[go: up one dir, main page]

RU2277013C1 - Water treatment sorbents preparation method - Google Patents

Water treatment sorbents preparation method Download PDF

Info

Publication number
RU2277013C1
RU2277013C1 RU2004135113/15A RU2004135113A RU2277013C1 RU 2277013 C1 RU2277013 C1 RU 2277013C1 RU 2004135113/15 A RU2004135113/15 A RU 2004135113/15A RU 2004135113 A RU2004135113 A RU 2004135113A RU 2277013 C1 RU2277013 C1 RU 2277013C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
granules
solution
chitosan
sorbent
aluminosilicate
Prior art date
Application number
RU2004135113/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Павлович Шапкин (RU)
Николай Павлович Шапкин
Виталий Викторович Постойкин (RU)
Виталий Викторович Постойкин
лов Борис Борисович Завь (RU)
Борис Борисович Завьялов
Тинь Нгиа Нгуен (RU)
Тинь Нгиа НГУЕН
Original Assignee
Николай Павлович Шапкин
Виталий Викторович Постойкин
Борис Борисович Завьялов
Тинь Нгиа НГУЕН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Павлович Шапкин, Виталий Викторович Постойкин, Борис Борисович Завьялов, Тинь Нгиа НГУЕН filed Critical Николай Павлович Шапкин
Priority to RU2004135113/15A priority Critical patent/RU2277013C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2277013C1 publication Critical patent/RU2277013C1/en

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

FIELD: water treatment and sorbents.
SUBSTANCE: invention can be used for treating drinking or industrial water with high levels of heavy metal ions and polar organics, in particular dyes. Method comprises treatment of naturally occurring aluminosilicate (zeolite, swollen vermiculite, or mixture thereof) with chitosan solution in dilute acetic acid at aluminosilicate-to-chitosan solution weight ratio 1:1 and final supernatant pH value 8-9. Resulting plastic mass is granulated by extrusion through specified-size dies, granules obtained are dried and then treated with solution of humin acids taken in amount ensuring full binding of chitosan amino groups. Thereafter, sorbent granules are separated from solution and polymer layer formed on the surface of granules is hardened.
EFFECT: achieved combination of high sorbent capacity and good sorbent workability parameters, namely high filterability and strength caused by hardened surface layer on granules.
7 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области сорбционной очистки воды, конкретно к получению сорбентов и к способам очистки, и может быть использовано для очистки питьевой или промышленной воды с высоким содержанием ионов тяжелых металлов и полярных органических веществ (красителей, фенолов, и т.д.).The invention relates to the field of sorption water purification, specifically to the production of sorbents and purification methods, and can be used to purify drinking or industrial water with a high content of heavy metal ions and polar organic substances (dyes, phenols, etc.).

Известен способ очистки воды от ионов тяжелых металлов, согласно которому для очистки используют прокаленный активированный природный адсорбент, представляющий собой кремнистую породу смешанного минерального состава месторождений Татарстана, содержащую, мас.%: опал-кристоболит (51-70), цеолит (9-25), глинистую составляющую - монтмориллонит, гидрослюда (7-15), кальцит (10-25), обломочно-песчано-алевритовый материал - остальное. Активацию материала проводят раствором 2 н. хлористоводородной кислоты при комнатной температуре в течение 20 мин до содержания оксида кальция в адсорбенте не более 4% (пат. РФ №2150997, опубл. 20.06.2000 г.).There is a method of purifying water from heavy metal ions, according to which a calcined activated natural adsorbent is used for purification, which is siliceous rock of mixed mineral composition of Tatarstan deposits, containing, wt.%: Opal cristobolite (51-70), zeolite (9-25) , clay component - montmorillonite, hydromica (7-15), calcite (10-25), clastic-sand-silty material - the rest. The activation of the material is carried out with a solution of 2 N. hydrochloric acid at room temperature for 20 min until the content of calcium oxide in the adsorbent is not more than 4% (US Pat. RF No. 2150997, publ. 06/20/2000).

Недостатком известного способа является использование хлористоводородной кислоты, что требует оборудования, обладающего устойчивостью к агрессивным средам. Кроме того, в способе используется довольно редко встречающаяся порода сложного минерального состава.The disadvantage of this method is the use of hydrochloric acid, which requires equipment that is resistant to aggressive environments. In addition, the method uses a rather rare rock of complex mineral composition.

Известен способ получения гранулированного адсорбента на основе шунгита, включающий обработку шунгита основным нитратом алюминия при нагревании, дополнительную обработку полученного продукта смесью, содержащей жидкое стекло (силикат натрия) и оксид магния, гранулирование полученной массы, последующее прокаливание полученных гранул и обработку серной кислотой. Согласно данному способу смесь для дополнительной обработки содержит 3-5% жидкого стекла и 3-5% оксида магния (от веса адсорбента), прокаливание гранул адсорбента ведут при 600-610°С в течение 90-120 мин, а последующую обработку гранул ведут 2%-ной серной кислотой в течение 1,5 часов при температуре 60-90°С (а.с. СССР №822881, опубл. 23.04.1981 г.).A known method of producing a granulated adsorbent based on shungite, including treating schungite with basic aluminum nitrate by heating, additional processing of the obtained product with a mixture containing liquid glass (sodium silicate) and magnesium oxide, granulation of the resulting mass, subsequent calcination of the obtained granules and treatment with sulfuric acid. According to this method, the mixture for additional processing contains 3-5% liquid glass and 3-5% magnesium oxide (based on the weight of the adsorbent), the adsorbent granules are calcined at 600-610 ° C for 90-120 minutes, and the subsequent processing of granules is 2 % sulfuric acid for 1.5 hours at a temperature of 60-90 ° C (AS USSR No. 822881, publ. 04/23/1981).

