×
27.03.2016
216.014.dcbf

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области сорбционной очистки воды. Способ получения сорбента для очистки воды включает обработку гречневой лузги в растворе гидроксида натрия c концентрацией 500 мг/л в течение двух часов. Соотношение твердой и жидкой фазы при обработке составляет 1:(3-5). Отделение твердой фазы осуществляют фильтрованием с последующей промывкой и сушкой. Заявленное изобретение обеспечивает увеличение выхода сорбента при расширении области его применения. 5 пр., 1 табл.
Основные результаты: Способ получения сорбента для очистки воды, включающий обработку гречневой лузги в растворе модифицирующего вещества, отделение твердой фазы фильтрованием, промывку и сушку, отличающийся тем, что в качестве модифицирующего вещества используют раствор гидроксида натрия с концентрацией равной 500 мг/л, а обработку ведут в течение двух часов при комнатной температуре при соотношении твердой фазы и раствора гидроксида натрия равном 1:(3-5).

Изобретение относится к области сорбционной очистки воды, а именно к способам получения сорбентов из природного сырья, и может быть использовано для извлечения из воды нефтепродуктов и очистки воды от ионов тяжелых металлов.

Известен способ получения сорбента для извлечения сырой нефти и нефтепродуктов с поверхности воды и растворенных нефтепродуктов из сточных вод, включающий термическую обработку гречневой лузги при температуре 150-450°С и атмосферном давлении в течение 10-20 минут (Патент РФ №2031849, МПК C02F 1/28, B01J 20/20, опубл. 1995).

Недостатком описанного способа является низкий выход сорбента, обусловленный сгоранием части сорбента во время проведения термической обработки при температуре 150-450°С.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ получения сорбента, включающий обработку гречневой лузги в растворе модифицирующего вещества, отделение твердой фазы фильтрованием, промывку и сушку. При этом в качестве модифицирующего вещества используют 0,1-1,0 н раствор оксалата аммония либо минеральную кислоту, а обработку гречневой лузги осуществляют при 60-90°С (Патент РФ №2316393, МПК B01J 20/24, B01J 20/30, опубл. 2008).

Недостатком описанного способа является низкий выход сорбента вследствие частичного обугливания и разрушения сорбента во время обработки гречневой лузги в растворе оксалата аммония или минеральной кислоты при температуре 60-90°С при ограниченной области применения вследствие возможности извлечения растворенных в воде нефтепродуктов и низкой способности очистки воды от ионов тяжелых металлов.

Предлагаемым изобретением решается задача увеличения выхода сорбента для очистки воды при расширении области применения.

Для достижения указанного технического результата в способе получения сорбента для очистки воды, включающем обработку гречневой лузги в растворе модифицирующего вещества, отделение твердой фазы фильтрованием, промывку и сушку, в качестве модифицирующего вещества используют раствор гидроксида натрия концентрацией, равной 500 мг/л, а обработку ведут в течение двух часов при комнатной температуре при соотношении твердой фазы и раствора гидроксида натрия равном 1:(3-5).

Повышение выхода сорбента для очистки воды вследствие исключения возможности обугливания и разрушения при расширении области применения вследствие повышения сорбционной емкости материала по отношению к ионам тяжелых металлов и нефтепродуктам достигается тем, что в качестве модифицирующего вещества используют раствор гидроксида натрия концентрацией равной 500 мг/л, а обработку ведут в течение двух часов при комнатной температуре при соотношении твердой фазы и раствора гидроксида натрия равном 1:(3-5).

Обработка гречневой лузги в растворе гидроксида натрия концентрацией равной 500 мг/л в течение двух часов является оптимальной. Обработка гречневой лузги в растворе гидроксида натрия концентрацией большей, чем 500 мг/л, в течение более 2 часов приводит к значительной потере сорбента вследствие разрушения структуры гречневой лузги. Осуществление обработки в растворе гидроксида натрия концентрацией меньшей, чем 500 мг/л, в течение менее 2 часов нецелесообразно, так как приводит к снижению сорбционной емкости вследствие образования небольшого количества пор и, следовательно, наличия низкой удельной поверхности гречневой лузги.

