[go: up one dir, main page]

RU2108297C1 - Water treatment process - Google Patents

Water treatment process Download PDF

Info

Publication number
RU2108297C1
RU2108297C1 RU96117220A RU96117220A RU2108297C1 RU 2108297 C1 RU2108297 C1 RU 2108297C1 RU 96117220 A RU96117220 A RU 96117220A RU 96117220 A RU96117220 A RU 96117220A RU 2108297 C1 RU2108297 C1 RU 2108297C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
brucite
sorbent
manganese
sorption
Prior art date
Application number
RU96117220A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96117220A (en
Inventor
Г.Р. Бочкарев
В.В. Карев
Г.И. Пушкарева
А.В. Белобородов
С.А. Кондратьев
Original Assignee
Институт горного дела СО РАН
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 Институт горного дела СО РАН filed Critical Институт горного дела СО РАН
Priority to RU96117220A priority Critical patent/RU2108297C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2108297C1 publication Critical patent/RU2108297C1/en
Publication of RU96117220A publication Critical patent/RU96117220A/en

Links

Images

Landscapes

  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

FIELD: water treatment. SUBSTANCE: invention relates to treating water for household and drinking destination, in particular, to removing metal ions from surface and underground waters. The process is effected either via sorption on brucite or by filtering water through bed of sorbent - brucite with grain size 1.5-0.6 mm with passage velocity 2-3 m/h, or by adding brucite into water to be treated followed by separation of precipitate. In the latter case, preferable grain size of brucite is 0.01-0.1 mm and its intake should be 2-3 kg per 1 cu.m of water. EFFECT: enhanced process efficiency. 4 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области очистки воды для хозяйственно-питьевых целей, в частности очистки поверхностных и подземных вод от ионов металлов. The invention relates to the field of water purification for domestic and drinking purposes, in particular the purification of surface and groundwater from metal ions.

Известно, что подземные и поверхностные водоисточники в значительной мере загрязнены ионами металлов, имеющих природное или техногенное происхождение. Например, подземные воды питьевого назначения в большинстве имеют повышенное содержание ионов железа и марганца, поверхностные воды содержат более широкий спектр металлов, например медь, никель, цинк, алюминий и т.п., в основном техногенного характера. It is known that underground and surface water sources are largely contaminated with metal ions of natural or man-made origin. For example, groundwater for drinking purposes for the most part has a high content of iron and manganese ions, surface water contains a wider range of metals, such as copper, nickel, zinc, aluminum, etc., mainly of anthropogenic nature.

Известны способы обезжелезивания и деманганации подземных вод упрощенной аэрацией и фильтрованием [1], в которых воду путем аэрации насыщают кислородом воздуха и затем подвергают фильтрованию через зернистую загрузку. В качестве зернистой загрузки используют инертные материалы (щебень, кварцевый песок, керамзит) в естественном или модифицированном состоянии. Например, для железа зерна загрузки предварительно модифицируют растворами соли железа или марганца. Known methods for deferrization and demanganization of groundwater by simplified aeration and filtration [1], in which water by aeration is saturated with atmospheric oxygen and then filtered through a granular charge. Inert materials (crushed stone, quartz sand, expanded clay) in a natural or modified state are used as a granular charge. For example, for iron, grains of the charge are pre-modified with solutions of iron or manganese salts.

Недостатками этих способов удаления из воды железа и марганца являются необходимость использования аэрации воздухом или кислородом в количестве, в 2-10 раз превышающем расход воды, что усложняет и удорожает технологическую схему. The disadvantages of these methods of removing iron and manganese from water are the need to use aeration with air or oxygen in an amount 2-10 times higher than the water flow rate, which complicates and increases the cost of the technological scheme.

Модификация зернистой загрузки осуществляется химическими реагентами, что удорожает процесс очистки и требует дополнительного оборудования. Modification of the granular load is carried out by chemical reagents, which increases the cost of the cleaning process and requires additional equipment.

