Спосіб очистки природних і промислових вод від аміаку і амінів

Изобретение относится к области очистки природных и промышленных вод и может быть использовано в производственных процессах, связанных с необходимостью очистки технологических и природных вод от аминов разных типов. Наиболее близким к заявляемому является способ очистки природных и промышленных вод от аммиака и аминов, включающий сорбционную обработку воды неорганическим ионообменником, в качестве которого используют природный цеолит - клииоптилолит[1]. Способ осуществляют в динамических условиях, очищая воды, содержащие 43-170 мг/л NH4+ на зерна сорбента 0,5 -1,5 мм. При этом емкость клиноптилолита в расчете на NH4+ составляет (0,17 - 0,63) мг-экв./г. К недостаткам известного способа относится невысокая емкость сорбента по аммиаку (до 1,5 мг-экв/г), что обуславливает необходимость использования промышленных фильтров больших размеров для очистки растворов и вод с высокой (более 25 мг/л) концентрацией аммиака; а также малая скорость сорбции аминов, что снижает эффективность процесса регенерации промстоков и техногенных вод. Кроме того, ряд органических аминопроизводных известным способом вообще не извлекается. Задачей изобретения является усовершенствование способа очистки природных и промышленных вод от аммиака и аминов, в котором использование определенного сорбента позволяет повысить степень очистки природных и промышленных вод, а также ускорить процесс очистки за счет использования катионита с высокой сорбционной емкостью и высоким сродством к аминосоединениям. Поставленная задача решается предложенным способом очистки природных и промышленных вод от аммиака и аминов, включающем их сорбционную обработку неорганическим ионообменником, в котором в качестве неорганического ионообменника используют сурьмянофосфорнокремниевый катионит (СФКК) с соотношением Sb:P:SI в его составе, равном (4-8):(1-2):1. Данный ионит, содержащий сурьму, кремний и фосфор в составе оксидной матрицы в соотношении Sb:P:Si = (4—8):(1—2):1 [6], представляет собой белые или желтоватые гранулы неправильной или сферической формы. Благодаря данному количественному и качественному составу, он характеризуется сорбционной емкостью более 2,5 мг-экв/г и высокой сорбционной активностью. Эффективность применения сурьмянок-ремниевых катионитов разного состава для извлечения аммиака и аминов проиллюстрирована следующими примерами. Πример 1. С целью определения поглощающей способности по отношению к ионам аммония навески сорбентов приводили в контакт с растворами имитата промышленного конденсата, содержащего 102 и 300 мг аммиака в литре, выдерживая соотношение навески сорбента к объему очищаемого раствора (Т : Ж), равным (1 : 100). Время сорбции - 3 часа при непрерывном перемешивании. Количество сорбированного аммиака определяли по разности его начальной и конечной концентраций в контактном растворе, которые определяли потенциометрически с помощью ионселективного электрода, а также титрованием серной кислотой. Данные об извлечении аммиака из имитатов с помощью сурьмянокремниевых сорбентов, а также природного клиноптилолита (прототип) приведены в таблице 1. Как явствуе т из результатов, приведенных в таблице 1, сорбционная способность сурьмянофосфорнокремниевых сорбентов в растворах аммиака значительно выше применяемого цеолита. Πример 2. Для определения динамической емкости сорбентов в колонку диаметром 4 мм загружали навески сурьмянофосфорнокремниевых сорбентов и клиноптилолита и пропускали через них растворы аммиака с исходной концентрацией 200 мг/л. Скорость пропускания - 10 колоночных объемов в час. Величину сорбции определяли по разности исходной и выходной концентраций. Эксперимент проводили до достижения на выходе из колонки концентрации аммиака, равной исходной. По результатам проведенных измерений рассчитали величины динамической обменной емкости исследуемых материалов - ДОЕ(NН3). Результаты измерений сведены в табл.2. Из данных, приведенных в табл.2 явствуе т, что заявляемый сорбент обладает в 3-4 раз большей емкостью по отношению к аммиаку, по сравнению с прототипом. Πример 3. С целью определения максимально возможной скорости очистки техногенных вод, содержащих аммиак, в динамических условиях через колонку с различными навесками сорбентов со скоростями 25,50 и 100 мл/час пропускали промышленный конденсат Черкасского ПО "Азот" с содержанием аммиака 103 мг/л и рНо= 10,2. Результаты проведенных экспериментов сведены в таблицу 3. В соответствии с данными таблицы 3 эффективность сурьмянофосфорнокремниевого сорбента в 1,5-2,8 раз выше по сравнению с прототипом по количеству очи щаемого раствора при скорости его пропускания большей в 50-60 раз. Πример 4. Навески ионитов (табл.4) приводили в контакт с растворами, содержащими аммиак, этиламин, анилин, фенилендиамин, с концентрациями 50 мг/л, а также их смеси при соотношении 1:0,60:0,35:0,20 соответственно и общей концентрацией аммонийного азота, равной 151 мг/л (имитат промышленных сточных вод). Соотношение навески сорбента к количеству равновесного раствора (Т:Ж) = 1 : 100. Время сорбции - 1,5 часа при непрерывном перемешивании. Количество сорбированных аминосоединений определяли по разности конечной и начальной концентраций общего аммонийного азота. Результаты проведенных исследований сведены в таблицу 4. Из данных, приведенных в табл.4 явствует, что сурьминофосфорнокремниевые сорбенты в отличие от клиноптилолита (прототип) являются эффективными материалами для очистки промышленных и сточных вод от органических аминов различного строения и состава.