Проведение обработки гречневой лузги в растворе гидроксида натрия при комнатной температуре является оптимальной, так как повышение температуры обработки приводит к увеличению скорости процесса модификации, сопровождающегося разрушением структуры гречневой лузги и, как следствие, снижением выхода сорбента.

Соотношение твердой фазы и раствора гидроксида натрия, равное 1: (3-5), является оптимальным. Уменьшение твердой фазы в предлагаемом соотношении менее 1 нецелесообразно, так как способствует необоснованному перерасходу раствора гидроксида натрия. Увеличение твердой фазы в соотношении более 1 нецелесообразно, так как приводит к возникновению недостатка раствора гидроксида натрия для проведения процесса модификации.

Предлагаемое изобретение поясняется таблицей, в которой показана сорбционная емкость и эффективность очистки воды сорбентами, полученными по предлагаемому способу и прототипу.

Из таблицы видно, что сорбент, полученный по предлагаемому способу, обладает высокой сорбционной емкостью и, как следствие, высокой эффективностью очистки воды от ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов.

Способ получения сорбента для очистки воды осуществляется следующим образом.

Обработку гречневой лузги в растворе гидроксида натрия концентрацией равной 500 мг/л ведут в течение двух часов при комнатной температуре при соотношении твердой фазы и раствора гидроксида натрия равном 1:(3-5). Затем отделяют твердую фазу от раствора фильтрованием, промывают водой от избытка гидроксида натрия до нейтральной реакции рН и сушат до постоянной массы. В результате получают высокий выход сорбента, обладающего большой пористостью и способностью извлечения из воды ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов.

Пример конкретного выполнения способа.

Помещают 100 г гречневой лузги в стеклянную емкость объемом 1 л, заливают 300-500 мл раствора гидроксида натрия концентрацией равной 500 мг/л, обработку ведут в течение двух часов при комнатной температуре.

Затем твердую фазу отделяют от раствора фильтрованием, например, через металлическое сито с размером ячеек 1×1 мм, промывают водой в количестве 1,5-2 л, по окончанию промывки отбирают порцию фильтрата и проверяют реакцию рН. При достижении нейтральной рН промывку завершают, в случае, если рН>7, гречневую лузгу промывают, пропуская через нее примерно 500 мл воды.

После промывки гречневую лузгу помещают в емкость, например в фарфоровую чашку, размещают в сушильном шкафу, например, «СНО 24/350 И4А» и сушат при температуре 100-105°С до постоянной массы.

Определение выхода сорбента, полученного предлагаемым способом, осуществляют следующим образом.

Пример 1

Помещают 100 г гречневой лузги с насыпной плотностью 116 кг/м3 в стеклянную емкость объемом 1 л, заливают 300 мл раствора гидроксида натрия концентрацией равной 500 мг/л, обработку ведут в течение 2-2,5 ч при комнатной температуре. Затем твердую фазу отделяют от раствора фильтрованием, промывают водой до нейтральной реакции рН. После промывки гречневую лузгу помещают в фарфоровую чашку, размещают в сушильном шкафу, сушат при температуре 100-105°С и взвешивают. Масса гречневой лузги после модификации равна 98 г.

Выход сорбента рассчитывается (A.M. Кутепов, Т.И. Бондарева, М.Г. Беренгартен Общая химическая технология. Учебник для ВУЗов, изд. 2-е, исправленное и дополненное. М.: ВШ. - 1990. с. 21) по формуле:

W=(Мк/Мн)*100%, где

Мк - масса гречневой лузги после модификации;

Мн - масса гречневой лузги до модификации.

При массе гречневой лузги до модификации, равной 100 г и массе гречневой лузги после модификации равной 98 г выход сорбента для очистки воды по расчету составляет 98%.

