способ получения биоцидного сорбента для обеззараживания питьевой воды

Формула изобретения

1. Способ получения биоцидного сорбента для обеззараживания питьевой воды, включающий обработку активированного угля раствором соли полигексаметиленгуанидина с последующей сушкой, отличающийся тем, что обработку активированного угля осуществляют раствором соли полигексаметиленгуанидина при массовом соотношении соли полигексаметиленгуанидина к углю, равном 0,001 - 0,01, при этом обработку активированного угля осуществляют горячим раствором соли полигексаметиленгуанидина при температуре 60 - 80^oC в течение 10 - 15 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве соли полигексаметиленгуанидина используют хлорид полигексаметиленгуанидина или фосфат полигексаметиленгуанидина.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к получению биоцидного сорбента для очистки питьевой воды, и может быть использовано для обеззараживания воды в различных областях народного хозяйства.

Известен способ обработки активированного угля мономерами для синтеза полимерного бактерицидного соединения с активными группировками четвертичного аммония (Пат. США N 4898676, кл. C 02 F 1/28, 1990 г.).

К недостаткам метода относится сложность его осуществления, а также то, что такая обработка лишь предотвращает рост бактерий на поверхности активированного угля и не обеспечивает дезинфекции проходящей через уголь воды.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ обработки активированного угля большими объемами водных растворов солей полигексаметиленгуанидина (ПГМГ) (массовое соотношение ПГМГ к углю равно 0,02-0,2) с последующей отмывкой от избытка полимера (Пат. РФ N 2034789, кл. C 02 F 1/28, БИ N 13, 1990 г.).

Однако способ технологически сложен, и несмотря на значительное содержание ПГМГ в полученных сорбентах его активность по обеззараживанию проходящей воды недостаточно высока.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в упрощении способа и увеличении эффективности бактерицидного действия сорбента.

Для достижения технического результата в способе получения биоцидного сорбента для обеззараживания питьевой воды, включающем обработку активированного угля раствором соли полигексаметиленгуанидина с последующей сушкой, обработку активированного угля осуществляют раствором соли полигексаметиленгуанидина при массовом соотношении соли полигексаметиленгуанидина к углю, равном 0,001 - 0,01, при этом обработку активированного угля осуществляют горячим раствором соли полигексаметиленгуанидина при температуре 60-80^oC в течение 10-15 мин.

В качестве соли полигексаметиленгуанидина используют хлорид полигексаметиленгуанидина или фосфат полигексаметиленгуанидина.

Сущность изобретения поясняется следующим образом.

Использование горячего раствора ПГМГ (60-80^oC) активизирует процесс сорбции на угле полимера, который в этом случае протекает экзотермически.

В результате молекулы ПГМГ закрепляются наиболее прочными связями с углем: ионными связями с карбоксильными и кислотными гидроксильными группировками угля.

Большая подвижность макромолекул ПГМГ при более высокой температуре и интенсивном перемешивании угля обеспечивает более равномерное распределение молекул полимера по поверхности угля и реализацию наиболее выгодных химических связей для поглощения и удержания биоцидного компонента. Это доказывается низкими концентрациями полимера в проходящей через обработанный уголь воде.

Массовое соотношение ПГМГ к углю выбрано на основании экспериментальных данных, является оптимальным и составляет 0,001 - 0,01.

Использование же минимального количества дезсредства диктуется стоимостью препарата, а также снижением сорбционных свойств угля.

Благодаря присутствию ПГМГ у полученного сорбента обнаружены анионообменные свойства, на уровне 0,25 мгэкв/г, что способствует извлечению анионных примесей из воды (например, арсенатов, хроматов и др.).

Проверка сорбционной активности (по толуолу) модифицированного угля показала, что снижение ее вследствие обработки полигексаметиленгуанидином невелико и составляет при использовании 1% ПГМГ только 7% от исходной величины.

Способ осуществляют следующим образом.

Активированный уголь обрабатывают при перемешивании в течение 10-15 минут расчетным количеством биоцидной соли ПГМГ, растворенной в малом объеме горячей (60-80^oC) воды (0,5-0,7) от веса угля. В результате такой обработки не остается несвязанного биоцида и, следовательно, не требуется отмывки от него угля, уголь не теряет первоначальной сыпучести и легко высушивается до постоянного веса на воздухе.

Обработанный таким путем активированный уголь даже при значительно меньших, чем в прототипе, относительных содержаниях биоцида (0,001-0,01) обладает более высокой дезинфицирующей способностью и более высокими сорбционными свойствами. Кроме того, расход биоцида и трудовые затраты оказываются существенно ниже, способ технологичен, прост и экономичен. Он опробован на различных типах промышленных активных углей, полученных на основе кокса (АГ-3У и АГ-8), а также на угле из скорлупы кокосового ореха, при этом получены положительные результаты.

Пример конкретного выполнения

Порцию активированного угля (5 кг) помещают в широкий кристаллизатор и, помешивая его шпателем, добавляют в разные места поверхности небольшими порциями 2,3 литра горячего (80^oC) раствора ПГМГ хлорида ~1,5% концентрации (массовое соотношение ПГМГ/уголь = 0,07). Уголь при этом вспенивается и намокает, однако при дальнейшем перемешивании препарат полностью сорбируется и уголь приобретает свой первоначальный вид (сыпучесть). Обработанный уголь на противне подсушивается при комнатной температуре до постоянного веса и испытывается на антимикробную активность и другие свойства.

Остальные примеры, проведенные по той же методике, сведены в таблице N 1. В таблице N 2 представлены обоснования заявленных соотношений температуры обработки и времени контакта.