Недостатком данного способа является использование малораспространенного минерала шунгита, который предварительно модифицирован нитратом алюминия, прокаливание при высокой температуре, что требует соответствующей аппаратуры и расхода энергии, а также обработки в агрессивных средах.The disadvantage of this method is the use of the rare mineral shungite, which is pre-modified with aluminum nitrate, calcination at high temperature, which requires appropriate equipment and energy consumption, as well as processing in aggressive environments.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения органоминеральных сорбентов на основе природных алюмосиликатов, а именно цеолита, путем модифицирования предварительно термообработанного алюмосиликата полисахаридами, в частности хитозаном (пат. РФ №2184607, опубл. 10.07.2002 г.). По одному из вариантов данного способа получение модифицированных хитозаном органоминеральных сорбентов на основе цеолита осуществляют обработкой алюмосиликата раствором хитозана в разбавленной уксусной кислоте. Способ позволяет получать сорбенты, пригодные для эффективной очистки водных растворов от ионов металла и от органических красителей различной природы.Closest to the claimed invention in technical essence and the achieved result is a method of producing organomineral sorbents based on natural aluminosilicates, namely zeolite, by modifying pre-treated aluminosilicate with polysaccharides, in particular chitosan (US Pat. RF No. 2184607, publ. 07/10/2002). . In one of the variants of this method, the preparation of zeolite-based organomineral sorbents modified by chitosan is carried out by treating the aluminosilicate with a solution of chitosan in dilute acetic acid. The method allows to obtain sorbents suitable for the effective purification of aqueous solutions of metal ions and organic dyes of various nature.

Недостатками сорбентов, получаемых описанным способом, являются их высокая степень дисперсности, что не позволяет осуществлять очистку воды током через слой сорбента (фильтр быстро забивается), а также возможность смыва со временем слоя хитозана с сорбента из-за отсутствия закрепления его на минеральной основе.The disadvantages of the sorbents obtained by the described method are their high degree of dispersion, which does not allow the purification of water by current through the sorbent layer (the filter quickly clogs), as well as the possibility of washing away the chitosan layer from the sorbent over time due to the lack of fixing it on a mineral basis.

Задачей изобретения является получение сорбента, обладающего наряду с высокими адсорбционными показателями хорошими технологическими параметрами, а именно высокой фильтруемостью и прочностью.The objective of the invention is to obtain a sorbent, which, along with high adsorption performance, has good technological parameters, namely, high filterability and strength.

Поставленная задача решается способом получения сорбента для очистки воды на основе природного алюмосиликата, модифицированного хитозаном обработкой алюмосиликата раствором хитозана в разбавленной уксусной кислоте, в котором обработку алюмосиликата раствором хитозана ведут при массовом отношении алюмосиликата к раствору, равном 1:1, и конечном значении рН раствора над осадком, равном 8-9, до получения влажной массы, которую затем гранулируют продавливанием через фильеры, полученные гранулы сушат, после чего обрабатывают раствором гуминовых кислот, взятых в количестве, обеспечивающем полное связывание аминогрупп хитозана, отделяют гранулы сорбента от раствора и отверждают образовавшийся полимерный слой на поверхности гранул.The problem is solved by the method of producing a sorbent for water purification based on natural aluminosilicate modified with chitosan by treating aluminosilicate with a solution of chitosan in dilute acetic acid, in which the processing of aluminosilicate with a solution of chitosan is carried out with a mass ratio of aluminosilicate to solution equal to 1: 1 and a final pH of the solution above a precipitate equal to 8-9, until a wet mass is obtained, which is then granulated by extrusion through dies, the granules obtained are dried, and then treated with a hum solution new acid taken in an amount to complete the binding of the amino groups of chitosan sorbent granules separated from the solution and the resulting cured polymer layer on the surface of the granules.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Для приготовления сорбента в качестве алюмосиликатной основы могут быть использованы природные алюмосиликаты, обладающие достаточно высокой обменной емкостью и пористостью, в частности предварительно термообработанный цеолит, или вспученный вермикулит, или их смесь, с размером частиц до 0,1 мм, а для обработки алюмосиликатной основы используют 2-4%-ный раствор хитозана в 3%-ной уксусной кислоте.For the preparation of the sorbent, natural aluminosilicates having a sufficiently high exchange capacity and porosity can be used as an aluminosilicate base, in particular, pre-heat-treated zeolite, or expanded vermiculite, or a mixture thereof, with a particle size of up to 0.1 mm, and use for processing the aluminosilicate base 2-4% solution of chitosan in 3% acetic acid.

