RU2688532C1 - Method for electroflotation extraction of finely dispersed carbon materials from waste water - Google Patents
Method for electroflotation extraction of finely dispersed carbon materials from waste water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688532C1 RU2688532C1 RU2018132383A RU2018132383A RU2688532C1 RU 2688532 C1 RU2688532 C1 RU 2688532C1 RU 2018132383 A RU2018132383 A RU 2018132383A RU 2018132383 A RU2018132383 A RU 2018132383A RU 2688532 C1 RU2688532 C1 RU 2688532C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon materials
- extraction
- dispersed carbon
- highly dispersed
- waste water
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химической промышленности и охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки сточных вод, содержащих высокодисперсные углеродные материалы. Вследствие малых размеров высокодисперсных углеродных материалов и высокой коллоидной устойчивости процесс извлечения их затруднен.The invention relates to the field of chemical industry and environmental protection and can be used for the treatment of wastewater containing highly dispersed carbon materials. Due to the small size of highly dispersed carbon materials and high colloidal stability, the process of extracting them is difficult.
Для решения многих технологических задач применяются водные растворы высокодисперсных углеродных материалов в присутствии поверхностно-активных веществ. Использование золь-гель технологий позволяет вводить углеродные материалы в неорганические, полимерные и композиционные материалы. Но введение высокодисперсных углеродных материалов в водные растворы приводит к образованию новых жидких техногенных отходов, которые образуются на стадиях каталитического получения углеродных материалов, при промывке емкостей и реакторов, используемых для получения целевого продукта, а также при сбросе технологического брака. В результате, сточные воды предприятий, производящих и использующих данные углеродные материалы, содержат в себе электролиты, кислоты, ионы цветных металлов, а также поверхностно-активные вещества и высокодисперсные углеродные материалы.To solve many technological problems, aqueous solutions of highly dispersed carbon materials are used in the presence of surfactants. Using the sol-gel technology allows you to enter carbon materials in inorganic, polymeric and composite materials. But the introduction of highly dispersed carbon materials into aqueous solutions leads to the formation of new liquid man-made wastes, which are formed at the stages of catalytic production of carbon materials, when washing tanks and reactors used to obtain the target product, as well as when dumping technological waste. As a result, wastewater from enterprises producing and using these carbon materials contain electrolytes, acids, non-ferrous metal ions, as well as surfactants and highly dispersed carbon materials.
Перспективным методом извлечения из сточных вод взвешенных веществ является электрофлотация. Причем, вследствие малых размеров высокодисперсных углеродных материалов и высокой коллоидной устойчивости извлечение их затруднительно.Electroflotation is a promising method for extracting suspended solids from wastewater. Moreover, due to the small size of highly dispersed carbon materials and high colloidal stability, their extraction is difficult.
Известен способ электрофлотационного извлечения углеродных наноматериалов в растворах электролитов в присутствии поверхностно-активных веществ и коагулянтов [А.Д. Милютина, В.А. Колесников, A. В. Колесников. Электрофлотационное извлечение углеродных наноматериалов в растворах электролитов в присутствии ПАВ и коагулянтов // Успехи в химии и химической технологии. Том XXX, 2016. № 3]. Найдены оптимальные условия, позволяющие извлекать углеродные наночастицы в присутствии поверхностно-активных веществ из водных растворов электролитов на 80-92 %. Недостатком способа является недостаточно высокая степень извлечения высокодисперсных углеродных материалов в присутствии катионного поверхностно-активного вещества, лежащая в пределах 80-85 %.There is a method of electroflotation extraction of carbon nanomaterials in electrolyte solutions in the presence of surfactants and coagulants [A.D. Milyutina, V.A. Kolesnikov, A.V. Kolesnikov. Electroflotation extraction of carbon nanomaterials in electrolyte solutions in the presence of surfactants and coagulants // Advances in chemistry and chemical technology. Volume XXX, 2016. No. 3]. Optimal conditions have been found that allow the extraction of carbon nanoparticles in the presence of surfactants from aqueous electrolyte solutions by 80-92%. The disadvantage of this method is not a high degree of extraction of highly dispersed carbon materials in the presence of a cationic surfactant, lying in the range of 80-85%.