Пример 2

Получают сорбент аналогично примеру 1 с использованием гречневой лузги с насыпной плотностью 110 кг/м3 и раствора гидроксида натрия в количестве 400 мл с концентрацией равной 500 мг/л. При массе гречневой лузги до модификации равной 100 г и массе гречневой лузги после модификации, равной 97 г, выход сорбента по расчету составляет 97%.

Пример 3

Получают сорбент аналогично примеру 1 с использованием гречневой лузги с насыпной плотностью 112 кг/м3 и раствора гидроксида натрия в количестве 500 мл с концентрацией равной 500 мг/л. При массе гречневой лузги до модификации, равной 100 г, и массе гречневой лузги после модификации равной 96 г выход сорбента по расчету составляет 96%.

Пример 4

Получают сорбент аналогично примеру 1 с использованием гречневой лузги с насыпной плотностью 116 кг/м3 и раствора гидроксида натрия в количестве 200 мл с концентрацией равной 500 мг/л в течение 1-1,5 ч. При массе гречневой лузги до модификации равной 100 г и массе гречневой лузги после модификации, равной 96 г выход сорбента по расчету составляет 96%. При этом суммарный объем пор полученного сорбента, определяемый экспериментально, например, по ГОСТ 17219-71 Угли активные. Метод определения суммарного объема пор по воде, составляет 2,0 см3/г.

Пример 5

Получают сорбент аналогично примеру 1 с использованием гречневой лузги с насыпной плотностью 115 кг/м3 и раствора гидроксида натрия в количестве 600 мл с концентрацией равной 500 мг/л в течение 3-3,5 ч. При массе гречневой лузги до модификации равной 100 г и массе гречневой лузги после модификации равной 65 г выход сорбента по расчету составляет 65% и обеспечивается вследствие его потери из-за разрушения структуры гречневой лузги.

Кроме того, полученный предлагаемым способом сорбент используют для очистки воды от ионов тяжелых металлов, например, меди, никеля, цинка, хрома, свинца, а также нефтепродуктов. Оценку степени очистки воды проводят путем определения сорбционной емкости полученного сорбента по данным компонентам и эффективности очистки воды с его использованием.

Определение сорбционной емкости сорбента для очистки воды в статических условиях по отношению к ионам тяжелых металлов, в частности меди, осуществляют следующим образом.

В каждую из 10 колб помещают навеску массой 1 г сорбента. После этого в каждую колбу добавляют раствор соли меди, например, сульфата меди, объемом 100 мл с концентрацией ионов меди, равной 10, 50, 100, 150, 200, 300, 500, 800, 1000, 1200 мг/л соответственно. Затем содержимое каждой колбы перемешивают в течение двух часов и проводят анализ каждого раствора на содержание ионов меди, например, фотоколориметрическим методом. Значение сорбционной емкости рассчитывают, как разницу между начальной и конечной (равновесной) концентрацией раствора в каждой колбе, отнесенную к единице массы сорбента. Рассчитанное значение сорбционной емкости по ионам меди составило 94,7 мг/г. Аналогично определяют сорбционную емкость по ионам хрома, цинка, никеля, свинца и нефтепродуктов (таблица).

Определение эффективности очистки воды от соединений металлов, в частности, меди, сорбентом, полученным предлагаемым способом, осуществляют в динамических условиях следующим образом. Сорбент загружают в колонку диаметром 40 мм и высотой фильтровального слоя 100 мм. После этого через колонку пропускают со скоростью от 2 до 5 м/ч раствор соли меди, например, сульфата меди с концентрацией ионов меди 10 мг/л. На выходе из колонки раствор анализируют на содержание ионов меди, в частности,фотоколориметрическим методом с использованием фотоколориметра КФК-3. Значение эффективности рассчитывают как разницу между начальной и конечной концентрациями раствора в каждой пробе, отнесенную к начальной концентрации. Рассчитанное значение эффективности по ионам меди составило 98,4%. Аналогично определяют эффективность очистки воды по ионам хрома, цинка, никеля, свинца и нефтепродуктам (таблица).

Таким образом, использование предлагаемого способа приводит к увеличению выхода сорбента для очистки воды при расширении области применения.