Используемый для обработки хитозан при получении сорбентов выполняет одновременно роль пластификатора и связующего.Chitosan used for processing upon receipt of sorbents simultaneously serves as a plasticizer and a binder.

При концентрации хитозана в уксусной кислоте менее 2% формирующаяся тестоподобная масса - смесь минеральной алюмосиликатной основы с раствором хитозана в уксусной кислоте, получается непластичной, а при концентрации выше 4% - пластичной, но тугой, что приводит к забиванию хитозаном пор алюмосиликатной основы и, соответственно, к ухудшению адсорбционных характеристик сорбентов. В пределах указанного интервала концентрацией хитозана в уксусной кислоте получаемая масса имеет оптимальную пластичность, позволяющую легко сформировать гранулы сорбентов с содержанием хитозана в сорбенте в количестве 3-4 мас.% по отношению к минеральной основе.When the concentration of chitosan in acetic acid is less than 2%, the resulting test-like mass - a mixture of a mineral aluminosilicate base with a solution of chitosan in acetic acid, turns out to be unplastic, and at a concentration above 4% - plastic, but tight, which leads to chitosan clogging of the pores of the aluminosilicate base and, accordingly , to the deterioration of the adsorption characteristics of sorbents. Within the specified range, the concentration of chitosan in acetic acid produces an optimum plasticity that makes it easy to form granules of sorbents containing chitosan in the sorbent in an amount of 3-4 wt.% With respect to the mineral base.

Обработку алюмосиликата раствором хитозана в разбавленной уксусной кислоте ведут до конечного значения рН раствора над осадком, равного 8-9, что обеспечивает полноту осаждения хитозана.The processing of aluminosilicate with a solution of chitosan in dilute acetic acid is carried out to a final pH of the solution above the precipitate, equal to 8-9, which ensures the complete deposition of chitosan.

Приготовленное влажное "тесто" для получения гранул с заданными размерами продавливают через соответствующие фильеры, диаметр которых в конкретном случае может быть в пределах от 1 до 3 мм.Prepared wet "dough" to obtain granules with specified sizes is pressed through the appropriate dies, the diameter of which in a particular case can be in the range from 1 to 3 mm.

При этом размер фильер коррелирует с содержанием хитозана в растворе уксусной кислоты. При получении гранулированного сорбента с малыми размерами гранул используют растворы с меньшим содержанием хитозана в уксусной кислоте (в пределах предлагаемого интервала концентраций) и наоборот.The size of the dies is correlated with the content of chitosan in a solution of acetic acid. Upon receipt of a granular sorbent with small granule sizes, solutions with a lower chitosan content in acetic acid (within the proposed concentration range) are used and vice versa.

Высушенные гранулы при комнатной температуре обрабатывают в растворе гуминовых кислот, при этом в результате взаимодействия хитозана и гуминовых кислот образуется нерастворимый сшитый пространственный полимер. Количество гуминовых кислот должно быть достаточным для полного связывания аминогрупп хитозана ацильными группами гуминовых кислот.The dried granules at room temperature are treated in a solution of humic acids, and as a result of the interaction of chitosan and humic acids, an insoluble crosslinked spatial polymer is formed. The amount of humic acids should be sufficient to fully bind the amino groups of chitosan with the acyl groups of humic acids.

Время выдержки гранул в растворе гуминовых кислот в общем случае составляет 3-4 часа.The exposure time of the granules in a solution of humic acids in the General case is 3-4 hours.

В частном случае осуществления изобретения для обработки гранул гуминовыми кислотами использован 10%-ный раствор гуминовых кислот, содержащих 3,1 мг-экв/г - COH-групп и 6,0 мг-экв/г СООН-групп.In the particular case of the invention, for the treatment of granules with humic acids, a 10% solution of humic acids containing 3.1 mEq / g of COH groups and 6.0 mEq / g of COOH groups was used.

Отверждение образовавшегося на поверхности гранул сорбента полимерного слоя может быть осуществлено либо выдерживанием гранул при комнатной температуре до сухого состояния, либо прогреванием при температуре 120-150°С. Во втором случае процесс идет интенсивнее, а закрепляемое на гранулах покрытие обладает более высокой адгезией.The curing of the polymer layer formed on the surface of the granules of the sorbent can be carried out either by keeping the granules at room temperature to a dry state, or by heating at a temperature of 120-150 ° C. In the second case, the process is more intensive, and the coating fixed on the granules has a higher adhesion.

Осуществление способа в соответствии с указанными условиями позволяет получить сорбент, содержащий 2-4 мас.% хитозана.The implementation of the method in accordance with the specified conditions allows to obtain a sorbent containing 2-4 wt.% Chitosan.