Большинство известных и используемых методов деманганации воды основаны на окислении присутствующего в воде иона марганца (II) до марганца (III) и марганца (IV), образующих гидроксиды, растворитель которых при pH > 7 меньше 0,01 мг/л [2] . Для окисления используют различные окислители: перманганат калия, озон, хлор и его производные, кислород воздуха. Кроме того, для удаления из воды марганца используют ионный обмен (водород- или натрий-катионирование), для умягчения воды - известково-содовый метод и другие методы (Л. А. Кульский. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. Киев: Наукова думка. 1980, 479 с.). Most of the known and used methods of water demanganization are based on the oxidation of the manganese (II) ion present in water to manganese (III) and manganese (IV), forming hydroxides, the solvent of which at pH> 7 is less than 0.01 mg / l [2]. For oxidation, various oxidizing agents are used: potassium permanganate, ozone, chlorine and its derivatives, air oxygen. In addition, ion exchange (hydrogen- or sodium-cationization) is used to remove manganese from water, and the lime-soda method and other methods are used to soften water (L. A. Kulsky. Theoretical foundations and water conditioning technology. Kiev: Naukova Dumka. 1980, 479 p.).

Ионообменный метод позволяет достигнуть глубокого удаления марганца, но поскольку при этом удаляются все катионы, находящиеся в воде, метод экономически себя не оправдывает. Известково-содовый метод применим только для определенного типа воды, так как приводит к увеличению карбонатной жесткости воды и требует дальнейшего умягчения воды, что экономически не выгодно. The ion exchange method allows to achieve deep removal of manganese, but since all cations in the water are removed, the method does not justify itself economically. The soda-lime method is applicable only for a certain type of water, since it leads to an increase in the carbonate hardness of water and requires further softening of the water, which is not economically viable.

Биохимический способ удаления марганца требует особых условий для поддержания жизнедеятельности бактерий, поглощающих марганец. Способ еще мало изучен и широкого применения не получил. The biochemical method of removing manganese requires special conditions to maintain the activity of bacteria that absorb manganese. The method is still poorly understood and has not received widespread use.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки грунтовой воды от марганца [3], в котором воду аэрируют, дегазируют и фильтруют в две ступени, используя в качестве фильтрующей загрузки или щебень, или цеолит, или гравий крупностью 3 - 10 мм. Причем на второй ступени загрузку предварительно обрабатывают водой, содержащей двухвалентное железо, до потери напора в слое загрузки 1,0 - 1,5 м при скорости фильтрования 6 - 10 м/ч., а затем - раствором силиката натрия до pH среды в загрузке до 10,0 - 10,5. В качестве воды, содержащей железо, используют железосодержащую грунтовую воду. Closest to the proposed one is a method of purifying ground water from manganese [3], in which water is aerated, degassed and filtered in two stages, using either crushed stone, or zeolite, or gravel with a particle size of 3-10 mm as a filter charge. Moreover, in the second stage, the charge is pre-treated with water containing ferrous iron until the pressure in the loading layer is 1.0-1.5 m at a filtration rate of 6-10 m / h, and then with a solution of sodium silicate to pH in the charge up to 10.0 - 10.5. As water containing iron, iron-containing ground water is used.

К недостаткам известного способа можно отнести сложность технологических схем, необходимость использования различного рода окислителей и растворов, применение модифицированных загрузок. The disadvantages of this method include the complexity of technological schemes, the need to use various kinds of oxidizing agents and solutions, the use of modified downloads.

Техническая задача, решаемая в предлагаемом изобретении - упрощение и удешевление процесса при повышении степени очистки природных вод различного состава. Поставленная задача решается тем, что очистку воды от ионов металла осуществляют путем сорбции, причем, в качестве сорбента используют природный минерал - брусит. The technical problem solved in the present invention is to simplify and reduce the cost of the process while increasing the degree of purification of natural waters of various compositions. The problem is solved in that the water is purified from metal ions by sorption, and, as a sorbent, a natural mineral, brucite, is used.

Сорбцию можно осуществлять путем фильтрации через слой сорбента - брусита с крупностью зерен 1,5 - 0,6 мм со скоростью пропускания 2 - 3 м/ч. Sorption can be carried out by filtration through a layer of sorbent - brucite with a grain size of 1.5 - 0.6 mm with a transmission speed of 2 - 3 m / h.

Сорбцию также можно осуществлять путем добавления сорбента - брусита в обрабатываемую воду с последующим отделением осадка. При добавлении сорбента в очищаемую воду используют брусит крупностью 0,01 - 0,1 мм в количестве 2 - 3 кг/м3 очищаемой воды и перемешивают 15 - 30 мин.Sorption can also be carried out by adding a sorbent - brucite in the treated water, followed by separation of the precipitate. When sorbent is added to the purified water, brucite with a particle size of 0.01 - 0.1 mm in the amount of 2 - 3 kg / m 3 of purified water is used and mixed for 15 - 30 minutes.

