Спосіб очистки води

Спосіб очистки води, що включає вилучення неіонних поверхнево-активних речовин (ПАР) сорбентом, який відрізняється тим, що як сорбент використовують фільтросорб і процес здійснюють у присутності аеросилу, при масовому співвідношенні аеросил: фільтросорб, яке становить 1:(5-7). (19) (21) a200710138 (22) 11.09.2007 (46) 10.06.2008, Бюл.№ 11, 2008 р. (72) ГОНЧАРУК ВЛАДИСЛАВ ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA, КАРМАЗІН А ТАМАРА ВАСИЛІВНА, UA, ПЕТРАЧКОВ АНДРІЙ АН АТОЛІЙОВИЧ, U A, ОМЕЛЬЧЕНКО ВОЛОДИ МИР МАТВІЙОВИЧ, UA (73) ІНСТИТУТ КОЛОЇДНОЇ ХІМІЇ ТА ХІМІЇ ВОДИ ІМ. А.В.ДУМАНСЬКОГО Н АЦІОН АЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ Н АУК УКРАЇНИ, UA 3 83168 ции оксиэтиллированных октилфенолов на активном угле АГ-3 // Химия и технология воды. -1983. – т. 5, №1. – c. 26-29] [4]. Для реалізації способу розчини нейонної ПАР тритону Х-100 об'ємом 30мл концентрацією від 0,05 до 1,00ммол/дм 3 струшували з постійною наважкою вугілля 30,0±0,1мг при 22±1°С протягом 40 годин. Вугілля попередньо обробляли розчином азотної кислоти, промивали дистильованою водою та висушували при 105°С. Концентрацію аналізували спектрофотометрично на спектрофотометрі СФ46. Всі експерименти проводили при кімнатній температурі. Дані представлені в табл. 1, пр. 1-8. Відомий також спосіб очистки розчину від нейонної ПАР ОП-10 активним антрацитом, описаний в статті [Шварцман E.G., Подлеснюк В.В., Клименко Н.А. Адсорбция поверхностно-активных веществ из водных растворов на пористых полимерных и углеродных сорбентах // Химия и технология воды. – 1987 – т. 9, №1. – c. 26-27] [5]. Нейонна ПАР ОП-10 (промисловий препарат), як і тритон Х-100 (лабораторний), представляє собою оксиетильований алкіл-фенол. Для адсорбції ОП10 на активному антрациті постійні наважки сорбенту стр ушували з розчинами ПАР різних концентрацій (до критичної концентрації міцелоутворення). Концентрацію ОП-10 аналізували спектрофотометрично на спектрофотометрі СФ46. Дані, розраховані нами із ізотерм адсорбції [5], представлені в табл. 1, пр. 9-11. Ступені вилучення нейонної ПАР ОП-10 на різних сорбентах, що приведені у табл. 1, розраховані нами на основі ізотерм адсорбції представлених аналогів [4, 5]. Як видно із даних, приведених в табл. 1, пр. 111, результати згаданих способів добре узгоджуються. Зі зростанням концентрації нейонної ПАР ступінь вилучення її із розчину твердими сорбентами АГ-3 і активним антрацитом значно зменшується та при концентраціях від 200 до 400мг/дм 3 a не перевищує 30-42%. При дозі сорбенту АГ-3 Д=6.1–7.2кг/м 3 ступінь вилучення ОП-10 із розчину в діапазоні початкових концентрацій 200-400мг/дм 3 становить a=35-41%. Слід відмітити, що доза сорбенту для повного вилучення становить Дп=12–14кг/м 3. Величина дози Дп свідчить про низьку ефективність сорбенту. Таким чином, основними недоліками відомих способів очистки водних розчинів від ПАР вугільними сорбентами [4, 5] є низький ступінь вилучення цих сполук із висококонцентрованих розчинів, та висока доза сорбенту для їх повного вилучення, яка перевищує економічно доцільну (10кг/м 3), що призводить до подорожчання технологій очистки. Найбільш близьким аналогом до винаходу за технічною суттю і результатом, що досягається, відповідно до запропонованої заявки, є спосіб, описаний в роботі [Смолин С.К., Клименко Н.А., Тимошенко М.