Біосорбент для очистки питної води /варіанти/, спосіб одержання біосорбенту і спосіб одержання носія для біосорбенту
Номер патенту: 77993
Опубліковано: 15.02.2007
Автори: Мамченко Олексій Володимирович, Шутова Валентина Іванівна, Дацкевич Олена Вячеславівна
Формула / Реферат
1. Біосорбент для очистки питної води, що містить носій та біополімер, який відрізняється тим, що як носій він містить матеріал на основі целюлози зі ступенем полімеризації 650-1000, а як біополімер - зшитий епіхлоргідрином полісахарид, і компоненти беруть при наступному співвідношенні, мас. %:
матеріал на основі целюлози
зі ступенем полімеризації 650-1000
99,0-99,5
зшитий епіхлоргідрином полісахарид
0,5-1,0.
2. Біосорбент за п. 1, який відрізняється тим, що як полісахарид він містить нерозгалужений вуглевод загальної формули: (C6H10O5)n, де n=60-500.
3. Біосорбент для очистки питної води, що містить носій та біополімер, який відрізняється тим, що як носій він містить матеріал на основі целюлози зі ступенем полімеризації 650-1000, а як біополімер - зшитий епіхлоргідрином полісахарид у вигляді пористої губки, і компоненти беруть при наступному співвідношенні, мас. %:
матеріал наоснові целюлози
зі ступенем полімеризації 650-1000
99,0-99,5
зшитий епіхлоргідрином полісахарид
0,5-1,0.
4. Біосорбент за п. 3, який відрізняється тим, що як полісахарид він містить нерозгалужений вуглевод загальної формули: (C6H10O5)n, де n=60-500.
5. Спосіб одержання біосорбенту за п. 1, що включає взаємодію носія та біополімеру, який відрізняється тим, що взаємодію здійснюють іммобілізацією біополімеру на носії, причому біополімер іммобілізують із розчину сечовини в присутності активатора, одержаний матеріал відділяють від розчину, промивають та сушать, а як носій використовують матеріал на основі целюлози зі ступенем полімеризації 650-1000, а як біополімер - зшитий епіхлоргідрином полісахарид.
6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що сушіння здійснюють при кімнатній температурі.
7. Спосіб одержання біосорбенту за п. 5, який відрізняється тим, що сушіння матеріалу здійснюють до вологості 6-8%, а потім піддають термообробці у вакуумі при температурі 105-110 °С протягом 10-15 хвилин.
8. Спосіб за будь-яким з пп. 5-7, який відрізняється тим, що як активатор використовують поліетиленгліколь із молекулярною масою 250-350.
9. Спосіб одержання носія на основі целюлози за пп. 1 або 3, який відрізняється тим, що як матеріал на основі целюлози використовують тирсу зі ступенем полімеризації целюлози 650-1000, останню обробляють 45-50%-ним розчином етанолу при температурі 80-95°С протягом 2-3 годин, а в одержаний матеріал відомим способом інклюдують моносахарид.
10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що як моносахарид використовують глюкозу чи фруктозу.
Текст
1. Біосорбент для очистки питної води, що містить носій та біополімер, який відрізняється тим, що як носій він містить матеріал на основі целюлози зі ступенем полімеризації 650-1000, а як біополімер - зшитий епіхлоргідрином полісахарид, і компоненти беруть при наступному співвідношенні, мас. %: матеріал на основі целюлози зі ступенем полімеризації 650-1000 99,0-99,5 зшитий епіхлоргідрином полісахарид 0,5-1,0. 2. Біосорбент за п. 1, який відрізняється тим, що як полісахарид він містить нерозгалужений вуглевод загальної формули: (C6H10 O5) n, де n=60-500. 3. Біосорбент для очистки питної води, що містить носій та біополімер, який відрізняється тим, що як носій він містить матеріал на основі целюлози зі ступенем полімеризації 650-1000, а як біополімер зшитий епіхлоргідрином полісахарид у вигляді пористої губки, і компоненти беруть при наступному співвідношенні, мас. %: матеріал на основі целюлози зі ступенем полімеризації 650-1000 99,0-99,5 C2 2 (19) 1 3 77993 4 Біосорбент є матеріалом, який отримують меблеми, пов'язані з утилізацією елюатів і відпратодом молекулярного складання з хімічно активоцьованих синтетичних смол, що завдає великої ваних речовин природного походження. Біосорбешкоди навколишньому середовищу. нти, завдяки природному походженню, по-перше, Відомі біосорбенти, отримані з модифікованих відносяться до екологічно чистих матеріалів, що відходів деревообробної й целюлозно-паперової регенеруються, а, по-друге, не роблять негативнопромисловості [Тимофеева С.