RU2526986C1 - Способ очистки воды от силикатов - Google Patents
Способ очистки воды от силикатов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526986C1 RU2526986C1 RU2013100459/05A RU2013100459A RU2526986C1 RU 2526986 C1 RU2526986 C1 RU 2526986C1 RU 2013100459/05 A RU2013100459/05 A RU 2013100459/05A RU 2013100459 A RU2013100459 A RU 2013100459A RU 2526986 C1 RU2526986 C1 RU 2526986C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- sodium aluminate
- regeneration
- water
- silicates
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 title claims description 6
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 16
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 11
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 abstract 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 7
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 3
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 3
- 229910017090 AlO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical class O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910004762 CaSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 aluminum ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001649 dickite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229910052621 halloysite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано на очистных сооружениях производственного и хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также при очистке сточных вод от силикатов. Для осуществления способа очищаемые воды фильтруют через слой активированного оксида алюминия, предварительно модифицированный 0,5%-ным раствором алюмината натрия. Регенерацию отработанного активированного раствора алюмината натрия осуществляют 0,1-0,5%-ным раствором алюмината натрия. Способ обеспечивает повышение сорбционной емкости загрузки по поглощаемому кремнию, увеличение продолжительности фильтроцикла между регенерациями загрузки и создание безотходной технологии обескремнивания воды с повторным использованием отработанного регенерационного раствора. 2 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области очистки воды и может быть использовано на очистных сооружениях производственного и хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также при очистке сточных вод.
Известен способ обескремнивания воды фильтрованием через магнезиальный сорбент при высоте слоя сорбента 3,4-4,0 м, температуре воды 40-50°C и скорости фильтрования до 10 м/ч (Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод: учеб. для вузов / Г.И. Николадзе, - М.: Высшая школа, 1987, с 438.).
Недостаток данного способа заключается в необходимости часто менять загрузку фильтра из-за невозможности его регенерации.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ фильтрования воды через активированную окись алюминия, используемую в качестве загрузки обескремнивающего фильтра, и заключающийся в пропуске воды со скоростью 5-6 м/ч через слой загрузки толщиной 1,5 м и периодической регенерации загрузки, после перенасыщения ее кремнием, 0,1%-ным раствором едконатровой щелочи (Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод: учеб. для вузов / Г.И. Николадзе. - М.: Высшая школа, 1987, с 438.).
Недостатком этого способа является низкая кремнеемкость активированной окиси алюминия, регенерируемой щелочью, небольшой межрегенерационный период работы фильтра и образование отхода водоочистки в виде щелочного кремнийсодержащего стока, требующего последующей нейтрализации и захоронения.
Задачей настоящего изобретения является повышение сорбционной емкости загрузки по поглощаемому кремнию, увеличение продолжительности фильтроцикла между регенерациями загрузки и создание безотходной технологии обескремнивания воды с повторным использованием отработанного регенерационного раствора.
Поставленная задача достигается тем, что в способе очистки воды от силикатов, включающем фильтрование воды сквозь слой сорбента, в качестве которого используют активированный оксид алюминия (АОА), периодическую регенерацию активированного оксида алюминия проводят раствором алюмината натрия.
Благодаря регенерации активированного оксида алюминия раствором алюмината натрия способ позволяет добиться глубины обескремнивания до 99,5% за счет увеличения сорбционной емкости АОА по поглощенному кремнию при одновременном снижении жесткости воды.
При контакте алюмината натрия с АОА ионы натрия частично поверхностно внедряются в решетку оксида алюминия, вытесняя ионы алюминия (с их последующим гидролизом) в раствор. При этом кремний в составе мономера Si(OH)4 адсорбируется на поверхности АОА, образуя типичную для силикатов связь в виде силиката алюминия Al2Si2O5(OH)4. Параллельно этому на поверхности загрузки образуется пленка гидроксида алюминия. При фильтровании в результате ионного обмена Na+ на Са2+ и Mg2+ снижается жесткость раствора, а растворенные силикаты, взаимодействуя с оксидом и гидроксидом алюминия, образуют алюмосиликатные комплексы, сорбируемые загрузкой. Параллельно с обменом катионов Са2+ и Mg2+ на Na+ также происходит частичное реагентное умягчение с задержанием в загрузке образующихся CaCO3 и Mg(OH)2, а также нерастворимого CaSiO3.
Способ иллюстрируется следующим примером.
