Спосіб адсорбційного очищення питної води

Спосіб адсорбційного очищення питної води, що включає адсорбцію домішок сорбентом, який відрізняє ться тим, що як сорбент беруть композицію палигорськіту і морденіту у співвідношенні 1:3. (19) (21) a200706342 (22) 07.06.2007 (24) 26.08.2008 (46) 26.08.2008, Бюл.№ 16, 2008 р. (72) ТКАЧУК НАТАЛІЯ АНДРІЇВН А, UA, МЕЛЬНИК ЛЮДМИЛА МИКОЛАЇВН А, U A, МАНК ВАЛЕРІЙ ВЕНІАМІНОВИЧ, U A, МЕЛЬНИК ЗІНОВІЙ ПЕТРОВИЧ, UA (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ, UA 3 83955 мінералів є те, що в їх структурі завжди є гідроксил ОН-, катіони Аl3+, Mg2+, Fe2+ та інших металів, що знаходяться в міжшаровому просторі і зв'язані з вершинами тетраедрів. При цьому атоми металів розташовані в октаедричній координації між щільно упакованими двома шарами кисню (вершини тетраедрів) і гідроксилу, що знаходиться в центрах гексагональних сіток, утворених цими ж атомами кисню. Кожний атом метала зв'язаний шістьма атомами гідроксилу або кисню, що знаходяться від нього на однаковій відстані. Товщина цієї структурної одиниці дорівнює 0,5нм. Компенсують відсутній заряд катіони K+, Na+, Ca2+, молекули води, які в ролі зв'язуючих елементів розташовуються між шарами, що складаються з кремнекисневих стрічок та іонів, безпосередньо з ними зв'язаними. Відмінність взаємовідношень кремнекисневих стрічок, перелік пов'язаних з ними катіонів і характер заміщень окремих атомів в стр уктурі пояснюють різноманітність його властивостей. У палигорськіта існує як іонний, так і водневий зв'язки. Негативний заряд трьохповерхових шарів компенсується позитивним зарядом одноповерхових шарів, і в той же час гідроксильні групи одноповерхового шару і атоми кисню суміжного трьохповерхового шару групуються в пари, а негативний заряд двох кремнекисневих ланцюжків, визначений заміною від 0,3 до 0,6 Si4+ на Al3+ в кожній елементарній комірці, в більшості випадків компенсується позитивним зарядом октаедричної сітки і обумовлює обмінну ємність 2124мг*екв/100г. Морденіт - пористий кристал алюмосилікатів. Елементарним будівельним блоком його кристалічних ґраток є кремне- і алюмокисневі правильні трикутні піраміди, на вершинах яких розміщені атоми кисню -тетраедри. В морденіті частина іонів чотиривалентного кремнію замінюється іонами тривалентного алюмінію, завдяки чому алюмотетраедри мають негативний заряд. Надлишковий від'ємний заряд іонної частини алюмосилікатного скелету цеоліту компенсується катіонами. Якщо із цеоліту видалити воду, порожнини знову можуть 4 бути заповнені водою або іншою речовиною, що й зумовлює їх використання для осушення, очищення і розділення складних сумішей. Кремне- і алюмокисневі тетраедри в ґратках цеоліту розміщуються таким чином, що між ними утворюються пори молекулярних розмірів, які пронизують ґратки в різних напрямках. Вхід до них обмежений вужчими отворами - вікнами. Пори і вікна мають строго відповідні розміри для кожного цеоліту, які коливаються від 0,3 до 1нм. У випадках, коли критичний діаметр молекули близький до діаметра вікна, вона повинна мати достатній запас кінетичної енергії для того, щоб подолати енергетичний бар'єр біля вікна і проникнути в нього. Спосіб полягає у наступному: палигорськіт фракції 2,0¸3,0мм піддавали попередній термоактивації при температурі 180°С протягом 3 годин, оскільки ці параметри є оптимальними для видалення сторонніх домішок і підвищення екологічної безпеки мінерала. Морденіт теж висушували при температурі 400°С протягом 3 годин. Ця температурна обробка сприяє видаленню із пор цеоліту сторонніх домішок і води, що підвищує його поглинальну спроможність і ємність. Визначення вмісту заліза та амонійного азоту проводили за стандартними методиками. Обов'язковим етапом досліджень було визначення органолептичних показників очищеної води. Запропонований спосіб адсорбційного очищення питної води ілюструється такими прикладами: Приклад 1 Для досліджень було взято 500мл води із свердловини і внесено в неї палигорськіт і морденіт у співвідношенні 1:30. Для приготування комбінованої композиції було використано співвідношення палигорськіт : морденіт 25:75, 50:50, 75:25. Через 90 хвилин відібрали проби для визначення амонійного азоту та заліза в очищеній воді та провели дегустаційну оцінку. Отримані результати представлені в табл. 1 Таблиця 1 Вміст амонійного азоту та заліза в очищеній комбінованим сорбентом воді за 90хв. Співвідношення палигорськіт : морденіт 25:75 50:50 75:25 Вихідна вода Вміст в очищеній воді, мг/дм 3 Амонійного азоту Заліза 0,35 0,075 0,56 0,1 0,82 0,25 2,6 2 У відповідності Держстандарту допускається вміст в питній воді амонійного азоту - менше 45мг/дм 3, заліза менше 0,3мг/дм 3. Як видно із даних таблиці всі три комбіновані сорбенти ефективно сорбують амонійний азот із питної води, зменшуючи його вміст із 2,6 до 0,82, 0,56, 0,35мг/дм 3. Але вимоги стандарту та дегустаційна оцінка схиляють до висновку, що кращий результат представлений комбінацією палигорськіт : морденіт 25:75. Дана композиція була найе Дегустаційна оцінка, бали 2 3 4 фективнішою ще і при фільтруванні води, оскільки при цьому спостерігався найменший гідравлічний опір. Комбіновані сорбенти ефективно поглинають залізо, зменшуючи його початковий вміст. Але найкраще сорбує цю домішку адсорбент, що складається із композиції палигорськіт : морденіт 25:75. Цей комбінований адсорбент доцільно рекомендувати до промислового впровадження. 5 83955 Приклад 2. Використовуючи співвідношення адсорбент: вода 1:30, а як адсорбент - композицію палигорсь 6 кіт : морденіт у співвідношенні 25:75 при температурі 20°С за 90 хвилин була очищена вода із свердловини і її показники представлені в табл. 2. Таблиця 2 Показники очищеної комбінованим сорбентом води за 90хв. Показник Одиниця виміру Смак, аромат рн Твердість Лужність Кальцій Магній Фосфати бали моль/дм 3 моль/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 мг/дм 3 Нормативні значення Вихідна вода 2 6,0-9,0 6,5-8,5 0,5-6,5 Не більше 100 Не більше 80 Не більше3,5 4 7,2 7,1 7,9 80,2 37,3 0,05 Аналізуючи дані табл. 2 бачимо, що очищена вода має кращі органолептичні показники і відповідає вимогам ГОСТ 2874-82 та Державним санітарним правилам і нормам "Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання". Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін Очищена вода комбінованим сорбентом: палигорськіт: морденіт 25:75 2 7,6 6,0 6,6 71 29,8 0,03 За рахунок адсорбційної спроможності палигорськіту і морденіту твердість води із свердловини зменшується із 7,1 до 6,0моль/дм 3, що підтверджується ще й зниженням вмісту кальцію (із 80,2 до 71мг/дм 3). Адсорбується також магній і фосфати, що сприяє підвищенню якісних показників води. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601