С, Лыкова О.В., Куго впливу на здоров'я людини й навколишнє серехарев Б.Ф. Использование химически модифицидовище, тому що легко метаболізуються живими рованных сорбентов для извлечения металлов из організмами [Waste water purification // Eur. сточных вод // Химия и технология воды. - 1990. Biotehnol. Newslett. - 1994. - N181. - Р.3] [1]. 12, №6. - С.505-508] [5]. Біосорбент містить носій Відомий біосорбент на основі високоамілозно(тирсу) і синтетичний полімер у вигляді плівки на го крохмалю [Dieter Lechner M., La zik W. Super поверхні носія при масовому співвідношенні комslurpers from renewable resources // Hem. ind. понентів, мас.%: носій - 90,9¸99,1; полімер 2001. - 55, N11. - P.477] [2]. Найбільш важливою 0,9¸9,1 (відповідно до наших розрахунків). властивістю відомого біосорбенту є здатність поСпосіб одержання біосорбенту за [5] полягає в глинати при набряканні великої кількості (40г/1г) наступному: тирсу витримують протягом 1-24 говоди з розчиненими в ній домішками. дин у розчині реагенту, який становить собою геУ [2] описано синтез біосорбенту з крохмалю, тероциклічні азотисті сполуки або похідні моноякий спочатку дериватують (наприклад, перетвоетаноламіну при співвідношенні реагент:носій ренням у 6-О-карбоксиметил-похідне), а потім під1:10-100, що забезпечує одержання на поверхні дають поперечному зшиванню ланцюгів (наприносія плівки із синтетичної речовини. Основним клад, епіхлоргідрином або триметилфосфатом недоліком відомого біосорбенту [5] є неможливість натрію). застосування його для очищення питної води, що Тому що такий сорбент одержують без носія, обумовлено використанням у зазначеній технології як випливає з технічної сутності [2], основним його для модифікації тирси синтетичних азотовмісних недоліком є необхідність введення додаткового сполук, що є токсичними реагентами Ці реагенти технологічного етапу очищення обробленої біосопостійно вимиваються з модифікованого сорбенту рбентом води, а саме ультрафільтрації. Ультрафіу воду, яка очищаєтеся, що призводить з однієї льтрація необхідна, тому що після процесу сорбції сторони до її додаткового забруднення токсиканколоїдні частинки біосорбенту важко швидко й тами, а, з іншого боку - до необхідності повторної ефективно видалити з води яким-небудь іншим модифікації сорбенту. способом. Крім того, згідно наведених у [5] даних, питома Відомий біосорбент на основі плодових тіл ємкість сорбентів залишається низькою (напригрибів, що складаються на 95-98% із полісахаридів клад, при вилученні хрому питома ємкість складає (целюлоза, хітин) [Muraleedharan T.R., величину порядку 0,40-0,20г/кг), а ступінь очищенVenkobachar C.L. Investigations of fungal fruiting ня води недостатнім (86,6-96,2%). bodies as biosorbents for the removal of heavy Таким чином, відомі біосорбенти мають або metals from industrial processing streams // обмежене застосування [2, 3] і концептуально екоSepar.Sci. and Technol. - 1994. - 29, N14. - P.1893логічно небезпечні [4] або низьку ефективність [5], 1903] [3]; його використовують для вилучення меа в цілому усі вони не вирішують основні природоталів, зокрема, іонів міді і рідкоземельних елеменохоронні, технічні й економічні питання очищення тів. питної води. Біосорбент [3] одержують за відомим методом Найбільш близьким аналогом до винаходу за Музареллі, що включає обробку матеріалу 40%технічною суттю й результатом, що досягається, є ним водним розчином гідроокису натрію протягом біосорбент і спосіб його одержання, описані в [пат. чотирьох годин при температурі 118°С. США №4,909,944 Int.CI.4 C02F1/42, оп.20.03.90] [6]. Зазначений сорбент [3] призначено для очиБіосорбент [6] містить носій - нерозчинний у воді щення промислових стоків, а основним його недополімерний матеріал Sepharose 4В і біополімер ліком можна вважати те, що він виготовляється з полі(g-глутамілцистеїніл) гліцин при наступному малодоступного продукту. співвідношенні компонентів, мас.