Наиболее близким по техническому решению является способ электрофлотационного извлечения высокодисперсных углеродных материалов из сточных вод и жидких техногенных отходов [Колесников B. А., Милютина А.Д., Колесников А.В., Крюков А.Ю. Исследование эффективности электрофлотационного метода извлечения высокодисперсных углеродных материалов из сточных вод и жидких техногенных отходов в присутствии поверхностно-активных веществ // Химическая промышленность сегодня. 2017.№ 3, С. 46-51]. Степень извлечения высокодисперсных углеродных материалов при добавлении 0,5 г/л сульфата натрия составляет 73 % за 20 минут электрофлотации. Этот способ выбран за прототип.The closest technical solution is the method of electroflotation extraction of highly dispersed carbon materials from wastewater and liquid man-made waste [Kolesnikov B. A., Milyutina A.D., Kolesnikov A.V., Kryukov A.Yu. Investigation of the efficiency of the electro-flotation method for extracting highly dispersed carbon materials from wastewater and liquid industrial wastes in the presence of surfactants // Chemical Industry Today. 2017. № 3, p. 46-51]. The degree of extraction of highly dispersed carbon materials with the addition of 0.5 g / l of sodium sulfate is 73% for 20 minutes of electroflotation. This method is chosen for the prototype.
Недостатком метода является недостаточно высокая степень извлечения высокодисперсных углеродных материалов в присутствии алкилдиметил (2-гидроксиэтил) аммоний хлорида, лежащая в пределах 73 % за 20 минут процесса.The disadvantage of the method is not sufficiently high degree of extraction of highly dispersed carbon materials in the presence of alkyldimethyl (2-hydroxyethyl) ammonium chloride, lying within 73% within 20 minutes of the process.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение степени извлечения высокодисперсных углеродных материалов в присутствии алкилдиметил (2-гидроксиэтил) аммоний хлорида.The technical task of the invention is to increase the degree of extraction of highly dispersed carbon materials in the presence of alkyldimethyl (2-hydroxyethyl) ammonium chloride.
Поставленная цель достигается тем, что электрофлотационное извлечение высокодисперсных углеродных материалов проводится при рН 7, плотности тока 0,2 А/л в присутствии поверхностно-активного вещества алкилдиметил (2-гидроксиэтил) аммоний хлорид и хлорида натрия при массовом соотношении их к друг другу [1:1:5].This goal is achieved by the fact that electro-flotation extraction of highly dispersed carbon materials is carried out at pH 7, current density of 0.2 A / l in the presence of the alkyl dimethyl surfactant (2-hydroxyethyl) ammonium chloride and sodium chloride at their mass ratio to each other [1 : 1: 5].
Данное изобретение позволяет увеличить степень извлечения высокодисперсных углеродных материалов с 70,0-73,0 % до 89,0-90,0 при сохранении времени электрофлотации 20 минут.This invention allows to increase the degree of extraction of highly dispersed carbon materials from 70.0-73.0% to 89.0-90.0, while maintaining an electroflotation time of 20 minutes.
Таким образом, эффективность от применения предлагаемого способа обусловлена повышением степени извлечения высокодисперсных углеродных материалов из сточных вод на 16,0-20,0 %.Thus, the effectiveness of the application of the proposed method is due to the increased degree of extraction of highly dispersed carbon materials from wastewater by 16.0-20.0%.