Опытным путем показано, что получаемые гранулированные сорбенты обладают высокими адсорбционными характеристиками по отношению к ионам тяжелых металлов и органическим красителям и при этом за счет создания на поверхности гранулированных сорбентов полисахаридного отвержденного нерастворимого слоя имеют хорошие технологические показатели, а именно прочность и фильтруемость. Это и является техническим результатом изобретения.It was experimentally shown that the obtained granular sorbents have high adsorption characteristics with respect to heavy metal ions and organic dyes, and at the same time, due to the creation of a polysaccharide cured insoluble layer on the surface of granulated sorbents, they have good technological parameters, namely, strength and filterability. This is the technical result of the invention.

Возможность осуществления изобретения иллюстрируется следующими примерами.The possibility of carrying out the invention is illustrated by the following examples.

В примерах 1-3 для приготовления сорбентов использован хитозан состава, мас.%: углерод (42,03), азот (7,9), суммарное содержание металлов (0,23), вода (7,35), кремний (не обнаружен).In examples 1-3, for the preparation of sorbents, chitosan composition was used, wt.%: Carbon (42.03), nitrogen (7.9), total metal content (0.23), water (7.35), silicon (not detected )

Пример 1.Example 1

100 г цеолита Чугуевского месторождения (Приморский край) следующего состава, мас.%: SiO2 (69,01), Al2О3 (12,64), CaO (2,16), Na2O (1,10), К2О (3,17), Fe2О3 (1,29), MgO (0,47), MnO (0,01), TiO2 (0,07), H2O (9,62), с размером частиц примерно 0,07-0,08 мм всыпают в 100 г 3%-ного раствора хитозана в 3%-ной уксусной кислоте (массовое отношение 1:1) и добавляют при перемешивании 5%-ный раствор аммиака в количестве, требуемом для доведения рН раствора над осадком до 8-9. Затем избыток раствора сливают, а образовавшуюся влажную тестоподобную массу продавливают через фильеры с диаметром 2 мм. Полученные гранулы сушат на воздухе, затем обрабатывают их 10%-ным раствором гуминовых кислот, содержащих 3,1 мг-экв/г - COH-групп и 6,0 мг-экв/г - COOH-групп, в течение 4 часов. Гранулы отделяют от раствора и сушат при температуре около 130°С в течение 2,5 часа.100 g of the zeolite of the Chuguevskoye deposit (Primorsky Territory) of the following composition, wt.%: SiO 2 (69.01), Al 2 O 3 (12.64), CaO (2.16), Na 2 O (1.10), K 2 O (3.17), Fe 2 O 3 (1.29), MgO (0.47), MnO (0.01), TiO 2 (0.07), H 2 O (9.62), with a particle size of about 0.07-0.08 mm, pour in 100 g of a 3% solution of chitosan in 3% acetic acid (mass ratio 1: 1) and add with stirring a 5% solution of ammonia in the amount required to bring the pH of the solution over the precipitate to 8-9. Then the excess solution is drained, and the resulting moist dough-like mass is pressed through dies with a diameter of 2 mm. The granules obtained are dried in air, then they are treated with a 10% solution of humic acids containing 3.1 mEq / g of COH groups and 6.0 mEq / g of COOH groups for 4 hours. The granules are separated from the solution and dried at a temperature of about 130 ° C for 2.5 hours.

Для сравнения получали гранулированный сорбент на основе цеолита с хитозаном описанным образом, но без обработки гуминовыми кислотами, т.е. без создания отвержденного нерастворимого слоя.For comparison, a granular sorbent based on zeolite with chitosan was obtained in the described manner, but without treatment with humic acids, i.e. without creating a cured insoluble layer.

Пример 2.Example 2

100 г вспученного вермикулита Копцаровского месторождения (Приморский край) следующего состава, %: SiO2 (37,2), Al2О3 (6,2), CaO (15,3), Na2O (0,6), К2О (0,9), Fe2Оз (19,1), MgO (13,1), MnO (0,2), TiO2 (4,7), H2O (0,6), с размером частиц 0,07-0,1 мм, смешивают со 100 г 2,5%-ного раствора хитозана в 3%-ной уксусной кислоте, доводя рН раствора над осадком добавлением аммиака до 8-9. Образовавшуюся влажную тестоподобную массу продавливают через фильеры диаметром 1,5 мм. Полученные гранулы сушат на воздухе. Затем гранулы обрабатывают гуминовыми кислотами, как в примере 1, при комнатной температуре в течение 3 часов, после чего подвергают термообработке при температуре до 150°С в течение 2 часов.100 g of expanded vermiculite of the Koptsarovskoye deposit (Primorsky Territory) of the following composition,%: SiO 2 (37.2), Al 2 O 3 (6.2), CaO (15.3), Na 2 O (0.6), K 2 O (0.9), Fe 2 Oz (19.1), MgO (13.1), MnO (0.2), TiO 2 (4.7), H 2 O (0.6), with size particles of 0.07-0.1 mm, mixed with 100 g of a 2.5% solution of chitosan in 3% acetic acid, adjusting the pH of the solution over the precipitate by adding ammonia to 8-9. The resulting wet dough-like mass is pressed through 1.5 mm diameter dies. The resulting granules are dried in air. Then the granules are treated with humic acids, as in example 1, at room temperature for 3 hours, and then subjected to heat treatment at a temperature of up to 150 ° C for 2 hours.

