Спосіб очищення мінералізованих вод відкритих водойм (океанів, морів, озер та ін.) від сірководню (сульфідів)

Реферат: UA 73549 U UA 73549 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до проблем екології в частині охорони та захисту оточуючого середовища від забруднення й може бути використана для очищення мінералізованих вод відкритих водойм (океанів, морів, озер та ін.) від сірководню (сульфідів). Відомий спосіб очищення мінералізованих вод від сірководню (сульфідів), що включає десорбцію сірководню з води шляхом підкислення води з використанням сульфатної кислоти або димових газів, з наступною адсорбцією сірководню, що поглинається різними содовими розчинами [1, 6] і його окисненням [2, 3, 4, 5, 6]. Основним недоліком відомого способу є відсутність можливості очистки мінералізованих вод від сірководню (сульфідів) у водному середовищі, застосування великої кількості реагентів, складність апаратури і, як наслідок, великі економічні затрати на реактиви та обладнання. Найбільш близьким до корисної моделі по технічній суті (прототипом) є спосіб очищення вод від сірководню (сульфідів) при підземній виплавці сірки (ПВС), який включає буріння сіркодобувних і водовідливних свердловин, подачу в свердловини прісного теплоносія, відкачку рідкої сірки, водовідлив в залізобетонний резервуар очищення мінералізованих пластових вод від сірководню (сульфідів) проводять безпосередньо в резервуарі: у воду занурюють гальванічну пару, що складається з металевого заліза з припоєм з іншого менш активного металу (наприклад, олово - Sn, мідь - Сu та ін.) або занурюють в пластову воду сталь як з припоєм, так і без припою [7]. Основним недоліком відомого способу є економічні витрати на такі матеріали, як залізо, сталь, олово, мідь та інші технічні витрати. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб очищення мінералізованих вод відкритих водойм (океанів, морів, озер та ін.) від сірководню (сульфідів), що включає занурення безпосередньо у воду гальванічної пари, що складається з металевого заліза з припоєм з ін. менш активного металу (напр., олово - Sn, мідь - Сu та ін.), або занурюють в пластову воду сталь як з припоєм, так і без припою, який відрізняється тим, що з метою очищення мінералізованих вод відкритих водойм (океанів, морів, озер та ін.) від сірководню (сульфідів) безпосередньо у воду занурюють сталеві корпуси списаних кораблів, барж й інших суден як з припоєм з ін. менш активного металу, ніж залізо (наприклад, олово - Sn, мідь - Сu та ін.) так й без припою. Суть корисної моделі пояснюється тим, що склад мінералізованих пластових вод й мінералізованих вод відкритих водойм (океанів, морів, озер та ін.) дуже близький [8]. У відкритих водоймах містяться розчинені солі, а саме сульфати, хлориди, гідрокарбонати, карбонати, сульфіди й гідросульфіди лужних металів та ін. В їх склад також входять розчинені гази СО 2 і H2S (за рахунок гідролізу солей), напр.: Na2S+2Н2О↔2NaOH+H2S↑ (1) Na2CO3+Н2О↔2NaOH+Н2О+СО2↑. (2) Підвищення температури води світових відкритих водойм призводить до порушення рівноваги реакцій гідролізу солей, які утворені слабкими кислотами і сильними основами. Рівновага реакцій (1) і (2) зміщується в правий бік, тобто в сторону утворення H2S і СО2. В умовах, коли парціальний тиск СО2 в атмосфері збільшується за рахунок життєдіяльності людини (пожежі, транспорт, виробництво), його розчинність у воді збільшується. Ріст концентрації СО2 у воді призводить до зменшення гідролізу карбонатів й гідрокарбонатів (реакція 2) і сприяє підкисленню води відкритих водойм, що також призводить до реакції утворення сірководню у водному середовищі: + + Na2S+2H ↔2Na +H2S↑ (3) Вулканічні процеси на дні океанів, процеси гниття й ін., забруднюють воду відкритих водойм сірководнем і збільшують допустиму концентрацію сірководню у воді. Про це свідчить загибель морських тварин, а також риб і коралів. Тому проблема очистки океанів, морів, озер та ін. від розчинного сірководню є актуальною і на сьогоднішній день не вирішена. Звичайно, метод очистки повинен бути ефективним і дійовим. Враховуючи великі об'єми води цих відкритих водойм, необхідно використовувати дещо просте, дешеве і ефективне. Згідно з корисною моделлю мінералізована вода відкритих водойм (океанів, морів, озер та ін.) під дією занурених