Брусит - природный минерал класса гидроокислов, Mg(OH)2 содержит 69% MgO и 31% H2O. Возможны примеси Fe2+ (ферробрусит), Mn2+ (манганобрусит), Zn2+. Структура сложная. Цвет белый, зеленоватый. Твердость 2,5. Плотность 2400 кг/м3. Сырье для получения магния и его соединений. Известные месторождения на Урале, Кавказе, Сибири, США, Канаде, Италии, Югославии. ОН-групп расположены по закону гексагональной плотнейшей упаковки, а катионы M занимают октаэдрические пустоты послойно, через один слой.Brucite is a natural mineral of the class of hydroxides, Mg (OH) 2 contains 69% MgO and 31% H 2 O. Impurities of Fe 2+ (ferrobrusite), Mn 2+ (manganobrusite), Zn 2+ are possible. The structure is complex. The color is white, greenish. Hardness 2.5. Density 2400 kg / m 3 . Raw materials for the production of magnesium and its compounds. Known deposits in the Urals, the Caucasus, Siberia, the USA, Canada, Italy, Yugoslavia. OH groups are arranged according to the law of tightest hexagonal packing, and M cations occupy octahedral voids in layers, through one layer.

Благодаря своему строению этот материал обладает свойством адсорбировать в своих молекулярных структурах катионы металлов. Высокая эффективность очистки при его применении достигается также за счет сильно развитой поверхности, присущей минералам класса гидроокислов, благодаря которой значительно увеличивается количество активных центров интенсивной адсорбции ионов металлов. Due to its structure, this material has the property of adsorbing metal cations in its molecular structures. High cleaning efficiency in its application is also achieved due to the highly developed surface inherent in minerals of the class of hydroxides, due to which the number of active centers of intense adsorption of metal ions increases significantly.

Брусит обладает, кроме того, достаточно высокими физико-механическими свойствами, что позволяет использовать его в качестве фильтрующей загрузки. Brucite has, in addition, quite high physical and mechanical properties, which allows it to be used as a filter load.

Пример 1. Дистиллированную воду с содержанием марганца 1,0 мг/л подвергают очистке фильтрованием в колонке, заполненной бруситом. Крупность зерен загрузки составляла 1,5 - 0,6 мм, высота загрузки 15 см, объем загрузки - 150 см3, скорость фильтрования 2 м/ч.Example 1. Distilled water with a manganese content of 1.0 mg / L is subjected to purification by filtration in a column filled with brucite. The size of the loading grains was 1.5 - 0.6 mm, the loading height was 15 cm, the loading volume was 150 cm 3 , and the filtration speed was 2 m / h.

Пример 2. Естественную подземную воду с содержанием марганца 1,0 мг/л очищали при тех же условиях, что и в примере 1. Результаты очистки по примерам 1 и 2 представлены в табл. 1. Example 2. Natural underground water with a manganese content of 1.0 mg / l was purified under the same conditions as in example 1. The cleaning results in examples 1 and 2 are presented in table. one.

Пример 3. В те же подземную и дистиллированную воды (пример 1-2) добавляли разные количества тонкоизмельченного брусита крупностью 0,01-0,1 мм, перемешивали 15 мин и отделяли взвесь путем фильтрования или отстоем с предварительной обработкой флокулянтом. Результаты очистки воды от марганца представлены в табл. 2. Example 3. In the same underground and distilled water (Example 1-2), different amounts of finely ground brucite with a particle size of 0.01-0.1 mm were added, mixed for 15 minutes and the suspension was separated by filtration or by settling with preliminary flocculant treatment. The results of water purification from manganese are presented in table. 2.

Пример 4. Дистиллированную воду с содержанием меди 10,5 мг/л очищал при тех же условиях (пример 1). Example 4. Distilled water with a copper content of 10.5 mg / L was purified under the same conditions (Example 1).

Пример 5. Дистиллированную воду с содержанием цинка 10,75 мг/л очищали при тех же условиях (пример 1). Example 5. Distilled water with a zinc content of 10.75 mg / L was purified under the same conditions (Example 1).

Результаты очистки по примерам 4 - 5 представлены в табл. 3. The cleaning results in examples 4 to 5 are presented in table. 3.