Для сравнения получали гранулированный сорбент на основе вспученного вермикулита с хитозаном описанным образом, но без обработки гуминовыми кислотами (без создания отвержденного нерастворимого слоя).For comparison, a granular sorbent based on expanded vermiculite with chitosan was obtained in the described manner, but without treatment with humic acids (without creating a cured insoluble layer).

Пример 3.Example 3

50 г цеолита по примеру 1 и 50 г вспученного вермикулита по примеру 2 смешивают со 100 г 3% раствора хитозана в уксусной кислоте, доводя рН раствора над осадком добавлением аммиака до 8-9. Образовавшуюся влажную тестоподобную массу гранулируют, продавливая через фильеры диаметром 1,8 мм. Полученные гранулы обрабатывают, как в примере 1.50 g of zeolite in example 1 and 50 g of expanded vermiculite in example 2 are mixed with 100 g of a 3% solution of chitosan in acetic acid, adjusting the pH of the solution over the precipitate by adding ammonia to 8-9. The resulting wet dough-like mass is granulated by forcing through 1.8 mm diameter die. The obtained granules are processed as in example 1.

Для сравнения гранулируют смесь цеолита и вермикулита (отношение 1:1) с хитозаном без обработки гуминовыми кислотами и без создания отвержденного нерастворимого слоя.For comparison, a mixture of zeolite and vermiculite (1: 1 ratio) with chitosan is granulated without treatment with humic acids and without creating a cured insoluble layer.

В таблице 1 приведена сравнительная характеристика сорбентов, полученных по примерам 1-3, и данные по сорбции в отношении красителей основной и кислой природы из 0,01%-ных растворов красителей и по сорбции ионов меди и железа из растворов.Table 1 shows the comparative characteristics of the sorbents obtained according to examples 1-3, and data on sorption for dyes of basic and acidic nature from 0.01% solutions of dyes and for sorption of copper and iron ions from solutions.

Таблица 1Table 1 № п/пNo. p / p Характеристика сорбентаCharacteristics of the sorbent Пример 1 (с (отвержденным слоем)Example 1 (with (cured layer) Пример 2 (с отвержденным слоем)Example 2 (with a cured layer) Пример 3 (с отвержденным слоем)Example 3 (with a cured layer) Полученные без отвержденного слояObtained without a cured layer ВермикулитVermiculite Цеолит и вермикулитZeolite and Vermiculite 1.one. Насыпной удельный вес, г/см3 Bulk specific gravity, g / cm 3 1,071,07 0,7-0,750.7-0.75 0,8-0,90.8-0.9 0,70.7 1,11,1 2.2. Размер гранул сорбента, ммThe size of the granules of the sorbent, mm 0,0750,075 1,8-21.8-2 1,5-2,01.5-2.0 0,1-0,080.1-0.08 0,1-0,080.1-0.08 3.3. Удельная поверхность, м2Specific surface, m 2 / g 20,020,0 40,0-42,040.0-42.0 117-120117-120 85,085.0 24,624.6 4.four. Величина адсорбции органических красителей в статических условиях, мг/гThe adsorption value of organic dyes in static conditions, mg / g По кислому красителюAcid Dye 1,01,0 6,856.85 1,251.25 0,790.79 1,721.72 По основному красителюAccording to the main dye 7,17.1 0,950.95 7,07.0 1,281.28 6,156.15 5.5. Статическая обменная емкость (СОЕ), мг/гStatic exchange capacity (SOE), mg / g По ионам Cu2+ For Cu 2+ ions 4,94.9 5,855.85 4,854.85 5,15.1 3,423.42 По ионам Fe3+ By ions of Fe 3+ 6,506.50 6,906.90 6,606.60 5,85.8 3,403.40 6.6. Механическая прочность на раздавливание, кг/см2 Mechanical crush strength, kg / cm 2 10,910.9 11,511.5 12,312.3 5,15.1 10,510.5

Сорбенты, полученные по примерам 1-3, были исследованы в процессе очистки водного модельного раствора с содержанием ионов, близким к промышленным водам. Характеристика раствора приведена в таблице 2.The sorbents obtained in examples 1-3 were investigated in the process of purification of an aqueous model solution with an ion content close to industrial waters. The characteristics of the solution are shown in table 2.

Сравнительные данные по очистке модельного раствора сорбентами по примерам 1-3 с отвержденным слоем и сорбентами без отвержденного слоя приведены в таблице 3.Comparative data on the cleaning of the model solution with sorbents in examples 1-3 with a cured layer and sorbents without a cured layer are shown in table 3.