у воду корпусів списаних суден, як з припоєм з іншого менш активного металу, ніж залізо (напр., олово - Sn, мідь - Сu та iн.), так і без припою, очищується від сірководню (сульфідів). Це пояснюється тим, що сталь корпусів суден являє собою гальванічну пару залізо-цементит (Fе3С), без припою, а з припоєм, напр. з міддю - Сu, являє собою гальванічну пару залізо-мідь. В обох випадках гальванічної пари залізо є анодом й розчиняється у воді, посилюючи свої іони у воду, причому в другому випадку (з припоєм) розчинність заліза збільшується, так як збільшується різниця стандартних електродних потенціалів. Катіони заліза 2+ Fе вступають у взаємодію із сірководнем безпосередньо у воді, згідно з рівнянням реакції: 1 UA 73549 U Fe 2   H2 S  FeS  2H    2H  2OH  2H2 O  . (4) 5 10 15 20 25 30 35 40 Зв'язаний сірководень перетворюється в нерозчинну сіль FeS, яка осідає на дно водойм. Таким чином, водне середовище очищується від отруйного сірководню і життєдіяльність відновлюється, а мінералізована вода відкритих водойм перестає бути джерелом забруднення навколишнього повітряного середовища. Істотними відмінностями від прототипу є: - запобігання забрудненню води відкритих водойм отруйним сірководнем, а також навколишнього повітряного середовища; -метод економічно вигідний, технологія безвідходна; - створення умов для нормальної життєдіяльності живих організмів у водному середовищі; - ефективне використання відходів водного транспорту (сталевих корпусів суден) в цілях захисту оточуючого середовища від отруйного сірководню. Спосіб може бути здійснений згідно з наступними прикладами: 1. В акваріум з мінералізованою водою Чорного моря з живими плаваючими рибами вводимо через трубочку трішки сірководню. Риби тут же гинуть. 2. В акваріум з мінералізованою водою Чорного моря вводимо через трубочку сірководень в такий же час як і в першому прикладі, після чого кидаємо у воду кусок сталі від корпусу баржі. Через 5 хв. занурюємо живих рибок - рибки плавають і не гинуть. Запропонований метод в порівнянні з найближчим аналогом має такі переваги: - здешевлення очищення мінералізованих вод відкритих водойм (океанів, морів, озер та ін.) від сірководню; - очищення проходить ефективно, просто, без додаткових матеріальних затрат на реагенти; - використання відходів морського судноплавства здешевлює процес очищення; - запобігання забрудненню навколишнього середовища вод отруйним сірководнем. Спосіб очищення мінералізованих вод відкритих водойм (океанів, морів, озер та ін.) від сірководню (сульфідів) дозволяє створити економічний, екологічний, дешевий спосіб очищення води від отруйного сірководню безпосередньо в рідкій фазі. Джерела інформації: 1. Аренc В.Ж. Розробка родовищ самородної сірки методом підземної виплавки. - М.: Недра, 1973. - С. 175-177. 2. Курицина Л.І., Кошелєва О.М. Проблеми використання мінералізованих вод. Огляд інф.сер. "Прнічно-хімічна промисловість". – М.: НIIТЕХІМ, 1978. 3. Яворський В.Т. та ін. Абсорція сірководню з газу хінонним методом у камері з S-подібними розбризкувачами. - ЖПХ, 1974, 47. - Вип. 6 - С. 1294-1298. 4. ПНР, патент № 83088; ПНР, патент № 85469; Японія, заявка № 52-909. 5. США, патент № 406398. 6. Комплексне використання сировини при виробництві сірки: 36. наукових праць. - М.: НIIТЕХІМ, 100122 7. Цвєткова Л.Б. Патент на корисну модель № 65317, виданий 22 листопада 2011 р. 8. Гайдин A.M., Реутский В.Ф. Подземная выплавка серы (учебное пособие для рабочих профессий). - М.: НИИТЭХИМ, 1979. - С. 5. - С. 76. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Спосіб очищення мінералізованих вод відкритих водойм (океанів, морів, озер та iн.) від сірководню (сульфідів), що включає занурення безпосередньо у воду гальванічної пари, яка складається із заліза з припоєм з іншого менш активного металу (напр., олово - Sn, мідь - Сu та ін.), або занурюють в пластову воду сталь як з припоєм, так і без припою, який відрізняється тим, що з метою очищення мінералізованих вод відкритих водойм (океанів, морів, озер та ін.) від сірководню (сульфідів) як гальванічну пару використовують сталеві корпуси списаних кораблів, барж та інших суден як з припоєм з іншого менш активного металу ніж залізо (напр., олово - Sn, мідь - Сu та ін.), так і без припою. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2