способ очистки загрязненной водной среды от бензола

Формула изобретения

Способ очистки загрязненной водной среды от бензола, включающий обработку воды, отличающийся тем, что обработку загрязненной водной среды осуществляют активированным древесным углем, полученным пиролизом древесины осины и последующим активированием пероксидом водорода отобранных после измельчения и сепарации частиц продукта пиролиза размером 0,2-2,0 мм, при этом процесс активации одной массовой части отобранных частиц древесного угля проводят их выдерживанием в капсулах в присутствии 2,5 мас.ч. 10%-ного раствора пероксида водорода при температуре 250-300°С в течение 5-10 мин при давлении 30-50 МПа, а обработку загрязненной водной среды проводят 5-10 мин при расходе полученного активированного древесного угля в количестве 1 г на 100 мл загрязненной водной среды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области очистки загрязненной водной среды и может быть использовано в способах очистки водной среды, загрязненной бензолом.

Известен способ очистки сточных вод от цианидов, в котором обработку воды осуществляют перекисью водорода в присутствии озона (А.С. СССР № 592761, опубл. 15.02.78).

Известный способ не позволяет очистить загрязненную воду от бензола.

Известен способ очистки сточных вод от бензола путем десорбции в токе воздуха, причем десорбцию ведут в токе воздуха, содержащего пары метанола, или этанола, или пропанола (А.С. СССР № 1353737, опубл. 23.11.87 - прототип).

Недостатками известного способа является необходимость применения дорогих химических препаратов, сложность проведения процесса, низкая экология проведения процесса.

Техническая задача изобретения - найти возможность применения для обработки загрязненной бензолом воды активированного древесного угля на базе естественно возобновляемых, доступных и дешевых ресурсов, к которым относится древесина осины, способного быстро и качественно сорбировать бензол из водных сред при снижении трудозатрат процесса очистки загрязненной воды и обеспечении экологии.

Поставленная задача достигается тем, что в способе очистки загрязненной водной среды от бензола, включающем обработку воды, обработку загрязненной водной среды осуществляют активированным древесным углем, полученным пиролизом древесины осины и последующим активированием пероксидом водорода отобранных после измельчения и сепарации частиц продукта пиролиза размером 0,2-2,0 мм, при этом процесс активации одной массовой части отобранных частиц древесного угля проводят их выдерживанием в капсулах в присутствии 2,5 массовых частей 10%-ного раствора пероксида водорода при температуре 250-300°С в течение 5-10 минут при давлении 30-50 МПа, а обработку загрязненной водной среды проводят 5-10 минут при расходе полученного активированного древесного угля в количестве 1 г на 100 мл загрязненной водной среды.

Изобретение отличается от прототипа тем, что обработку загрязненной водной среды осуществляют активированным древесным углем, полученным пиролизом древесины осины и последующим активированием пероксидом водорода отобранных после измельчения и сепарации частиц продукта пиролиза размером 0,2-2,0 мм, при этом процесс активации одной массовой части отобранных частиц древесного угля проводят их выдерживанием в капсулах в присутствии 2,5 массовых частей 10%-ного раствора пероксида водорода при температуре 250-300°С в течение 5-10 минут при давлении 30-50 МПа, а обработку загрязненной водной среды проводят 5-10 минут при расходе полученного активированного древесного угля в количестве 1 г на 100 мл загрязненной водной среды.

Это обеспечивает возможность применения для обработки загрязненной бензолом воды активированного древесного угля на базе естественно возобновляемых, доступных и дешевых ресурсов, к которым относится древесина осины, способного быстро и качественно сорбировать бензол из водных сред при снижении трудозатрат процесса очистки загрязненной воды и обеспечении экологии.

В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено технических решений, содержащих указанные отличительные признаки, а также совокупность указанных отличительных признаков.

Изобретение применимо и будет использовано в отрасли в 2008 г.

В таблице 1 представлены уровни концентрации бензола (промилле) в водном растворе при воздействии полученных углей для различных временных интервалов. Доза - 0,5 г исследуемого угля в 50 мл модельного раствора.

В таблице 2 представлена кинетика снижения концентрации бензола в модельном растворе.

Способ осуществляли следующим образом.

Пример

Активированный древесный уголь получали пиролизом древесины осины, измельчали полученный древесный уголь, активировали его пероксидом водорода, выполняли сепарацию, промывку дистиллированной водой и сушку конечного продукта, причем процессы измельчения и сепарации проводили с отбором частиц с размером 0,2-2,0 мм, при этом процесс активации одной массовой части отобранных частиц древесного угля проводили их выдерживанием в капсулах в присутствии 2,5 массовых частей 10%-ного раствора пероксида водорода при температуре 250-300°С в течение 5-10 минут при давлении 30-50 МПа.

Адсорбционные свойства полученных образцов древесного угля изучались в Санкт-Петербургском Центре исследования и контроля воды на модельном водном растворе бензола. Исследования выполнены с использованием хроматографа Agilent 6850.

При проведении экспериментов для получения сравнительных показателей использовались угли из натуральной древесины осины (пример 1) и дуба (пример 2).

Результаты экспериментов представлены в таблице 1.

Качественная и количественная картина адсорбции бензола полученными по примерам образцами древесного угля очевидна из данных таблицы 1.

Для оценки интенсивности процесса адсорбции различными образцами древесного угля введем коэффициент адсорбции К:

где K_нач, K_i - соответственно начальная и текущая концентрация бензола в исследуемом модельном растворе.

Расчетные значения коэффициентов K сведены в таблице 2. По результатам анализа данных таблиц 1 и 2 видно, что активированный уголь, полученный заявленным способом, поглощает 95% бензола в течение 5-10 минут и продолжает улучшать эти характеристики в последующее время (до 60 мин).

Таким образом, заявленное техническое решение обеспечивает возможность применения для обработки загрязненной бензолом воды активированного древесного угля на базе естественно возобновляемых, доступных и дешевых ресурсов, к которым относится древесина осины, способного быстро и качественно сорбировать бензол из водных сред при снижении трудозатрат процесса очистки загрязненной воды и обеспечении экологии.

Эффект заявленного технического решения достигается при совокупности всех заявленных признаков.

Таблица 2
№ п/п	Образцы углей	Продолжительность контакта, мин
0	5	10	30	60
1	Древесный уголь из натуральной осины	1,0	1,5	4,5	7,5	10,0
2	Древесный уголь из натурального дуба	1,0	27,5	44,0	55,0	122,2
3	Древесный уголь из осины, полученный заявленным способом	1,0	17,5	70,0	77,7	140,0