%: носій Відомий сорбент для очищення води від іонів 99,0¸99,8 і біополімер - 1,0¸1,8 (відповідно до наважких металів і спосіб його одержання [пат. США ших розрахунків за описаним способом). №4908137, опубл. 13.03.90] [4]. Даний сорбент є Спосіб одержання біосорбенту [6] полягає в іонообмінним матеріалом, що складається з полінаступному. Спочатку одержують біополімер: як мерної матриці з іммобілізованими на ній полісаджерело біополімеру беруть кадмій-толерантні харидом і кремнеземом. Кожний складовий компокультури Datura innoxia. Культури вирощували в нент сорбенту модифікують синтетичним стандартному середовищі, що містить 250мкМ полімером, до складу якого входить епоксидна CdCl2 не менш 48 годин при 30°С при струшуванні. група. Далі культури р уйнують гомогенізатором, центриЗгідно з наведеним у [4] такий матеріал нефугують і одержують надосадову рідину, що місефективний при видаленні слідових кількостей тить полігліцини, яку пропускають через колонку важких металів із води з високою концентрацією Sephadex G-50 для відділення біополімеру (полікальцію й магнію (наприклад, коефіцієнт відносної гліцину) від основної маси клітинного матеріалу. ефективності іонообмінного матеріалу стосовно Потім здійснюють підготовку-активацію носія. Бе2+ 2+ 2+ Са =5,16; Мдg =3,29; Рb =9,91 і т. ін.). Крім того, руть полімерний носій Sepharose 4B (Sigma іонообмінні процеси мають свої обмеження й проChemical Co.) промивають тридистилятом, су 5 77993 6 спендують у рівному об'ємі 5Μ фосфату калію, одержання носія для біосорбенту, що самі по собі охолоджують на льоді, додають по краплях 0,4 не трудомісткі, прості по своїй технічній реалізації і об'єму розчину 100мг мол ціаногенброміду в диспри їхній реалізації потрібно мінімальна кількість тиляті протягом приблизно 2 хвилин; суспензію реагентів. Спосіб одержання біосорбенту за рахузалишають на льоді на 8 хвилин для проходження нок взаємодії целюлозного матеріалу і біополімеру реакції. Активовану Sepharose промивають 5 об'в розчині активатора забезпечує іммобілізацію ємами розчину 0,25Μ NaHСO3, рН 9,0, змішують з зшитого епіхлоргідрином полісахариду на носії, отриманим розчином біополімеру (полігліцин) і попередньо інклюдованого (від лат. includo - вклюзалишають на ніч при кімнатній температурі. Після чаю) моносахаридом для більш стійкого закріпіммобілізації біополімеру на носії отриманий біолення біополімеру (у виді наноплівки або пористої сорбент промивають 5 об'ємами розчину бікарбогубки) на носії й прискорення біорозкладу відпранату натрію, 5 об'ємами розчину 1Μ NaCI, 5 об'цьованого сорбенту. ємами 1Μ етаноламіну, знову бікарбонатом і Для рішення поставленої задачі запропоновані водою. варіанти біосорбенту. Відомий біосорбент [6] призначений для вилуВаріант 1. Запропонований біосорбент для чення деяких важких металів (Cd, Cu, Zn, Hg, Pb, очистки питної води, що включає носій і біополіNi) із питної води. Для визначення ефективності мер, який, відповідно до винаходу, як носій містить відомого біосорбенту, він був використаний при матеріал на основі целюлози зі ступенем полімеочищенні води з накопичувальної ємності Як покаризації 650-1000, а як біополімер - зшитий епіхлорзали наші дослідження такий біосорбент не дозвогідрином полісахарид і компоненти беруть при ляє видалити мікродомішки ряду багатовалентних наступному співвідношенні, мас.