Таблица 2table 2 Начальное содержание примесей в очищаемой воде, мг/лThe initial content of impurities in the treated water, mg / l ХПКCOD БПК5 BOD 5 MgMg СаSa FeFe CuCu ZnZn NiNi MnMn 4,34.3 12,812.8 1,91.9 0,50.5 1,81.8 0,80.8 0,50.5 81,081.0 16,516.5 Таблица 3Table 3 Объем пропущенной водыThe volume of skipped water Содержание примесей в воде, мг/лThe content of impurities in water, mg / l ХПКCOD БПК5 BOD 5 MgMg СаSa FeFe CuCu ZnZn NiNi MnMn Сорбент, пример 1 (с отвержденным слоем)Sorbent example 1 (with a cured layer) 100one hundred 500500 10001000 Сорбент, пример 2 (с отвержденным слоем)Sorbent example 2 (with a cured layer) 100one hundred 2,02.0 6,36.3 0,050.05 н/оbut 0,10.1 н/оbut 0,050.05 2,12.1 0,10.1 500500 2,12.1 8,18.1 0,080.08 н/оbut 0,150.15 н/оbut 0,080.08 2,52,5 0,10.1 10001000 2,72.7 10,510.5 0,100.10 0,010.01 0,210.21 н/оbut 0,100.10 2,62.6 0,20.2 Сорбент, пример 3 (с отвержденным слоем)Sorbent example 3 (with a cured layer) 100one hundred 3,13,1 5,85.8 0,010.01 н/оbut 0,150.15 н/оbut 0,080.08 3,13,1 0,10.1 500500 3,33.3 7,97.9 0,050.05 н/оbut 0,180.18 н/оbut 0,100.10 3,63.6 0,150.15 10001000 3,73,7 10,110.1 0,080.08 н/оbut 0,220.22 0,0010.001 0,150.15 4,14.1 0,120.12 Сорбент на основе вермикулита (без отвержденного слоя)Vermiculite-based sorbent (without cured layer) 100one hundred 2,32,3 4,14.1 0,050.05 н/оbut 0,30.3 н/оbut 0,100.10 5,05,0 0,10.1 500500 3,63.6 4,84.8 0,250.25 0,050.05 0,30.3 0,20.2 0,150.15 26,626.6 2,12.1 10001000 3,63.6 5,05,0 0,400.40 0,050.05 0,40.4 0,240.24 0,200.20 31,031,0 3,53,5 Сорбент на основе цеолита-вермикулита (без отвержденного слоя)Sorbent based on zeolite-vermiculite (without cured layer) 100one hundred 2,52,5 3,83.8 0,050.05 н/оbut 0,30.3 н/оbut 0,150.15 10,110.1 0,10.1 500500 2,82,8 5,05,0 0,280.28 0,050.05 0,380.38 н/оbut 0,180.18 25,025.0 3,83.8 10001000 3,03.0 5,65,6 0,390.39 0,080.08 0,400.40 0,010.01 0,250.25 36,036.0 5,95.9

Очистку модельного раствора проводили в следующих условиях. Очищаемую воду подавали в адсорбционную колонку с массой сорбента 100 г со скоростью 0,5 л/ч. Пробы на анализ отбирали через 100 л, 500 л и 1000 л. Содержание примесей ионов металлов определяли атомно-абсорбционным методом. ХПК и БПКз определяли по методике, описанной в книге Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод - М.: Химия, 1984, 269 с.The model solution was purified under the following conditions. The purified water was fed into an adsorption column with a sorbent mass of 100 g at a rate of 0.5 l / h. Samples for analysis were taken after 100 l, 500 l and 1000 l. The content of metal ion impurities was determined by the atomic absorption method. COD and BOD3 were determined by the method described in the book by Lurie, Yu.Yu. Analytical chemistry of industrial wastewater - M .: Chemistry, 1984, 269 p.

За проскоковые концентрации приняты концентрации металлов согласно ГОСТу 2874-82. Общая жесткость - не более 7,0 мг-экв/л, железо - не более 0,3 мг/л, медь - не более 1,0 мг/л, никель - не более 0,02 мг/л, марганец - не более 0,1 мг/л, цинк - не более 0,5 мг/л.For breakthrough concentrations, metal concentrations are taken according to GOST 2874-82. Total hardness - not more than 7.0 mEq / l, iron - not more than 0.3 mg / l, copper - not more than 1.0 mg / l, nickel - not more than 0.02 mg / l, manganese - not more than 0.1 mg / l, zinc - not more than 0.5 mg / l.

Кроме того, исследование полученных сорбентов показало, что гранулированные сорбенты, полученные предлагаемым способом, сохраняли работоспособность не менее 10 циклов (с учетом их регенерации слабым раствором соляной кислоты), а гранулированные сорбенты без отверженного нерастворимого слоя работали один цикл, т.к. гранулы таких сорбентов при действии воды быстро расплываются. При этом для сорбентов без отвержденного слоя в экспериментах наблюдался смыв хитозана в раствор из-за отсутствия его закрепления на алюмосиликатной основе.In addition, the study of the obtained sorbents showed that the granular sorbents obtained by the proposed method remained operational for at least 10 cycles (taking into account their regeneration with a weak hydrochloric acid solution), and granular sorbents without a cured insoluble layer worked for one cycle, because granules of such sorbents under the action of water quickly melt. In this case, for sorbents without a cured layer, chitosan was washed off in solution in experiments due to the absence of its fixation on an aluminosilicate base.