Способ получения сорбента для очистки воды, включающий обработку гречневой лузги в растворе модифицирующего вещества, отделение твердой фазы фильтрованием, промывку и сушку, отличающийся тем, что в качестве модифицирующего вещества используют раствор гидроксида натрия с концентрацией равной 500 мг/л, а обработку ведут в течение двух часов при комнатной температуре при соотношении твердой фазы и раствора гидроксида натрия равном 1:(3-5).
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 131-140 из 142.
15.05.2023
№223.018.57d6

Способ получения композиционного материала преимущественно рассекателя для барботационной установки

Способ получения композиционного материала преимущественно рассекателя для барботационной установки предназначен для использования в области порошковой металлургии при производстве композиционных материалов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), преимущественно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002767111
Дата охранного документа: 16.03.2022
15.05.2023
№223.018.5903

Полуфабрикат рубленый из мяса индейки, завернутый в растительный лист

Изобретение предназначено для использования в пищевой промышленности и общественном питании, а именно для приготовления полуфабриката рубленого из мяса индейки, завернутого в растительный лист. Полуфабрикаты рубленые из мяса индейки, завернутые в растительный лист, включают измельчение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002760217
Дата охранного документа: 22.11.2021
16.05.2023
№223.018.6336

Силовой трёхфазный регулируемый трансформатор для подключения к сетям различного уровня среднего напряжения

Изобретение относится к электротехнике и может быть выполнено в исполнении любой мощности. Технический результат заключается в повышении надежности за счет обеспечения электроснабжением потребителей при работе на любом из наиболее распространенных уровней среднего напряжения для сетей с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002771243
Дата охранного документа: 28.04.2022
20.05.2023
№223.018.654f

Устройство токовой защиты для ячеек комплектных распределительных устройств

Использование: в области электротехники для дистанционного регулирования уставок токовой защиты в ячейках комплектных распределительных устройств (КРУ) от токов короткого замыкания. Технический результат - обеспечение дистанционного перемещения герконов относительно плоскости токоведущих шин...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002743483
Дата охранного документа: 19.02.2021
20.05.2023
№223.018.65b6

Устройство предотвращения перехода мостовым краном предельно допустимых положений

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим аппаратам, и может быть использовано в качестве переключателей для предотвращения перехода мостовым краном предельно допустимых положений. Технический результат, который обеспечивается при осуществлении изобретения, заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002780820
Дата охранного документа: 04.10.2022
20.05.2023
№223.018.65b7

Устройство предотвращения перехода мостовым краном предельно допустимых положений

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим аппаратам, и может быть использовано в качестве переключателей для предотвращения перехода мостовым краном предельно допустимых положений. Технический результат, который обеспечивается при осуществлении изобретения, заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002780820
Дата охранного документа: 04.10.2022
05.06.2023
№223.018.7734

Реверсивное устройство регулирования скорости однофазного асинхронного электродвигателя

Реверсивное устройство регулирования скорости однофазного асинхронного электродвигателя относится к преобразователям частоты, ведомым однофазной сетью переменного тока, и может быть использовано в регулируемом электроприводе переменного тока для питания от однофазной сети однофазных асинхронных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002767754
Дата охранного документа: 21.03.2022
05.06.2023
№223.018.775b

Устройство для измерения плотности жидкости

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения плотности жидкостей, и может быть использовано в химической, нефтехимической промышленности. Устройство для измерения плотности жидких сред содержит корпус с измерительной полостью, поплавок, электрический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002769809
Дата охранного документа: 06.04.2022
06.06.2023
№223.018.78da

Модульное твердотельное реле с замыкающими и размыкающими контактами

Модульное твердотельное реле с замыкающими и размыкающими контактами предназначено для использования в коммутационной технике. Технический результат заключается в обеспечении возможности одновременно коммутировать заданное количество связанных и не связанных друг с другом цепей переменного тока...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002757214
Дата охранного документа: 12.10.2021
16.06.2023
№223.018.7b95