%: металів (наприклад, АІ3+ і Fe3+) до норм [Дст «Вода носій 99,0-99,5 питна» 2874-82] [7] і практично не видаляє ряд біополімер 0,5-1,0 органічних забруднювачів (табл. 1, графа 3). Варіант 2. Запропонований біосорбент для Таким чином, основним недоліком відомого очистки питної води, що включає носій і біополібіосорбенту і способу його одержання є недостатмер, який, відповідно до винаходу, як носій містить ньо високий ступінь очистки води від залишкової матеріал на основі целюлози зі ступенем полімекількості забруднювачів, присутність яких у питній ризації 650-1000, а як біополімер - зшитий епіхлорводі погіршує її споживчі якості. До недоліків біогідрином полісахарид у вигляді пористої губки і сорбенту [6] можна віднести необхідність його рекомпоненти беруть при наступному співвідношенгенерації кислотами, що веде до забруднення нані, мас.%: вколишнього середовища і додатковому носій 99,0-99,5 споживанню води. Слід також зазначити, що відбіополімер 0,5-1,0 працьований біосорбент [6] містить шкідливі для При цьому біосорбент для очистки питної води містить як полісахарид - нерозгалужений вуглевод людського організму полі(g-глутамілцистеїніл) глізагальної формули: (С6Н10О 5)n , де n=60-500. цини і при його компостуванні заподіюється шкода Поставлена задача вирішується і запропононавколишньому середовищу. Крім того, спосіб ваним способом одержання біосорбенту (варіанодержання біосорбенту складний, трудомісткий, ти), що включає взаємодію носія на основі целютривалий і передбачає використання шкідливих лози і біополімеру (зшитий епіхлоргідрином речовин. полісахарид). В основу винаходу поставлена задача розроВаріант 1. Запропоновано спосіб одержання бити біосорбент (варіанти), що містить носій і біобіосорбенту, що включає взаємодію носія і біопополімер, де як зазначені компоненти виступають лімеру, у якому, відповідно до винаходу, взаємоприродні органічні сполуки, що біологічно розкладію здійснюють іммобілізацією біополімеру на нодаються, з поновлюваних джерел. Використання сії, причому біополімер іммобілізують із розчину такого біосорбенту забезпечило б високий ступінь сечовини в присутності активатора з наступним очистки питної води від шкідливих мікродомішок відділенням отриманого сорбенту, промиванням і різної природи без повторного її забруднення умосушінням, як носій використовують матеріал на вно токсичними речовинами, внесеними сорбеноснові целюлози зі ступенем полімеризації 650том. Крім того, біосорбент, що заявляється, скла1000, а як біополімер - зшитий епіхлоргідрином дається з матеріалів, що піддаються полісахарид. мікробноіндукованому розриву полімерного ланВаріант 2. Запропоновано спосіб одержання цюга, що призводить до мінералізації - тобто сорбіосорбенту, що включає взаємодію носія і біопобент після відпрацювання легко метаболізується лімеру, у якому, відповідно до винаходу, взаєможивими організмами без шкоди для навколишньодію здійснюють іммобілізацією біополімеру на ного середовища й здоров'я людини. Під натуральсії, причому біополімер іммобілізують із розчину ними біорозкладними пластиками розуміють полісечовини в присутності активатора, отриманий мери (крохмаль, целюлоза, казеїн, сахариди і т. матеріал відокремлюють від розчину, промивають, ін.), що розкладаються природними мікроорганізмами під дією двоокису вуглецю і води при закопусушать до вологості 5-6%, а потім піддають термообробці у вакуумі при температурі 105-110°С ванні в грунт [На учные и технические аспекты протягом 10-15 хвилин, як носій використовують охраны окружающей среды // Обзорная информаматеріал на основі целюлози зі ступенем полімеция. - М.:ВИНИТИ. - 2000, вып. 4] [8]. ризації 650-1000, а як біополімер - зшитий епіхлорЗадача розробки біосорбенту для очистки питної води (варіанти) вирішується і запропонованим гідрином полісахарид у виді пористої губки. При цьому як активатор іммобілізації біополімеру на способом його одержання (варіанти) і способом 7 77993 8 носії використовують поліетилен гліколь