Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КРАСИТЕЛЕЙ

Изобретение относится к очистке сточных вод от промышленных красителей и может быть использовано для очистки сточных вод предприятий текстильной, легкой промышленности, предприятий бытовой химии, кожевенных заводов.

Известен сорбционный способ очистки сточных вод от красителей с использованием суспензии монтмориллонита (природного сорбента) в 0,1 М растворе хлорида железа (III), активированного акустическими колебаниями [патент №2177913, G02F 1/52, опубл. 10.01.2002].

Недостаток способа - трудоемкость процесса приготовления суспензии сорбента, необходимость обработки сорбента ультразвуком частотой 22 кГц.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к заявленному изобретению является способ сорбционной очистки сточных вод от красителей с использованием магнийсодержащего материала (природный сорбент), измельченного до зерен размером 0,5-3,0 мм [№2010104315 решение о выдаче патента на изобретение от 25.04.11].

Недостатком способа-прототипа является ограниченность наличия данного сорбента в связи с отсутствием его больших залежей.

Технической задачей изобретения является расширение ассортимента применяемых при очистке сточных вод от промышленных красителей природных сорбентов при сохранении высокой степени очистки.

Технический результат достигается тем, что в качестве сорбентов при очистке сточных вод от красителей применяют карбонатную породу с содержанием карбоната кальция, равным 41,95-49,50% (месторождения Курской области), которую измельчают до зерен 0,06-2,0 мм, перемешивают фазы в течение 30 минут.

Определен химический состав пород. Проанализированы образцы пород на содержание карбонатов кальция и магния комплексонометрическим методом; сульфат-ионов и оксидов железа и алюминия гравиметрическим методом; хлорид-ионы методом турбидиметрии. Найдено содержание нерастворимого в соляной кислоте остатка, а также измерена электропроводность насыщенного водного раствора карбонатных пород. Электропроводность определяли с помощью кондуктометра КСЛ-101. Полученные результаты химического состава изучаемой карбонатной породы представлены в таблице 1.

Проведенный анализ сорбента показал, что большую долю изучаемого сорбента составляет кальцит.

Месторождения карбонатных пород Курской области отличаются низким содержанием нерастворимого остатка и высоким содержанием карбонатов.

Структурные и микроскопические характеристики изучаемых карбонатных пород определяли, используя поляризационно-интерференционный микроскоп BIOLAR по методу однородного поля. Исследования показали, что исходные породы слагаются тригональными кристаллами кальцита и ромбическими кристаллами доломита.

Опыты по очистке сточных вод от красителей проводили, используя модельные растворы красителей и сточные воды красильно-отделочного цеха трикотажного объединения «Сейм» (г.Курск).

Содержание красителей определяли спектрофотометрическим методом. С этой целью сняты спектры поглощения красителей в координатах: оптическая плотность (А) - длина волны (λ) на приборе СФ-26, выбраны длины вон максимального светопоглощения для катионного синего 2К - 610 нм, катионного красного 5Ж - 490 нм, кислотного ярко-зеленого - 670 нм, антрахинонового синего - 590 нм. Найдены границы подчинения растворов красителей основному закону светопоглощения - закону Бугра-Ламберта-Бера. В работе использован метод одноступенчатой статической сорбции.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. К модельному раствору красителя катионного синего 2К (С₀=0,01 г/л) добавили карбонатную породу с содержанием карбоната кальция 41,95-49,50%, измельченную до зерен размером 0,06-2,0 мм, перемешивали магнитной мешалкой. Через определенные промежутки времени отбирали пробы для анализа и определяли содержание красителя спектрофотометрическим методом, измеряя оптическую плотность растворов при λ=610 нм. Результаты исследований представлены в таблице 2.

Как следует из полученных данных, после 30-минутного перемешивания фаз наблюдается 100%-ная сорбция красителя.

Пример 2. К модельному раствору красителя катионного красного 5Ж (С₀=0,01 г/л) добавили карбонатную породу с содержанием карбоната кальция 41,95-49,50%, измельченную до зерен размером 0,06-2,0 мм, перемешивали магнитной мешалкой. Через определенные промежутки времени отбирали пробы для анализа и определяли содержание красителя спектрофотометрическим методом, измеряя оптическую плотность растворов при λ=490 нм. Результаты исследований представлены в таблице 3.

Как следует из полученных данных, после 30-минутного перемешивания фаз наблюдается 100%-ная сорбция красителя.

Пример 3. К модельному раствору красителя антрахинонового синего (С₀=0,01 г/л) добавили карбонатную породу с содержанием карбоната кальция 41,95-49,50%, измельченную до зерен размером 0,06-2,0 мм, перемешивали магнитной мешалкой. Через определенные промежутки времени отбирали пробы для анализа и определяли содержание красителя спектрофотометрическим методом, измеряя оптическую плотность растворов при λ=590 нм. Результаты исследований представлены в таблице 4.

Опыты показали, что полная (100%-ная) сорбция антрахинонового синего происходит после 30-минутного перемешивания.

Пример 4. К модельному раствору красителя кислотного ярко-зеленого (С₀=0,01 г/л) добавили карбонатную породу с содержанием карбоната кальция 41,95-49,50%, измельченную до зерен размером 0,06-2,0 мм, перемешивали магнитной мешалкой. Через определенные промежутки времени отбирали пробы для анализа и определяли содержание красителя спектрофотометрическим методом, измеряя оптическую плотность растворов при λ=670 нм. Результаты исследований представлены в таблице 5.

Опыты показали, что полная (100%-ная) сорбция кислотного ярко-зеленого происходит в течение 30-60 минут.

Полученные результаты исследований показали высокую адсорбционную способность карбонатной породы с содержанием карбоната кальция 41,95-49,50% по отношению к промышленным красителям из разных классов.

Предлагаемый способ сорбционной очистки сточных вод от красителей по сравнению с аналогом:

- расширяет ассортимент применяемых при очистке сорбентов;

- позволяет использовать в качестве сорбента местные карбонатные породы;

- достигает 100%-ной очистки от промышленных красителей разных классов (кислотные, катионные, антрахиноновые).