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению. Двигатель содержит ротор компрессора и ротор турбины. В едином пазу рабочих колец компрессора и турбины установлены с образованием единого корпуса последовательно по ходу вращения вала двигателя две одинаковые камеры сгорания. Между впускным каналом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002755758
Дата охранного документа: 21.09.2021
Показаны записи 51-60 из 60.
29.12.2017
№217.015.f2d7

Электрогенераторная установка для микрогэс

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в альтернативной энергетике в качестве электрической машины в микроГЭС, а также в пикоГЭС на реках с любой скоростью течения для получения переменного напряжения постоянной частоты и поддержания выходного напряжения генератора на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637305
Дата охранного документа: 04.12.2017
19.01.2018
№218.016.0780

Мобильная машина с повышенными эксплуатационными свойствами

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Мобильная машина с повышенными эксплуатационными свойствами содержит кузов, в котором расположены тормозное управление, двигатель с трансмиссией, колеса, взаимодействующие с опорной поверхностью. В передней части машины установлен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631377
Дата охранного документа: 22.09.2017
19.01.2018
№218.016.07ff

Устройство для снижения опасности электромагнитных излучений

Изобретение относится к устройству для снижения опасности электромагнитных излучений, и предназначено для использования в качестве средства защиты от электромагнитного излучения на производственных и коммунально-бытовых объектах, и может быть использовано в широком диапазоне частот, в том числе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631523
Дата охранного документа: 25.09.2017
20.01.2018
№218.016.1340

Способ термической обработки быстрорежущих сталей с интерметаллидным упрочнением

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения твердости и ударной вязкости, а также стойкости быстрорежущей стали с интерметаллидным упрочнением сначала производят закалку стали с температуры 850-860°C и последующий отпуск при 560-570°C в течение одного часа, затем осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634548
Дата охранного документа: 31.10.2017
20.01.2018
№218.016.13c4

Шариковый бессепараторный подшипник качения

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к многорядным шариковым подшипникам качения, и может быть использовано в малооборотных высоконагруженных механизмах. Предназначено для восприятия значительных радиальных и осевых нагрузок. Подшипник содержит наружное разрезное кольцо...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634611
Дата охранного документа: 01.11.2017
20.01.2018
№218.016.13f3

Шариковый бессепараторный подшипник качения

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к многорядным шариковым подшипникам качения, и может быть использовано в малооборотных высоконагруженных механизмах для восприятия значительных радиальных и осевых нагрузок. Подшипник содержит наружное кольцо (1) с двумя парами смежно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634610
Дата охранного документа: 01.11.2017
13.02.2018
№218.016.2215

Шлюзовый питатель

Шлюзовый питатель предназначен для использования в области пневматического транспорта для подачи сыпучих материалов в нагнетающий материалопровод в химической, пищевой, в других отраслях промышленности, в строительстве, в сельскохозяйственном производстве в качестве питающего устройства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642022
Дата охранного документа: 23.01.2018
04.04.2018
№218.016.3214

Способ выделения тренда нестационарного процесса с адаптацией интервалов аппроксимации

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к цифровой обработке сигналов. Техническим результатом является сокращение времени обработки. В способе при выделении тренда нестационарного процесса адаптируют интервалы аппроксимации таким образом, что дискретную реализацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645273
Дата охранного документа: 19.02.2018
04.04.2018
№218.016.3545

Способ воспламенения рабочей смеси в цилиндрах газодизельного двигателя внутреннего сгорания

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ включает подачу в цилиндр с нагретой за счет сжатия основной рабочей смеси воздуха и газа дополнительной порции жидкого топлива, воспламеняющей основную рабочую смесь. В качестве дополнительной порции жидкого топлива...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645847
Дата охранного документа: 28.02.2018
13.06.2019
№219.017.81c0

Способ получения фильтровально-сорбционного материала

Изобретение относится к способу получения фильтровально-сорбционного материала и может быть использовано в химической, металлургической или целлюлозно-бумажной промышленности, гальванических производствах для очистки сточных вод. Способ получения фильтровально-сорбционного материала включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002345834
Дата охранного документа: 10.02.2009
+ добавить свой РИД