із моленьою для досягнення забезпечуваного винаходом кулярною масою 250-350. технічного результату - підвищення ступеня очистКрім того, поставлена задача вирішується і заки води від мікродомішок (див. табл. 1, графи 4, 5), пропонованим способом одержання носія на оснощо поліпшує споживчу якість питної води. Слід ві целюлози, у якому, відповідно до винаходу, як зазначити, що запропонований біосорбент містить матеріал на основі целюлози використовують тирвинятково органічні високомолекулярні сполуки су зі ступенем полімеризації целюлози 6550-1000, природного походження, що є поновлюваними останню обробляють 45-50%-ним розчином етаполімерами і забезпечують повну біодеградацію нолу при температурі 80-95°С протягом 2-3 годин, сорбенту після його відпрацювання, тобто біосорв отриманий матеріал відомим способом інклюдубент є нешкідливим для здоров'я людини і навкоють моносахарид, а як моносахарид використовулишнього середовища. ють глюкозу або фруктозу. Для одержання біосорбенту, що заявляється, Останнім часом виникла необхідність розробдля очищення питної води (варіанти) використоки раціональних методів глибокої очистки води вують наступні речовини: Носій: після її біологічного й фізико-хімічного очищення, 1. Целюлоза - ДСТУ 3244-95 що зв'язано насамперед із природоохоронними 2. Матеріал на основі целюлози, отриманий з питаннями, а також із загальним збільшенням вотирси (по п.7). доспоживання. Це вимагає принципово нових екоПолісахариди: логічних сорбентів, які при мінімальному вмісті 1. Крохмаль - ДСТ 7699-89 активного компонента дозволяють очистити питну 2. Декстрин - ДСТ 6034-88 воду від залишкової кількості забруднювачів. Для 3. Глікоген, декстран - фірма SIGMA прогнозування реакційної здатності й ефективності Моносахариди: технологічного використання сорбентів, необхідно 1. Глюкоза - ДСТ 6838-79 враховувати співвідношення вмісту стр уктурних 2. Фруктоза - фірма SIGMA одиниць, що формують функціональні групи й ноХімічні реактиви: сій, їхню просторову стр уктуру, наявність домішок, 1. Епіхлоргідрин - ДСТ 12844-74 а також цілий ряд інших фізико-хімічних властиво2. Етанол - ДСТУ4181-2003 стей. 3. Поліетиленгліколь - ДСТ 10136-77 Нами вперше запропоновано біосорбент, інг4. Натр їдкий - ДСТУ ISO 979-2001 редієнтами якого є винятково природні рослинні 5. Сечовина - ДСТУ ISO 1592-2003 полісахариди, з поновлюваних джерел, а, крім Вміст мікродомішок у воді визначали відомими того, ці сорбенти після відпрацювання легко біодеметодами іонометрії, хроматографії та атомноградують без шкоди для навколишнього середоадсорбційної спектроскопії [Крешков А.П. Основы вища. Нами встановлені оптимальні умови одераналитической химии. Физические и физикожання, що заявляються, біосорбенту, матеріал химические методы анализа. - М.: Химия. - 1977. якого складається з природного полімеру-носія 488с.] [9]. (целюлоза) з активною наноплівкою зі зшитого Приклади реалізації за винаходом. біополімеру на поверхні носія, що максимально Прикладі. Біосорбент для очистки питної води підсилює сорбційні можливості отриманого біосо(варіант 1) і спосіб його одержання (варіант 1) рбенту. [таблиця 2, приклад 2]. Відмінною рисою, що заявляється, біосорбенДля одержання біосорбенту беруть 1дм 3 0,3%ту є те, що його одержують іммобілізуючи на тверного водного розчину полісахариду (наприклад, дий носій на основі целюлози біополімер - зшитий декстран - (С6Н10O5) 60), додають у розчин 40 грам епіхлоргідрином полісахарид. Процес іммобілізації сечовини і 20 грам їдкого натру (у такому розчині проводили з розчину сечовини при рН=9-10, у приводорозчинний вуглевод не сорбується на носії); у сутності активатора - низькомолекулярного поліпідготовлений розчин уводять 100г порошкоподібетиленгліколю. Іммобілізація з водного розчину ної знежиреної целюлози зі ступенем полімеризасечовини в присутності поліетиленгліколю обумоції СП 870. Дисперсію інтенсивно