Из приведенных примеров выполнения и данных анализа следует, что природный минерал - брусит обладает высокими сорбционными свойствами по отношению к ряду металлов и может найти примечание в технологии водоподготовки. From the above examples of execution and analysis data, it follows that the natural mineral - brucite has high sorption properties in relation to a number of metals and may find a note in water treatment technology.

Исследования, проведенные в ИГД СО РАН, доказали высокую эффективность природного минерала брусита в качестве сорбента для очистки воды от ионов металлов. При этом сам брусит не дорогостоящий материал и не требует специальной обработки. Studies conducted at the IGD SB RAS have proved the high efficiency of the natural brucite mineral as a sorbent for purifying water from metal ions. At the same time, he scraps not expensive material and does not require special processing.

Таким образом, использование брусита позволяет процесс очистки осуществлять значительно проще и дешевле при одновременном повышении степени очистки. Thus, the use of brucite allows the cleaning process to be much simpler and cheaper while increasing the degree of purification.

Claims (4)

1. Способ очистки природной воды от ионов металлов путем сорбции, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют природный минерал - брусит. 1. The method of purification of natural water from metal ions by sorption, characterized in that as a sorbent using a natural mineral - brucite. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сорбцию осуществляют путем фильтрации через слой сорбента - брусита - с крупностью зерен 1,5 - 0,6 мм, со скоростью пропускания 2 - 3 м/ч. 2. The method according to claim 1, characterized in that the sorption is carried out by filtration through a layer of sorbent - brucite - with a grain size of 1.5 - 0.6 mm, with a transmission speed of 2 to 3 m / h 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сорбцию осуществляют путем добавления сорбента - брусита - в обрабатываемую воду с последующим отделением осадка. 3. The method according to claim 1, characterized in that the sorption is carried out by adding a sorbent - brucite - in the treated water, followed by separation of the precipitate. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что добавляют сорбент - брусит - крупностью 0,01 - 0,1 мм в количестве 2 - 3 кг/м3 очищаемой воды и перемешивают 15 - 30 мин.4. The method according to p. 3, characterized in that sorbent - brucite - with a particle size of 0.01 - 0.1 mm in an amount of 2 to 3 kg / m 3 of purified water is added and mixed for 15 to 30 minutes.
RU96117220A 1996-08-27 1996-08-27 Water treatment process RU2108297C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96117220A RU2108297C1 (en) 1996-08-27 1996-08-27 Water treatment process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96117220A RU2108297C1 (en) 1996-08-27 1996-08-27 Water treatment process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2108297C1 true RU2108297C1 (en) 1998-04-10
RU96117220A RU96117220A (en) 1998-12-10

Family

ID=20184857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96117220A RU2108297C1 (en) 1996-08-27 1996-08-27 Water treatment process

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2108297C1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2181342C2 (en) * 2000-04-18 2002-04-20 Закрытое акционерное общество "Конверсия" Method of joint reagentless extraction of iron and manganese from water
RU2200059C2 (en) * 2001-03-07 2003-03-10 Уфимский государственный нефтяной технический университет Active deironing filter medium
RU2218984C1 (en) * 2002-04-29 2003-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Акватория" A filtering medium of the device for water purification
RU2219994C1 (en) * 2002-04-29 2003-12-27 Общество с огранниченной ответственностью "Акватория" Method to manufacture a filtering material and the filtering material
RU2315003C1 (en) * 2006-03-28 2008-01-20 Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук Method of purification of the water from the organic compounds stipulating its colority
RU2682599C1 (en) * 2017-06-20 2019-03-19 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции" (ГНУ НИИММП) Method for producing a mineral-based sorbent
RU2704438C1 (en) * 2018-08-10 2019-10-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. Миллионщикова" Adsorption treatment method of surface water sources
EP3652117A1 (en) * 2017-07-12 2020-05-20 Omya International AG Method for increasing the magnesium ion concentration in feed water
RU211052U1 (en) * 2021-12-12 2022-05-19 Общество С Ограниченной Ответственностью "Бюро Инновационных Технологий И Инвестиций" Water purification device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1430361A1 (en) * 1986-05-12 1988-10-15 Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Городского Хозяйства Method of purifying groundwater from manganese

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1430361A1 (en) * 1986-05-12 1988-10-15 Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Городского Хозяйства Method of purifying groundwater from manganese

