Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к технологии очистки воды, в частности к очистке сточных вод от ионов тяжелых металлов.

Известен способ очистки сточных вод от ионов меди, который основан на фильтрации через слой сорбента толщиной слоя 0,5-0,6 м, а в качестве сорбента используется кварцево-глауконитовый песок с содержанием глауконита 60-80% (RU №2137717, C02F 1/28, C02F 1/62, 20.09.1999).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является выбранный за прототип способ очистки сточных вод от ионов меди, включающий обработку сорбентом в качестве которого используют отходы измельченного неавтоклавного пенобетона, а очистка осуществляется фильтрацией через сорбент толщиной слоя 0,1-0,2 м (RU 2327647, C02F 1/28 (2006.01), C02F 1/64 (2006.01), C02F 101/20 (2006.01). опубл. 27.06.2008).

Недостатками данных способов является низкая скорость очистки, что приводит к увеличению времени очистки, низкая эффективность очистки, большой расход сорбента и невозможность очистки сточных вод от нескольких металлов одновременно.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является очистка сточных вод от ионов нескольких тяжелых металлов одновременно, увеличение скорости фильтрации при очистке сточных вод, что приводит к сокращению времени очистки и уменьшение высоты слоя сорбента, что приводит к его экономии.

Поставленная задача в предлагаемом решении достигается тем, что в способе очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, включающем обработку сорбентом в виде измельченных отходов неавтоклавного пенобетона средней плотности D200, с размерами зерен 0,114-0,315 мм, полученного с использованием пенообразующей добавки на протеиновой основе с концентрацией в водном растворе пенообразователя 3-5 мас. %.

Механизм очистки заключается в том, что происходит связывание ионов тяжелых металлов молекулами протеина пенообразователя с получением прочных комплексных соединений.

Пример конкретного выполнения

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. В качестве сорбционного материала используют измельченные отходы неавтоклавного пенобетона средней плотности D200, приготовленного на основе пенообразующей добавки на протеиновой основе, размер зерен 0,114-0,315 мм, высота слоя сорбента 0,06 м.

Неавтоклавный пенобетон является сложным композиционным материалом, полученным в результате перемешивания цементно-песчаной смеси с водой, с последующим введением строительной пены. Строительная пена получается из рабочего раствора пенообразователя, приготовленного из воды и пенообразующей добавки на протеиновой основе с концентрацией в водном растворе 3-5, мас. %.

В качестве пенообразующей добавки на протеиновой основе могут быть применены следующие марки: Addiment SB 31L (жидкость темно-коричневого цвета, интервал рН пенообразования: 6-10; основное активное вещество - протеингидролизат (Хитров А.В., автореферат на соискание уч. ст. д.т.н. «Технология и свойства пенобетона с учетом природы вводимой пены». СПб.: ПГУПС, 2006); область применения: в качестве добавки для производства пенобетона; торговая марка RENIMENT SB 31L; фирма-изготовитель «SIKA ADDIMENT GmbH» В-69171 Leimen, ФРГ), а также «FOAMCEM» (основное активное вещество - протеингидролизат; область применения: вспениватель для приготовления легкого ячеистого бетона; производитель LastonItaliana SPA) и «GreenFroth-Р» (основное активное вещество - протеингидролизат; область применения: для производства пенобетона, а также для изготовления легких стеновых и отделочных; производитель «ISOLTECH sncdiScarpa&С» ViaC. Colombo, 41 24020 RANICA (BG), Italy).

Для очистки использовались отходы неавтоклавного пенобетона с размерами зерен 0,114-0,315 мм, что соответствует требованиям, предъявляемым к фильтрующим материалам, высота слоя сорбента составила 0,06 м. Очистка проводилось в колонке диаметром 30 мм, высотой 400 мм.

Очистке подвергались сточные воды, содержащие ионы меди, ртути, никеля и железа. Водные растворы хлоридов тяжелых металлов (нейтральные или слабокислые) имели концентрацию по поглощаемому иону 200 мг/л (0,2 г/л). Толщина слоя пенобетона составляет 0,06 м, масса пенобетона (15-25 г), скорость очистки принималась равной 4 м/час, что соответствует скорости фильтрации в реальных фильтрах на очистных сооружениях. Отбор проб проводился в конце времени очистки. Определялась концентрация ионов меди, ртути, никеля и железа. Контроль за степенью очистки воды от ионов тяжелых металлов проводился на атомно-абсорбционном спектрометре.

В таблице приведены полученные результаты по качеству очистки сточных вод для фракции 0,114-0,315 мм с высотой слоя сорбента 0,06 м.

Преимуществом использования отходов неавтоклавного пенобетона средней плотности D200, полученного на основе строительной пены с различной концентрацией пенообразующей добавки на протеиновой основе в качестве материала для очистки воды является возможность очистки от ионов меди, ртути, никеля и железа с более высокой исходной концентрацией по сравнению с прототипом, а также более высокая скорость очистки и небольшой расход пенобетона.