перемішують влена ексклюзивною властивістю останнього ефепротягом 15 хвилин. Далі, не припиняючи переміктивно витісняти з розчину полісахариди, збільшувати, нагрівають дисперсію до 50°С і по черзі в шуючи їхній хімічний потенціал. Наявність останню вводять агент, що зшиває, - епіхлоргідрин інклюдованих у целюлозний матеріал молекул (0,1г) і активатор - поліетиленгліколь (150мл). Сумоносахариду забезпечує за рахунок стр уктурних міш витримують протягом 1 години, декстран (біоособливостей моно- і полісахаридів (компліментаполімер), що зшили, закріплюється на поверхні рності молекул) одержувати більш стійку стр уктуцелюлози у вигляді наноплівки. Дисперсну фазу ру. Використання полісахаридів як основного елевідокремлюють декантацією, промивають її кілька менту наноструктури за певних умов (зшивка, разів водою, сушать ацетоном і на повітрі протясушіння й термообробка) дозволяє одержати твегом 24 годин. рду пористу «губку» на поверхні мінерального ноОтриманий продукт за своїми характеристисія з вузьким розподілом пор по розмірах. Такі ками є готовим біосорбентом для очистки питної структури мають високу здатність до «захоплення» води і містить, мас.%: молекул-забруднювачів води. У практиці водопідносій 99,5 готовки і водоочистки використання таких біосорбіополімер 0,5 бентів поки що невідомо. Приклад 2. Біосорбент для очистки питної воТаким чином, сукупність істотних ознак групи ди (варіант 2) і спосіб його одержання (варіант 2) винаходів, що заявляється, є необхідною і достат[таблиця 2, приклад 7]. 9 77993 10 Для одержання біосорбенту беруть 1дм 3 0,3%її очистку до норм ДСТУ та гранично-допустимих ного водного розчину полісахариду (наприклад, концентрацій. А використання відомого бісорбенту високоамілозного крохмалю - (С6Н10O5) 500), дода[6] не дозволяє очистити питну воду від цілого ряють у розчин 40 грам сечовини і 20 грам їдкого ду речовин, наприклад, залишкового алюмінію, натру; у підготовлений розчин уводять 100г поросвинцю, синтетичних ПАР, ряду хлорорганічнх шкоподібної знежиреної целюлози зі ступенем сполук і т. ін. При цьому ефективність вилучення полімеризації СП 870. Дисперсію інтенсивно перезабруднювачів шляхом сорбції на біосорбенті, що мішують протягом 15 хвилин, нагрівають дисперпропонується, зростає в середньому на 15-20%. сію до 50°С і по черзі уводять агент, що зшиває, Аналогічно прикладам реалізації за винаходом епіхлоргідрин (0,1г) і активатор - поліетиленгліколь нами були отримані біосорбенти для очищення (150мл). Суміш витримують протягом години. Диспитної води, що містять інгредієнти в межах, що персну фазу відокремлюють центрифугуванням, заявляються, відповідно до винаходу і при позапромивають кілька разів водою, сушать до вологомежних значеннях (табл. 2, приклади 1-18). сті 7%, а потім піддають термообробці у вакуумі Було встановлено, що висока сорбційна якість при температурі 110°С протягом 10 хвилин, При біосорбентів для очистки питної води забезпечутакому режимі на поверхні носія утворюється поються кількістю біополімеру (0,5-1,0мас.%), що риста губка з біополімеру. заявляється, до складу якого входять фрагменти Отриманий продукт за своїми характеристиструктурних формул, представлені в табл. 2 (граками є готовим біосорбентом для очистки питної фа 2), і відповідною кількістю носія на основі цеводи і містить, мас.%: люлози. носій 99,0 При вмісті біополімеру в сорбенті вище межі, біополімер 1,0 що заявляється, наприклад, 1,2мас.%, не весь Приклад 3. Біосорбент для очищення питної біополімер закріплюється на поверхні носія, що води (варіант 1), спосіб його одержання (варіант 1) приводить до перевитрати реагентів і додатковому і спосіб одержання носія для біополімеру - [таблизабрудненню промивної води, тобто є економічно ця 2, приклад 12]. недоцільним, а якість очистки води при цьому не Як вихідний матеріал для носія беруть тирсу зі поліпшується (табл. 2, приклади 14, 18). При вмісті ступенем полімеризації целюлози СП 1000, обробіополімеру менше межі, що заявляється, наприбляють її 50%-ним розчином етанолу при темпеклад, 0,3мас.