Claims (7)

1. Способ получения сорбентов для очистки воды на основе природного алюмосиликата, модифицированного хитозаном обработкой алюмосиликата раствором хитозана в разбавленной уксусной кислоте, отличающийся тем, что обработку осуществляют при массовом отношении алюмосиликата к раствору хитозана в разбавленной уксусной кислоте, равном 1:1, и конечном значении рН раствора над осадком, равном 8-9, затем сформировавшуюся массу гранулируют продавливанием через фильеры, полученные гранулы сушат, после чего обрабатывают раствором гуминовых кислот, взятых в количестве, обеспечивающем полное связывание аминогрупп хитозана, отделяют гранулы сорбента от раствора и отверждают образовавшийся полимерный слой на поверхности гранул.1. A method of producing sorbents for water purification based on natural aluminosilicate modified with chitosan by treating aluminosilicate with a solution of chitosan in diluted acetic acid, characterized in that the treatment is carried out with a mass ratio of aluminosilicate to a solution of chitosan in diluted acetic acid equal to 1: 1, and the final value the pH of the solution over the precipitate, equal to 8-9, then the formed mass is granulated by extrusion through dies, the obtained granules are dried, and then treated with a solution of humic acids, taken in an amount that ensures complete binding of the amino groups of chitosan, the sorbent granules are separated from the solution and the formed polymer layer is cured on the surface of the granules. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве природного алюмосиликата используют цеолит, вспученный вермикулит или смесь цеолита и вспученного вермикулита.2. The method according to claim 1, characterized in that as a natural aluminosilicate use zeolite, expanded vermiculite or a mixture of zeolite and expanded vermiculite. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку алюмосиликата осуществляют 2-4%-ным раствором хитозана в 3%-ной уксусной кислоте.3. The method according to claim 1, characterized in that the processing of aluminosilicate is carried out with a 2-4% solution of chitosan in 3% acetic acid. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку гранул сорбента гуминовыми кислотами осуществляют при комнатной температуре в течение 3-4 ч.4. The method according to claim 1, characterized in that the treatment of the sorbent granules with humic acids is carried out at room temperature for 3-4 hours 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку гранул сорбента осуществляют 10%-ным раствором гуминовых кислот, содержащих 3,1 мг-экв/г СОН-групп и 6,0 мг-экв/г COOH-групп.5. The method according to claim 1, characterized in that the processing of the sorbent granules is carried out with a 10% solution of humic acids containing 3.1 mEq / g COH groups and 6.0 mEq / g COOH groups. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что отверждение полимерного слоя на поверхности гранул осуществляют выдерживанием гранул при комнатной температуре до сухого состояния.6. The method according to claim 1, characterized in that the curing of the polymer layer on the surface of the granules is carried out by keeping the granules at room temperature until dry. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что отверждение полимерного слоя на поверхности гранул осуществляют термообработкой при 120-150°С в течение 2-3 ч.7. The method according to claim 1, characterized in that the curing of the polymer layer on the surface of the granules is carried out by heat treatment at 120-150 ° C for 2-3 hours
RU2004135113/15A 2004-12-01 2004-12-01 Water treatment sorbents preparation method RU2277013C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004135113/15A RU2277013C1 (en) 2004-12-01 2004-12-01 Water treatment sorbents preparation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004135113/15A RU2277013C1 (en) 2004-12-01 2004-12-01 Water treatment sorbents preparation method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2277013C1 true RU2277013C1 (en) 2006-05-27

Family

ID=36711322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004135113/15A RU2277013C1 (en) 2004-12-01 2004-12-01 Water treatment sorbents preparation method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2277013C1 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ302813B6 (en) * 2008-07-28 2011-11-23 Vysoká škola bánská - Technická univerzita Ostrava Vermiculite modification process, particularly to sorptive material
RU2455062C1 (en) * 2011-02-14 2012-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр Реал тоталь" Production of sorbent for sorption of heavy metals
CN102872830A (en) * 2012-09-04 2013-01-16 常州大学 Composite adsorption material for removing molybdenum ions from natural water and preparation method for adsorption material
RU2524111C2 (en) * 2012-01-10 2014-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) Method of removing heavy metals from waste water by adsorption, filter material (sorbent) and method of producing sorbent
RU2529221C1 (en) * 2013-02-21 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский институт биоорганической химии им Г.Б. Елякова Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТИБОХ ДВО РАН) Method of removing endotoxins from aqueous solutions
RU2575029C1 (en) * 2014-11-05 2016-02-10 Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградская академия Министерства внутренних дел Российской Федерации" (Волгоградская академия МВД России) Method of purifying surface and underground water from titanium and compounds thereof using carbon nanotubes and ultrasound
CN108620033A (en) * 2018-05-22 2018-10-09 华南理工大学 Iron modification chitosan/vermiculite Composite that is a kind of while removing zwitterion heavy metal and its preparation and application
RU2687465C1 (en) * 2018-06-21 2019-05-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Method of producing a sorbent for extracting heavy metal ions from aqueous solutions
RU2691050C1 (en) * 2018-05-04 2019-06-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Method of producing composite sorbent for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions
CN111715193A (en) * 2020-07-02 2020-09-29 武汉大学 Analcite/chitosan composite material and preparation method thereof and application as heavy metal adsorption material
RU2760265C1 (en) * 2021-01-28 2021-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method for producing modified sorbent for extracting heavy metal ions from aqueous solutions