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Абрамов Н.Н. Водоснабжение. - М.: Стройиздат, 1974, с. 365. 2. Николадзе. Улучшение качества подземных вод. - М.: Стройиздат, 1987, с. 99. 3. *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2181342C2 (en) * 2000-04-18 2002-04-20 Закрытое акционерное общество "Конверсия" Method of joint reagentless extraction of iron and manganese from water
RU2200059C2 (en) * 2001-03-07 2003-03-10 Уфимский государственный нефтяной технический университет Active deironing filter medium
RU2218984C1 (en) * 2002-04-29 2003-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Акватория" A filtering medium of the device for water purification
RU2219994C1 (en) * 2002-04-29 2003-12-27 Общество с огранниченной ответственностью "Акватория" Method to manufacture a filtering material and the filtering material
RU2315003C1 (en) * 2006-03-28 2008-01-20 Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук Method of purification of the water from the organic compounds stipulating its colority
RU2682599C1 (en) * 2017-06-20 2019-03-19 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции" (ГНУ НИИММП) Method for producing a mineral-based sorbent
EP3652117A1 (en) * 2017-07-12 2020-05-20 Omya International AG Method for increasing the magnesium ion concentration in feed water
US11390542B2 (en) 2017-07-12 2022-07-19 Omya International Ag Method for increasing the magnesium ion concentration in feed water
RU2704438C1 (en) * 2018-08-10 2019-10-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. Миллионщикова" Adsorption treatment method of surface water sources
RU211052U1 (en) * 2021-12-12 2022-05-19 Общество С Ограниченной Ответственностью "Бюро Инновационных Технологий И Инвестиций" Water purification device
RU2784984C1 (en) * 2022-06-17 2022-12-01 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инженерные Навыки и Компетенции" Method for complex sorption wastewater treatment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2612273C2 (en) Processing of co-produced water to remove organic compounds
Sarioglu et al. Removal of copper from aqueous solutions by phosphate rock
JP5792664B2 (en) Method for regenerating used activated carbon, activated activated carbon and method for producing the same
DK164277B (en) PROCEDURE FOR THE REMOVAL OF SUSPENDED MATERIALS, BIOGENETIC NUTRIENTS AND DISSOLVED METAL COMPOUNDS FROM PURIFIED WATER
WO1998057892A1 (en) Water treatment process
RU2108297C1 (en) Water treatment process
Jaouadi et al. Powdered marble wastes reuse as a low-cost material for phosphorus removal from aqueous solutions under dynamic conditions
Ibsaine et al. Application of aluminosilicate residue-based zeolite from lithium extraction in water treatment
RU2137717C1 (en) Method of removing copper ions from waste waters
Yerbolov et al. Waste water purification from metal ions by ultra-dispersed natural sorbents
US9663389B1 (en) Use of MgO doped with a divalent or trivalent metal cation for removing arsenic from water
Abd Aziz Optimization of pH and contact time of media in removing calcium and magnesium from groundwater
Malamis et al. Copper removal from sludge permeate with ultrafiltration membranes using zeolite, bentonite and vermiculite as adsorbents
Aziz et al. Hardness removal of groundwater through sand, zeolite and rice husk activated carbon
Orhan et al. Adsorption of toxic metals by natural and modified clinoptilolite
Zakaria et al. Lactic acid removal from wastewater by using different types of activated clay
JPH10277541A (en) Zeolite type water purifying agent
RU207537U1 (en) Water purification device
Yettefti et al. Performance evaluation of sand filter for tertiary treatment of secondary effluent of wastewater: effect of hydraulic loading evaluation des performances des filtres a sable pour le traitement tertiaire de l’effluent secondaire des eaux usees: effet de la charge hydraulique
KR101682907B1 (en) Adsorbent media, the preparation method thereof, circulation adsorption column for removing the nitrogen and phosphorus compounds
KR20140128717A (en) Waste water treatment agent for phosphorus removal andpreparation method thereof
Tarasevich Application of natural adsorbents and adsorption-active materials based thereon in the processes of water purification
Santos et al. Construction and demolition waste as a low-cost adsorbent for water treatment: kinetics, isotherm, thermodynamics, and Fenton regeneration
Skolubovich et al. Clear of underground water from ferric and manganese modified filtering material active pink sand
CN110227417B (en) River snail shell modified biochar suitable for adsorbing triclosan in muddy water and preparation method thereof

Legal Events

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

Effective date: 20090828