Спосіб адсорбційного очищення питної води від іонів амонію

Реферат: Спосіб адсорбційного очищення питної води, що передбачає адсорбцію домішок природним сорбентом в умовах періодичного перемішування, причому процес проводять при температурі 35°, а як природний сорбент використовують палигорськіт Дашуківського родовища Черкаської області. UA 92511 U (12) UA 92511 U UA 92511 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до адсорбційної галузі очищення питної води від забруднень та може бути використана для очищення вод господарсько-питного призначення. Відомий спосіб одержання питної води, що передбачає попереднє її фільтрування від механічних домішок, пропускання через іонообмінний фільтр, подальшу обробку озоном з наступною фільтрацію через активоване вугілля (Патент на винахід № 61287, M. кл. C02F1/28, опубл. 15.07.2005, бюл. № 7). Недоліком зазначеного способу є великі витрати за рахунок використання коштовного адсорбентів - активованого вугілля і іонітів змішаної дії, виробництво яких відсутнє в Україні, та громіздке апаратурне оформлення способу. Найбільш близьким аналогом до корисної моделі за технічною суттю і ефектом, що досягається є спосіб одержання очищеної питної води (Патент на корисну модель № 24348, M. кл. C02F1/28, опубл. 25.06.2007, бюл № 9), що передбачає адсорбцію домішок на палигорськіті, який попередньо термоактивують при температурі 180 °C протягом 3 годин. Процес проводили при температурі 20 °C і періодичному перемішуванні. Недоліком даного способу є те, що термічна активація палигорськіту хоч і підвищує сорбційну ємність адсорбенту, але ускладнює сам процес очищення за рахунок багатостадійності. В основу корисної моделі поставлено задачу створення способу адсорбційного очищення питної води від іонів амонію, в якому за рахунок використання не модифікованого глинистого мінералу палигорськіту та температурних режимів досягається можливість вилучення іонів амонію із води, що призводить до підвищення ступеня очистки питної води при зменшенні тривалості процесу. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб адсорбційного очищення питної води передбачає адсорбцію домішок природним сорбентом. Згідно корисної моделі, процес проводять при температурі 35, а в якості природного сорбенту використовують палигорськіт Дашуківського родовища Черкаської області. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом полягає у наступному. У водному середовищі розвиваються мікроорганізми. Питна вода, що містить надлишкові їх кількості, може зумовлювати виникнення різних інфекцій, що погіршують стан здоров'я населення. Фекальні забруднення питної води можуть зумовити надходження до неї різних кишкових патогенних організмів: бактеріальних, вірусних, паразитичних, що також зумовлює захворювання людей. Одним з ефективних способів очищення питної води є використання природних дисперсних мінералів, зокрема, палигорськіту. Палигорськіт - глинистий мінерал, водний силікат магнію ланцюжково-шаруватої будови. Ідеальна формула цього мінералу має такий вигляд: Mg5(H2О)4(OH)2[Si4О10]x4H2О. В реальному мінералі Дашуківського родовища тетраедричний кремній частково заміщений на алюміній, а октаедричний магній - на залізо і алюміній. Структура палигорськіту характеризується наявністю "цеолітних" мікропор розміром 0,37 нм з великою спорідненістю до молекул води. Питома 2 поверхня палигорськіту становить 300 м /г, обмінна ємність 21-24 мг-екв/100 г. Спосіб здійснюють наступним чином: палигорськіт додають у воду, що підлягає очищенню у співвідношенні 1:40, суміш витримують 60-180 хвилин при постійному перемішуванні і температурі 35 °C. Через кожні 0,5 годин залишковий визначають вміст іонів амонію у воді. Отримані результати представлені у таблиці 1. Таблиця 1 Залежність вмісту іонів амонію від часу контакту з адсорбентом Тривалість контакту Залишковий вміст амонійного Залишковий вміст амонійного 3 3 палигорськіт:вода, год. азоту при т-рі 20 °C, мг/дм азоту при т-рі 35 °C, мг/дм 0 70 70 0,5 35,50 30,80 1 18,50 10,50 1,5 15,55 5,75 2 10,25 1,25 2,5 2,80 1,06 3 1,15 1,06 1 UA 92511 U 5 10 Як видно із результатів, при підвищенні температури вилучення іонів амонію підвищується в незначній мірі, однак максимальне вилучення іонів амонію досягається на 30 хвилин раніше. Результати порівняльного аналізу запропонованого способу до відомого представлено у таблиці 2. Також з табл. 2 видно, у випадку адсорбції із розчину солей сильних кислот (NH4Cl), концентрація іона хлору в розчині не змінюється, що мабуть пов'язано з практично повною дисоціацією солі в воді і проходженням сорбції за механізмом іонного обміну. Тому очевидно, що у цьому випадку процес відбувається за механізмом хемосорбції (іонного обміну). У випадку ж адсорбції природними сорбентами із розчину солей, утворених слабкими кислотами, в 2процесі адсорбції спостерігається і зменшення вмісту іонів СО 3 в розчині, що може свідчити про часткову фізичну сорбцію недисоційованих молекул (NH4)2(CO3) сорбентом. Таблиця 2 Результати досліджень механізму процесу сорбції солей амонію природними дисперсними сорбентами 3 Концентрація, мг/дм Запропонований спосіб Відомий спосіб + 2+ NH4 СО3 Cl NH4 70 115 138,7 70 1,06 102,6 139 1,1 Система 1. Вихідний розчин 2. Кінцевий розчин + палигорськіт 15 20 Регенерацію сорбенту можливо здійснюють способом седиментацій, або суміщають механічне осадження з ультразвуковою обробкою, що дає змогу не лише прискорити осадження, а і покращити бактеріологічні показники очищеної води. Таким чином, на сьогоднішній день в технології очищення води від іонів амонію та шкідливих мікроорганізмів, доцільно використовувати природний дисперсний мінерал - палигорськіт. Це пов'язано не лише з його дешевизною і доступністю, але і підвищено вибірковою спроможністю до іонів амонію і мікроорганізмів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Спосіб адсорбційного очищення питної води, що передбачає адсорбцію домішок природним сорбентом в умовах періодичного перемішування, який відрізняється тим, що процес проводять при температурі 35°, а як природний сорбент використовують палигорськіт Дашуківського родовища Черкаської області. Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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