%, не вся поверхня носія покрита ратурі 90°С протягом 2 годин, а в отриманий цебіополімером, що приводить до зниження ступеня люлозний матеріал відомим способом [Н.И. очистки питної води (табл. 2, приклади 15, 16 і 17). Никитин Химия древесины и целлюлозы. - М.-Л.: Уміст інгредієнтів, що заявляється, біосорбенИз-во АН СССР, 1962 - 711с.] [10] інклюдують глюту для очистки питної води забезпечується умовакозу. Для інклюдування тирсу на 5 годин занурюми одержання біополімеру (зшитого полісахариють у дистильовану воду для набрякання, потім ду), із наступною іммобілізацією біополімеру. набряклий у воді целюлозний матеріал переноДотримання температурно-часових параметсять у 20%-ний водний розчин етанолу на 1 годирів, що заявляються, у способі одержання дозвону, а після цього в 50%-ний водний розчин глюкози ляє закріпити біополімер у вигляді об'ємної нанопі залишають дисперсію в цьому розчині на 5 годин. лівки на поверхні целюлозного матеріалу (варіант Далі відокремлюють дисперсну фазу декантацією, 1), що забезпечує високі показники по очищенню потім за допомогою багаторазового (3-5 разів) питної води від шкідливих мікродомішок. Спосіб заморожування-розтавання інклюдують моносахаодержання, що заявляється, біосорбенту (варіант рид у целюлозні волокна, промивають ще раз во2) забезпечує іммобілізацію на поверхні носія біодою і сушать. Отриманий продукт є готовим носієм полімеоу у вигляді пористої губки, що дозволяє з інклюдованої моносахаридом целюлози. одержувати матеріал із ще більш ефективними Далі отриманий носій використовують для сорбційними властивостями (табл. 2, приклади 7* і одержання біосорбенту ідентично прикладу 1. 8*). Отриманий продукт за своїми характеристиЕкспериментально встановлено, що реагенти, ками є готовим біосорбентом для очистки питної використовувані при одержанні біосорбенту, що води і містить, мас.%: заявляється, міцно закріплюються на носії і їх носій 99,5 втрати протягом фільтроциклу не перевищують біополімер 0,5 3±0,5%, а метод біотестування показав відсутність Готовий біосорбент (за прикладами 1, 2 і 3) у якого-небудь нагромадження реагентів із складу кількості 10 грам завантажують у колонку і фільтбіосорбенту в очищеній воді після 10 циклів сорбрують через нього 1 літр води з накопичувальної ції-десорбції. ємності (швидкість фільтрування підтримується на Винахід дозволяє одержувати якісний біосоррівні 2м/год.). Ефективність вилучення розраховубент із використанням носія як з чистої целюлози вали як відношення середньої за фільтроцикл (ДСТУ 3244-95), так і носія, отриманого з відходів проскокової концентрації до концентрації вихідної деревообробної промисловості (по п.7 формули води - результати приведені в Таблиці 1 - стовпці винаходу). Необхідна якість носія з тирси забезпе4, 5 і 6 відповідно. У цій же таблиці приведені дані, чується способом одержання, що заявляється, отримані заявником при очистці води зазначеного носія на основі целюлози за рахунок очищення складу відомим біосорбентом [6] - (стовпець 3). тирси й інклюдування моносахариду (глюкози або Як випливає з даних табл. 1, використання фр уктози - див. табл. 2, приклади 12, 13). Викорисбіосорбенту, що пропонується, для очищення питтання як носія тирси дозволяє мати практично неної води від умовно токсичних речовин забезпечує вичерпний поновлюваний матеріал, що вигідно з 11 77993 12 економічної точки зору. ефективних сорбентів для водоочистки, так і пиПеревагою запропонованого біосорбенту (ватання їхньої безвідхідної утилізації. Відпрацьоваріанти), одержаного способом (варіанти), що заявний біосорбент компостують без збитку для навколяється, у порівнянні з відомим технічним рішенлишнього середовища, більш того його можна ням [6] є глибока