Процесс очистки по предлагаемому способу осуществляли фильтрованием природной воды с исходной концентрацией кремния 34,2 мг/л в колонке диаметром 32 мм, загруженной дробленным активированным оксидом алюминия марки АОА-1 ГОСТ 8136-85 размером фракций 1-2 мм, высота слоя 1,2 м, при скорости фильтрования воды 5,5-6,0 м/ч и температуре 20°C.
Предварительную обработку (модификацию) фильтрующего слоя из активированного оксида алюминия осуществляли пропусканием 0,5%-ного раствора алюмината натрия через объем загрузки из расчета 5 объемов реагента на 1 объем АОА со скоростью протока 2,5 м/ч. По окончании фильтроцикла (при достижении концентрации кремния в фильтрате ПДК=10 мг/л) АОА регенерируют последовательно по схеме: взрыхление - пропуск 0,5%-ного раствора алюмината натрия (NaAlO2) через слой АОА - отмывка загрузки. Отработанный регенерационный раствор после 4-6 часового стояния (полимеризации) и отделения этого раствора от сформировавшегося геля доводят до 0,5%-ного раствора добавлением в раствор свежей порции алюмината натрия (NaAlO2) и используют повторно и многократно в разработанной технологии обескремнивания воды.
Регенерация полностью восстанавливает сорбционные свойства АОА, при этом кремнеемкость загрузки, обработанной алюминатом натрия, в два раза выше по сравнению с прототипом.
Данные эксперимента представлены в таблице 1.
Преимущество изобретения состоит в том, что в предлагаемом способе повышается эффект очистки от силикатов и решается вопрос обработки, повторного использования и утилизации отходов водоочистки.
Образующийся в отработанном регенерационном растворе рыхлый гелеобразный алюмосиликатный осадок занимает менее 0,5% в общем объеме отработанного раствора, легко отдает влагу и кристаллизуется в процессе обычного тканевого фильтрования с образованием чешуйчатых кристаллических структур по типу слюды. Получаемый продукт удобен для фасовки и может быть реализован как коммерческий продукт в качестве ценного сырьевого компонента портландцементной смеси, а также как добавка в огнеупорные бетоны и в качестве сырья при производстве керамических изделий. Расчет экономической эффективности разработанной новой технологии для водоочистной станции производительностью 45 тыс.м3 в сутки, при принятых одинаковых затратах на электроэнергию, амортизацию и заработную плату показывает, что расходы на технологические реагенты и материалы в новой технологии до 3 раз меньше, чем в сравниваемом варианте, при ее полной безотходности, экологической безопасности и коммерческой целесообразности, см. таблицу 2.
| Таблица 1 | |||||||||||||||
| Реагент | Остаточный кремний в фильтрате, мг/л, при продолжительности фильтрования, ч: | ||||||||||||||
| 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 | 28 | 32 | 36 | 40 | 44 | 48 | 52 | 56 | 60 | |
| NaOH | 1,82 | 2,85 | 4,07 | 5,09 | 6,31 | 7,12 | 8,34 | 9,77 | 10,78 | 12,82 | 14,85 | 17,10 | 20,36 | 23,61 | 26,97 |
| NaAlO2 | 0,21 | 0,23 | 0,26 | 0,31 | 0,40 | 0,51 | 0,72 | 1,92 | 3,05 | 4,47 | 5,29 | 6,51 | 8,14 | 9,77 | 11,13 |
| Таблица 2 | |||
| Показатели | Ед. измерения | Регенерация АОА алюминатом натрия | Регенерация АОА едким натром |
| Полезная производительность водоочистной станции | тыс. м3/сут. | 45,0 | 45,0 |
| Продолжительность фильтроцикла | сут. | 4,4 | 2,1 |
| Скорость фильтрования | м/ч | 5,0 | 5,0 |
| Высота фильтрующего слоя | м | 2,5 | 2,5 |
| Кремнеемкость загрузки | кг SiO2/M3 | 15 | 7 |
| Расход реагента на регенерацию загрузки | т/год | 476,5 | 1638 |
| Расход фильтрующего материала | м3/год | 90* | 90* |
| Стоимость реагента | тыс. руб./т | 30,45 | 26,35 |
| Стоимость фильтрующего материала | тыс. руб./м3 | 55,0 | 55,0 |
| Затраты на реагенты | тыс. руб./год | 14509,4 | 43161,3 |
| Затраты на фильтрующий материал | тыс. руб./год | 4950 | 4950 |
| Удельные затраты на очистку воды | руб./м3 | 1,18 | 2,93 |
Claims (1)
