту аналогічний описаному в прикладі 1, об'ємне відношення води до вугілля рівне 2. Час контактування води із сорбентом 1,0 год. Відмінність полягає в тому, що концентрація у вихідній воді нафти 0,15 г/дм 3, фенолу 0,15 г/дм 3. Ступінь очищення води складає від нафти 97,1%, від фенолу 98,5%. Приклад 9. Спосіб проведення експерименту аналогічний описаному в прикладі 1, об'ємне відношення води до вугілля рівне 2. Час контактування води із сорбентом 1,0 год. Відмінність полягає в тому, що концентрація у вихідній воді нафти 0,10 г/дм 3, фенолу 0,10 г/дм 3. Ступінь очищення води складає від нафти 99,0%, від фенолу 99,5%. Приклад 10. Спосіб проведення експерименту аналогічний описаному в прикладі 1, об'ємне відношення води до вугілля рівне 2. Час контактування води із сорбентом 1,0 год. Відмінність полягає в тому, що концентрація у вихідній воді нафти 0,01 г/дм 3, фенолу 0,01 г/дм 3. Ступінь очищення води складає від нафти 99,5%, від фенолу 99,9%. Із порівняних експериментальних даних прикладів 1-10 очевидні наступні закономірності. Оптимальним часом контактування води із сорбентом необхідно рахувати 1,0 год. (приклад 2), так як при меншому - 0,5 год. ступінь очищення нижчий (приклад 1), а при більшому - 1,5 год. (приклад 4) практично такий же як і в прикладі 3. Оптимальне об'ємне співвідношення води до вугілля рівне 2 (приклад 3), при меншому значенні 1,0 ступінь очищення від органічних речовин зменшується незначно (приклад 5), при більшому співвідношенні - рівному 3, зменшується (приклад 6). Із зменшенням концентрації органічних речовин ступінь очищення води збільшується (приклади 7-10), досягаючи майже кількісних значень (приклад 9, 10), що відповідають нормам ГДК (ГДК нафти 0,1 мг/дм 3, ГДК фенолу 0,001 мг/дм 3). На основі вище виконаного експерименту очевидно, що спосіб очищення води від органічних сполук - нафти, фенолу, що заявляється, достатньо високоефективний. Ступінь очищення води знаходиться в межах 90,0-99,5% для обох органічних сполук, що на 7,7-2,0% вище для нафти і на 35,0-32,0% вище для фенолу, у порівнянні із прототипом. Крім того, використання модифікованого залишкового бурого вугілля в якості сорбентів дозволяє реалізувати їх утилізацію і забезпечити замкнутий цикл виробництва гумату амонію. Література: 1. Смирнов А.Д. Сорбционная очистка воды. - Л.: Химия, 1982. - С. 16-17. 2. Кульский Л.А. Термические основы и технология кондиционирования воды. - Киев: Наукова думка, 1983. С. 195-197. 3. Пат RU № 2041168, 6С02F1/28, Опубл. 09.08.95, Бюл. № 22. - Прототип.