Н. Равновесная адсорбция ПАВ активными углями различной пористой структуры // Химия и технология воды. - 1991. - т. 13, №10. с. 883-887] [6]. Суть способу полягала в наступному. Очистці піддавали водний розчин нейонної ПАР ОП-10. Для вилучення НПАР ОП-10 із розчину об'ємом 0.2дм 3 використовували вугільні сор 4 бенти АГ-3, КАД і СКНП-1, маса яких становила 0.1г. Концентрацію ПАР у розчині контролювали спектрофотометрично. Характеристики адсорбції, які розраховані із наведених в роботі [6] ізотерм адсорбції, а також ефективність вилучення ПАР представлені в табл. 1, пр. 12-34. Найбільш ефективним сорбентом для вилучення нейонної ПАР ОП-10 є вугільний сорбент марки СКНП-1 (табл. 1, пр. 18-34). Ступінь очистки від ПАР в діапазоні низьких концентрацій складає 99-73%. Однак ефективність цього сорбенту також недостатня при вилученні ПАР із висококонцентрованих розчинів. Так, якщо концентрація ОП-10 складає 500-1000мг/дм 3, ступінь очистки становить лише 55-31%. Такий ступінь досягається дозою 68кг/м 3. При цьому доза для повного вилучення органічної сполуки з розчину складає Дп=9– 15.7кг/м 3. Як основні недоліки відомого способу [6] слід відмітити низьку ефективність вилучення ПАР при високій концентрації останньої у воді, що очищується, а також високу дозу Дп. Задачею винаходу є підвищення ступеню вилучення нейонних поверхнево-активних речовин при очистці твердими сорбентами із висококонцентрованих розчинів при значному зменшенні дози сорбенту Дп. Цей результат досягається за рахунок проведення процесу очистки у присутності кремнійвмісного компоненту. Для вирішення поставленої задачі запропоновано спосіб вилучення нейонних поверхневоактивних речовин (ПАР) сорбентом, в якому, згідно з винаходом, як сорбент використовують фільтросорб і процес здійснюють у присутності аеросилу, при масовому співвідношенні аеросил : фільтросорб, яке становить 1:(5–7). Нами показано, що для вилучення нейонної ПАР фільтросорбом при одночасному використанні кремнійвмісного компоненту (аеросилу) створюються умови для поліпшення процесу очистки, що сприяє підвищенню ефективності вилучення ПАР із висококонцентрованих розчинів і приводить до підвищення ефективності технологій очистки, яка не досягається відомими способами очистки. Спосіб реалізується наступним чином Для процесу вилучення нейонної ПАР використовували модельні розчини з концентраціями від 300 до 1500мг/дм 3. До розчинів ОП-10 з вказаними вище вихідними концентраціями додавали аеросил та фільтросорб при їх масовому співвідношенні 1:(5-7) загальною масою 35мг. Розчини струшували до встановлення адсорбційної рівноваги на апараті для струшування, який робить до 6000 коливань за годину протягом 10 діб. Після цього розчин і тверду фаз у відокремлювали. Залишкову концентрацію розчину визначали спектрофотометрично на спектрофотометрі СФ-46 ЛОМО (Росія) при довжині хвилі 276нм. Похибка вимірювання не перевищувала 1%. Використовували частинки сорбенту F-400, розміри яких становили 0,5-1,0мм. Фільтросорб F-400, який використано нами, являє собою реагломероване, бітумінозне, дроблене, активоване вугілля. 5 83168 Характеристики F-400, визначені за стандартними методиками [ГОСТ 16187-70- ГОСТ 16190-70 Сорбенты. Методы испытаний. -М: Изд-во стандартов, 1970. - 15с] [7], наведені в табл. 2. Підготовку вугілля здійснювали відповідно до відомих методик [Когановский A.M., Левченко Т.М., Кириченко В.А. Адсорбция paстворенных веществ - Киев: Наукова думка. – 1977. – 223с, с. 53] [9]. Неорганічні компоненти зольності суттєво впливають на величину адсорбції, тому зразки фільтросорбу F-400, що використовували, протягом 1 години кип'ятили у дистильованій воді, а потім висушували до постійної маси при 105°С. Використано аеросил марки А-175 фірми Degussa з питомою поверхнею 175м 2/г, вологістю