Извлечение высокодисперсных углеродных материалов из водных растворов осуществлялось в непроточном электрофлотаторе с нерастворимыми металл-оксидными анодами. Исследования проводились в растворах, содержащих 100 мг/л высокодисперсных углеродных материалов, 100 мг/л поверхностно-активных веществ в присутствии NaCl, Na2SO4, Na2CO3, Na2HPO4 в диапазоне концентраций по анионам от 50 до 5000 мг/л при комнатной температуре (20±2°С). Анализ концентрации высокодисперсных углеродных материалов в диапазоне 1-100 мг/л проводили по адаптированной методике количественного анализа (графический по калибровочному графику) на спектрофотометре ПРОМЭКОЛАБ ПЭ-5300В. Изобретение иллюстрируется следующим примером.Extraction of highly dispersed carbon materials from aqueous solutions was carried out in a non-flowing electroflotter with insoluble metal-oxide anodes. The studies were conducted in solutions containing 100 mg / l of highly dispersed carbon materials, 100 mg / l of surfactants in the presence of NaCl, Na 2 SO 4 , Na 2 CO 3 , Na 2 HPO 4 in the concentration range for anions from 50 to 5000 mg / l at room temperature (20 ± 2 ° С). The analysis of the concentration of highly dispersed carbon materials in the range of 1-100 mg / l was carried out according to an adapted method of quantitative analysis (graphical according to a calibration graph) on a PROMEKOLAB PE-5300B spectrophotometer. The invention is illustrated by the following example.
Пример. В 1 л воды, содержащей 100 мг высокодисперсных углеродных материалов, вводят при перемешивании 500 мг NaCl, 100 мг/л поверхностно-активного вещества алкилдиметил (2-гидроксиэтил) аммоний хлорид. Раствор при рН 6,5-7,0 перемешивают в течение 0,5 минут и подают в электрофлотационный аппарат для отделения образовавшихся частиц от очищаемой воды при плотности тока 0,2 А/л. Процесс электрофлотации ведут в течение 20 мин. После электрофлотации отбирают пробу вод на анализ и определяют содержание высокодисперсных углеродных материалов.Example. In 1 liter of water containing 100 mg of highly dispersed carbon materials, 500 mg of NaCl, 100 mg / l of alkyl dimethyl (2-hydroxyethyl) ammonium chloride surfactant is injected with stirring. The solution at pH 6.5-7.0 is stirred for 0.5 minutes and fed to the electro-flotation apparatus to separate the formed particles from the water to be purified at a current density of 0.2 A / l. The process of electroflotation lead for 20 minutes. After electroflotation, water is sampled for analysis and the content of highly dispersed carbon materials is determined.
Для сравнения эффективности известного и предлагаемого способов проводилась очистка сточных вод с использованием одной и той же системы электродов, конструкции электрофлотатора, плотности тока, исходных концентраций высокодисперсных углеродных материалов, рН среды. Полученные результаты представлены в таблице 1.To compare the effectiveness of the known and proposed methods, wastewater treatment was carried out using the same electrode system, electroflotter design, current density, initial concentrations of highly dispersed carbon materials, pH of the medium. The results are presented in table 1.
Как видно из таблицы 1, предлагаемый способ позволяет существенно повысить степень извлечения высокодисперсных углеродных материалов из сточных вод до 89,0-90,0 %, что на 16,0-20,0 % больше по сравнению с прототипом.As can be seen from table 1, the proposed method allows to significantly increase the degree of extraction of highly dispersed carbon materials from wastewater to 89.0-90.0%, which is 16.0-20.0% more compared to the prototype.
В таблице 2 представлена сравнительная характеристика эффективности предлагаемого способа и прототипа.Table 2 presents a comparative characteristic of the effectiveness of the proposed method and prototype.
Таким образом, эффективность от применения предлагаемого способа обусловлена повышением степени извлечения высокодисперсных углеродных материалов из сточных вод на 16,0-20,0 %.Thus, the effectiveness of the application of the proposed method is due to the increased degree of extraction of highly dispersed carbon materials from wastewater by 16.0-20.0%.