- Способ очистки воды от силикатов, включающий фильтрование воды через слой активированного оксида алюминия и его периодическую регенерацию, отличающийся тем, что активированный оксид алюминия предварительно модифицируют 0,5%-ным раствора алюмината натрия, а регенерацию отработанного активированного оксида алюминия осуществляют 0,1-0,5%-ным раствором алюмината натрия.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013100459/05A RU2526986C1 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Способ очистки воды от силикатов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013100459/05A RU2526986C1 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Способ очистки воды от силикатов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013100459A RU2013100459A (ru) | 2014-07-20 |
| RU2526986C1 true RU2526986C1 (ru) | 2014-08-27 |
Family
ID=51214971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013100459/05A RU2526986C1 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Способ очистки воды от силикатов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2526986C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5584588A (en) * | 1978-12-19 | 1980-06-25 | Ebara Infilco Co Ltd | Removal of silicic acid in water |
| US6086834A (en) * | 1998-06-19 | 2000-07-11 | Alcan International Limited | Process for the removal of silica from an alkaline solution containing sodium aluminate |
| RU2300409C2 (ru) * | 2005-06-30 | 2007-06-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Акватория" (Ооо "Акватория") | Фильтрующий материал |
-
2013
- 2013-01-09 RU RU2013100459/05A patent/RU2526986C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5584588A (en) * | 1978-12-19 | 1980-06-25 | Ebara Infilco Co Ltd | Removal of silicic acid in water |
| US6086834A (en) * | 1998-06-19 | 2000-07-11 | Alcan International Limited | Process for the removal of silica from an alkaline solution containing sodium aluminate |
| RU2300409C2 (ru) * | 2005-06-30 | 2007-06-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Акватория" (Ооо "Акватория") | Фильтрующий материал |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Б.Н. ФРОГ, А.П.ЛЕВЧЕНКО. Водоподготовка, Москва, Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007, с.с. 567-572. ФЕСЕНКО Л.Н. и др., Обескремнивание питьевой воды фильтрованием через модифицированную загрузку, Водоснабжение и санитарная техника, 2012, N 11, с.с. 20-29. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013100459A (ru) | 2014-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102282106B (zh) | 淡化废水的利用 | |
| CN104261424B (zh) | 一种含NaA沸石分子筛的多孔复合材料及其制备方法 | |
| RU2009127110A (ru) | Способ получения высокочистого альфа-оксида алюминия | |
| CN105110543A (zh) | 一种火力发电厂燃煤机组脱硫废水零排放系统 | |
| CA2896971A1 (en) | Strontium and cesium specific ion-exchange media | |
| CN109095732B (zh) | 一种基于镁法脱硫废水制取高纯度氢氧化镁的工艺 | |
| CN105399262A (zh) | 一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法 | |
| CN101734777A (zh) | 降低水中二氧化硅的方法 | |
| RU2526986C1 (ru) | Способ очистки воды от силикатов | |
| CN102963951A (zh) | 一种处理造纸废水的方法 | |
| Jin et al. | Synthesis of CHA zeolite using low cost coal fly ash | |
| CN103693787B (zh) | 一种柠檬酸钠结晶母液的净化处理工艺 | |
| CN107265472A (zh) | 一种改性粘土及其制备方法 | |
| CN104353408A (zh) | 一种改性多孔SiO2的制备方法 | |
| CN102120587A (zh) | 从富含方英石钙基膨润土矿制取高纯钠基蒙脱石、白炭黑及尺寸可控的纳米二氧化硅的方法 | |
| CN109095731B (zh) | 一种基于镁法脱硫废水制取高纯度氢氧化镁的系统制备高纯度氢氧化镁的方法 | |
| CN104437425A (zh) | 一种工业废水吸附材料 | |
| CN104831069A (zh) | 一种含钒硅溶液的除硅方法和应用 | |
| CN103030161B (zh) | 叶滤滤饼的应用 | |
| CN116022792B (zh) | 一种硅砂碱溶提纯联产水化硅酸钙的方法 | |
| KR20040007911A (ko) | 석탄회로부터의 인공제올라이트의 제조방법 | |
| JP6791769B2 (ja) | 精製シリカの製造方法 | |
| CN100404431C (zh) | 一种降低工业废水溶液中氨氮、氨氮和硅含量的方法 | |
| RO128290A2 (ro) | Procedeu de prelucrare a deşeului industrial de noroi roşu cu utilizarea apelor de proces | |
| RU2046108C1 (ru) | Способ умягчения воды |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150110 |