очистка питної води від використовува ти як добриво пролонгованої дії, що мікродомішок умовно токсичних речовин, напримістить мікроелементи (використання біосорбенту клад залишкового алюмінію, хлорорганічних речоз інклюдованим у носій моносахаридом дозволяє вин, нафтопродуктів і т. ін. до норм ГДК і нижче, скоротити час розкладання на 20-25%). Слід також що дозволяє одержувати воду з відмінними спозазначити, що запропонований спосіб одержання живчими якостями. біосорбенту відрізняється від відомого простим Запропонована технологія дозволяє одночасреагентним та апаратурним оформленням. но вирішувати питання, пов'язані з одержанням Таблиця 1 Найменування показників, мг/дм 3 Мутність Фосфати Кальцій (Са2*) Мідь (Cu2+) Свинець (Рb2+) Залізо (Fe3+) Алюміній (AI3+) Кадмій (Сd2+) Легкі хлорорганічні сполуки Нафтопродукти Синтетичні ПАР Значення показників якості води Вихідна Відомий біосоБіосорбент, що пропонується вода рбент [6] 1 приклад 2 приклад 3 приклад 4,0 2,0 1,5 1,0 1,5 0,45 0,4 0,3 0,25 0,3 70,0 50,0 10,0 10,0 15,0 2,0 1,0 1,0 0,8 1,0 0,1 0,05 0,01 0,00 0,01 5,0 3,0 0,3 0,2 0,3 2,0 2,0 0,3 0,08 0,2 0,05 0,01 0,02 0,01 0,02 0,01 0,01 0,005 0,002 0,005 0,05 0,05 0,05 0,00 0,00 0,1 0,1 0,05 0,00 0,05 ГДК, ГОСТ 2874 1,5 0,4 1,0 0,03 0,3 0,5 0,05 0,06-0,002 0,3 0,01 Таблиця 2 № з/п Склад біосорбенту біополімер (зшитий епіхло- носій на основі целюлози, ргідрином полісахарид) мас.% формула полісахариду 1 2 3 4 5 6 7* 8* 9 10 11 12** 13*** (С6Н10O5) 60) (С6Н10O5) 60) (С6Н10O5) 60) (С6Н10O5) 500) (С6Н10O5) 120) (С6Н10O5) 300) (С6Н10O5) 500) (С6Н10O5) 300) (С6Н10O5) 60) (С6Н10O5) 60) (С6Н10O5) 60) (С6Н10O5) 60) (С6Н10O5) 60) 14 15 16* 17 18 (С6Н10O5) 60) (С6Н10O5) 60) (С6Н10O5) 500) (С6Н10O5) 60) (С6Н10O5) 60) Ступінь очищення Примітки АІ 3+ СНСІ3 Нафтопродукти целюлоза матеріал за варіант одермас.% ДСТУ 3244-95 п.7 формули жання біополімеру 0,5 99,5 1 99,0 99,5 98,0 0,7 99,3 1 99,5 100,0 98,5 1,0 99,0 1 99,6 100,0 99,0 0,7 99,3 1 99,8 100,0 99,0 0,7 99,3 1 99,5 99,8 99,2 0,7 99,3 1 99,2 100,0 99,5 1,0 99,0 2 100,0 100,0 100,0 0,7 99,3 2 100,0 100,0 100,0 0,7 99,3 1 99,5 100,0 99,8 1,0 99,0 1 99,6 100,0 100,0 0,5 99,5 1 99,3 99,5 99,5 0,5 99,5 1 99,7 100,0 99,8 0,7 99,3 1 99,5 100,0 99,8 позамежні значення 1,2 98,8 1 99,5 100,0 98,5 0,3 99,7 1 90,5 95,0 93.8 0,3 99,7 2 92,0 96,0 92,5 0,3 99,7 1 89,8 91,5 90,5 1,2 98,8 1 99,5 100,0 100,0 *) - біополімер у вигляді пористої губки; **) - целюлозний матеріал, інклюдований глюкозою; ***) - целюлозний матеріал, інклюдований фруктозою. 13 Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко 77993 Підписне 14 Тираж 26 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
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюBiosorbent for purification of potable water /variants/, process for preparation of biosorbent and process for preparation of carrier for biosorbent
Автори англійськоюDatskevych Olena Viacheslavivna, Mamchenko Oleksii Volodymyrovych
Назва патенту російськоюБиосорбент для очистки питьевой воды /варианты/, способ получения биосорбента и способ получения носителя для биосорбента
Автори російськоюДацкевич Елена Вячеславовна, Мамченко Алексей Владимирович
МПК / Мітки
МПК: B01J 20/22, C02F 1/28, C08B 1/00
Мітки: води, питної, біосорбенту, очистки, варіанти, носія, одержання, спосіб, біосорбент
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-77993-biosorbent-dlya-ochistki-pitno-vodi-varianti-sposib-oderzhannya-biosorbentu-i-sposib-oderzhannya-nosiya-dlya-biosorbentu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Біосорбент для очистки питної води /варіанти/, спосіб одержання біосорбенту і спосіб одержання носія для біосорбенту</a>
Попередній патент: Подрібнювач гірських порід
Наступний патент: Композиція друкарської фарби, спосіб її виготовлення та застосування
Випадковий патент: Прилад реабілітаційний для тяжкохворих та поранених