С(УНЧ) = 100 мг/л; С(ПАВ) = 100 мг/л; рН 7,0; Jv= 0,2 А/лC (ULF) = 100 mg / l; C (surfactant) = 100 mg / l; pH 7.0; J v = 0.2 A / l
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018132383A RU2688532C1 (en) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | Method for electroflotation extraction of finely dispersed carbon materials from waste water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018132383A RU2688532C1 (en) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | Method for electroflotation extraction of finely dispersed carbon materials from waste water |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2688532C1 true RU2688532C1 (en) | 2019-05-21 |
Family
ID=66636865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018132383A RU2688532C1 (en) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | Method for electroflotation extraction of finely dispersed carbon materials from waste water |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2688532C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4204954A (en) * | 1978-08-01 | 1980-05-27 | Chemed Corporation | Detoxification of residual quaternaries |
| RU2122525C1 (en) * | 1997-02-28 | 1998-11-27 | Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева | Method of removing nonferrous and heavy metals from waste waters |
| RU2542289C2 (en) * | 2013-05-21 | 2015-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method of purifying sewage waters from cationic surface-active substance tetradecyltrimethylammonium bromide from sewage waters |
| RU2610864C1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-02-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Method of extracting cerium (iv) ions from aqueous solutions |
-
2018
- 2018-09-11 RU RU2018132383A patent/RU2688532C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4204954A (en) * | 1978-08-01 | 1980-05-27 | Chemed Corporation | Detoxification of residual quaternaries |
| RU2122525C1 (en) * | 1997-02-28 | 1998-11-27 | Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева | Method of removing nonferrous and heavy metals from waste waters |
| RU2542289C2 (en) * | 2013-05-21 | 2015-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method of purifying sewage waters from cationic surface-active substance tetradecyltrimethylammonium bromide from sewage waters |
| RU2610864C1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-02-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Method of extracting cerium (iv) ions from aqueous solutions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jarvis et al. | Comparison of coagulation performance and floc properties using a novel zirconium coagulant against traditional ferric and alum coagulants | |
| Aoudj et al. | Removal of fluoride and turbidity from semiconductor industry wastewater by combined coagulation and electroflotation | |
| Barrera-Díaz et al. | Removal of organic pollutants in industrial wastewater with an integrated system of copper electrocoagulation and electrogenerated H2O2 | |
| Hu et al. | Efficient removal of polyamide particles from wastewater by electrocoagulation | |
| CN102689975B (en) | Resourceful treatment method for high-salinity wastewater | |
| Ulu et al. | An evaluation on different origins of natural organic matters using various anodes by electrocoagulation | |
| CN206014571U (en) | A kind of process complete set of equipments of the nickeliferous waste liquid of PCB factories | |
| Can et al. | Arsenic and boron removal by electrocoagulation with aluminum electrodes | |
| Chaturvedi | Mercury removal using Fe–Fe electrodes by electrocoagulation | |
| Rafiee et al. | The evolution patterns of temperature, pH, and voltage during the removal of chemical oxygen demand from a landfill leachate using electrocoagulation under different conditions | |
| Touahria et al. | Clarification of industrial mining wastewater using electrocoagulation | |
| RU2688532C1 (en) | Method for electroflotation extraction of finely dispersed carbon materials from waste water | |
| Ahmad et al. | Comparison of coagulation, electrocoagulation and biological techniques for the municipal wastewater treatment | |
| CN105481202A (en) | Stainless steel pickling wastewater treatment system and method | |
| Maisuria et al. | Removal of Tannic acid and COD from synthetic Tannery wastewater | |
| Kolesnikov et al. | Increasing the efficiency of the electroflotation recovery of finely dispersed carbon material in the presence of surfactants from liquid technogenic waste | |
| RU2542289C2 (en) | Method of purifying sewage waters from cationic surface-active substance tetradecyltrimethylammonium bromide from sewage waters | |
| Miron et al. | Pharmaceutical industry wastewater treatment through electrocoagulation | |
| CN113683249B (en) | Method for removing chloride ions in desulfurization wastewater | |
| RU2363665C1 (en) | Method of removal of non-ferrous and heavy metals from sewage | |
| Kolesnikov et al. | Development of electroflotation technology for extraction of anionic surfactants and nonferrous metal ions from wastewater produced at electroplating industries | |
| Chigozie et al. | Removal of Orange-G, Vat Yellow, Erythrosine dyes from synthetic wastewater by electrocoagulation and nanofiltration | |
| RU2755300C1 (en) | Method for extracting highly dispersed titanium (iv) hydroxide from aqueous solutions | |
| Nikovskaya et al. | The change in activated sludge surface properties after heavy metals leaching | |
| RU2610864C1 (en) | Method of extracting cerium (iv) ions from aqueous solutions |