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ302813B6 (en) * 2008-07-28 2011-11-23 Vysoká škola bánská - Technická univerzita Ostrava Vermiculite modification process, particularly to sorptive material
RU2455062C1 (en) * 2011-02-14 2012-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр Реал тоталь" Production of sorbent for sorption of heavy metals
RU2524111C2 (en) * 2012-01-10 2014-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) Method of removing heavy metals from waste water by adsorption, filter material (sorbent) and method of producing sorbent
CN102872830A (en) * 2012-09-04 2013-01-16 常州大学 Composite adsorption material for removing molybdenum ions from natural water and preparation method for adsorption material
RU2529221C1 (en) * 2013-02-21 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский институт биоорганической химии им Г.Б. Елякова Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТИБОХ ДВО РАН) Method of removing endotoxins from aqueous solutions
RU2575029C1 (en) * 2014-11-05 2016-02-10 Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградская академия Министерства внутренних дел Российской Федерации" (Волгоградская академия МВД России) Method of purifying surface and underground water from titanium and compounds thereof using carbon nanotubes and ultrasound
RU2691050C1 (en) * 2018-05-04 2019-06-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Method of producing composite sorbent for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions
CN108620033A (en) * 2018-05-22 2018-10-09 华南理工大学 Iron modification chitosan/vermiculite Composite that is a kind of while removing zwitterion heavy metal and its preparation and application
RU2687465C1 (en) * 2018-06-21 2019-05-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Method of producing a sorbent for extracting heavy metal ions from aqueous solutions
CN111715193A (en) * 2020-07-02 2020-09-29 武汉大学 Analcite/chitosan composite material and preparation method thereof and application as heavy metal adsorption material
RU2760265C1 (en) * 2021-01-28 2021-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method for producing modified sorbent for extracting heavy metal ions from aqueous solutions
RU2786446C1 (en) * 2021-12-02 2022-12-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method for obtaining a composite sorbent for the extraction of heavy metal ions from aqueous solutions
RU2786447C1 (en) * 2021-12-15 2022-12-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method for obtaining a composite sorbent for the extraction of heavy metal ions from aqueous solutions
RU2791811C1 (en) * 2022-12-26 2023-03-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method for producing composite sorbent based on chitosan

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Fast removal of copper ions from aqueous solution by chitosan-g-poly (acrylic acid)/attapulgite composites
US9382133B2 (en) Adsorbent composite from natural raw materials to remove heavy metals from water
Wang et al. Quantifying gel properties of industrial waste-based geopolymers and their application in Pb2+ and Cu2+ removal
Yılmaz et al. Response surface approach for optimization of Hg (II) adsorption by 3-mercaptopropyl trimethoxysilane-modified kaolin minerals from aqueous solution
CN103223327B (en) Preparation method and applications of synchronous nitrogen and phosphorus absorption agent
WO2006089475A1 (en) A modified refined-diatomite as treating agent for waste water and method for preparing thereof
RU2277013C1 (en) Water treatment sorbents preparation method
CN106076252A (en) A kind of method utilizing waterworks sludge preparation denitrogenation dephosphorizing adsorbent simultaneously
Beigzadeh et al. Fast and efficient removal of silver (I) from aqueous solutions using aloe vera shell ash supported Ni0. 5Zn0. 5Fe2O4 magnetic nanoparticles
CN104888717A (en) Modified vermiculite mercury removal adsorbent, preparation method and application thereof
CN103706333B (en) A kind of preparation carrying zirconium oxide phosphorus removal bio composite and phosphorus removing method
CN104437350A (en) Kieselguhr-based particle adsorbent and preparation and modification method thereof
CN104649705A (en) Zeolite molecular sieve composite rectorite water purification ceramic and preparation method thereof
JPH01194940A (en) Continuous porous body for far electromagnetic field adsorption
Mokhtari-Hosseini et al. Optimization of ammonia removal by natural zeolite from aqueous solution using response surface methodology
CN112371080A (en) Mesoporous adsorption material and preparation method and application thereof
US20170151550A1 (en) Method of Preparing Adsorbent for Phosphorus Adsorption and Adsorbent Prepared by the Same
RU2644880C1 (en) Method for obtaining sorbent for purifying wastewater from multicomponent pollutants
CN102423700B (en) Method for preparing modified kaolin heavy metal ion adsorbent by using magnalium basic salt
RU2701530C1 (en) Method of producing sorbent for extraction of cesium ions
CN112191223A (en) Modified zeolite filter material for treating phosphorus-containing industrial discharge water and preparation method thereof
CN111054304A (en) Method for modifying natural zeolite by sodium nitrate combined roasting, product and application thereof
CN104525104A (en) Method for removing heavy metals in garbage percolate by using microwave modified diatomite
CN115212851A (en) Heavy metal wastewater treatment material, preparation method and application thereof, and post-treatment method
RU2692344C1 (en) Sorbent for purifying water from toxic organophosphorus compounds, cyanides and arsenous compounds and method for production thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061202

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20071227

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171202