Способ очистки промышленных и бытовых сточных вод от ионов ртути

(51) 02 1/42 (2006.01) 02 1/28 (2006.01) 02 101/20 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ процесса очистки за счет использования смеси реагентов, не требующих предварительного синтеза реализации экологически и экономически выгодной технологии очистки сточных вод от ионов ртути. Предложен способ очистки промышленных и бытовых сточных вод от ионов ртути, включающий обработку водорастворимым полиэлектролитом хелатообразующим реагентом, отличающийся тем,что в качестве водорастворимого полиэлектролита используют раствор полиакриловой кислоты (ПАК) с последующим добавлением сульфосалициловой кислотыпри мольном соотношении ПАКсульфосалициловая кислота, равном 32. Предлагаемый способ очистки промышленных и бытовых сточных вод от ионов ртути позволяет экономически упростить технологический процесс очистки за счет использования смеси реагентов, не требующих предварительного синтеза реализовать экологически безопасную технологию очистки сточных вод от ионов ртути.(72) Оспанова Алья Капановна Сейлханова Гульзия Амангельдыевна Ашимхан Назгуль Сейлханкызы араланова Арда Советханызы(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет им. аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ И БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ РТУТИ(57) Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в процессе очистки сточных вод химических и металлургических производств от ионов ртути. Достигаемый технический результат изобретения заключается в упрощения технологического Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в процессе очистки сточных вод химических и металлургических производств от ионов ртути. Известен способ извлечения ионов ртути из кислых растворов сорбцией с использованием, в качестве сорбента,высокомолекулярного соединения оксим полиакролеина (Анненкова В.З.,Анненкова В.М., Хабибулина А.Г. Способ сорбции тяжелых металлов из водных растворов, патент РФ 2101370, МП 6 С 22 В 3/24, С 22 В 15/00, С 22 В 2 3/00, С 22 В 4 3/00 опубл. 10.01.1998 г.). Предлагаемый сорбент получают реакцией конденсации полиакролеина с солянокислым гидроксиламином в щелочной среде. Реакцию проводят 7 часов при комнатной температуре, а затем 2 часа смесь нагревают при 50 С. По окончании реакции сополимер высаживают 2 Н водным раствором уксусной кислоты,отфильтровывают и сушат в вакууме до постоянного веса. Процесс сорбции проводят при рН 1-7, в течении 1-4 ч. Однако данный способ имеет ряд недостатков- необходимость предварительного синтеза сорбента,- длительность и сложность процесса сорбции. Известен,также,способ очистки производственных и бытовых сточных вод от ионов ртути путем их осаждения используемым в качестве сорбента азотсеросодержащим полимером(Амосова СВ., Шаулина Л.П., Голентовская И.П.,Анциферова Л.И.,Иванова Н.И. Азотсеросодержащий полимер в качестве сорбента ртути из кислых растворов, патент РФ 2059653,МП 6 С 08 116/12, В 01 20/26, С 22 В 3/24, опубл. 10.05.1996). Данный способ позволяет очистить и извлечь ионы ртути из азотно - или сернокислых водных растворов. Эффективность способа составляет порядка 90. Недостатки известного способа- труднодоступность реагента для осаждения,- недостаточная эффективность очистки сточных вод от ионов ртути. Известен способ очистки промышленных и бытовых сточных вод от ионов ртути путем осаждения их полимерным агентом, содержащим катионный полиэлектролит - полиэтиленимин(ПЭИ) и унитиол (2,3 димеркаптопропансульфонат натрия) в солянокислой среде, с последующим отделением ртутьсодержащего осадка(Абилов Ж.А., Оспанова А.К., Оспанов Х.К.,Амиргалиева Т.М., Сейлханова Г.А. Способ очистки промышленных и бытовых сточных вод от ионов ртути, патент РК 11822, МП 7 С 02 1/62,опубл. 15.08.2002, бюлл. 8). Полимерный агент получают путем смешения растворов полиэлектролита (ПЭИ) и унитиола в соотношении,масс.ПЭИ-40, унитиол-25, разбавленная соляная кислота -остальное. Хотя эффективность очистки достигает до 95-98, недостатком данного метода является дороговизна полимерного агента ПЭИ и унитиола. Наиболее близким по химической сущности является способ очистки промышленных и бытовых сточных вод от ионов ртути карбоксилсодержащим катеонитом, (Гаджиев Г.Р., Тужиков О.И., Хохлова Т.В., Зауэр Е.А. Способ извлечения ионов металлов из растворов, Патент РФ 2161136,МП 7 С 02 1/42, С 02 1/28, С 02 1/42, С 02 101/20 опубл. 27.12.2000). Синтез карбоксилсодержащего катеонита проводят путем привитой сополимеризации акриловой или метакриловой кислоты с полимером-резиновой крошки, предварительно обработанной в течении 816 часов трет.-бутилгидропероксидом в кислой среде при массовом соотношении резиновой крошки и трет.бутилгидропероксида 11 при 60-70 в присутствии активатора распада пероксидных групп. Катеонит содержит карбоксильные группы от 9,7 до 12,4, которые и позволяют извлекать ионы тяжелых металлов, в том числе и ионы ртути. Основными недостатками метода являются- предварительная сополимеризация акриловой кислоты с полимером- подготовка поверхности полимера-резиновой крошки в течении 8-16 часов активными реагентами при 60-70- незначительная концентрация карбоксильных групп на поверхности катеонита (9,7-12,4)- значительная продолжительность процесса очистки. Задача изобретения - разработка способа,позволяющего реализовать экологически безопасную технологию очистки промышленных и бытовых сточных вод от ионов ртути при высокой скорости процесса очистки, эффективности в экономическом отношении за счет высокой комплексообразующей способности полимерного и низкомолекулярного лигандов,использования недорогих реагентов,не требующих предварительного синтеза полиэлектролита полиакриловой кислоты(ПАК) и сульфосалициловой кислоты . Технический результат изобретения заключается в упрощении технологического процесса очистки за счет использования смеси реагентов полиакриловой и сульфосалициловой кислот, не требующих предварительного синтеза реализации экологически безопасной технологии очистки сточных вод от ионов ртути. Технический результат достигается способом очистки промышленных и бытовых сточных вод от ионов ртути обработкой полимерной композиции. Обработку исходного ртутьсодержащего раствора осуществляют,вводя последовательно полиакриловую и сульфосалициловую кислоту при мольном соотношении компонентов ПАК 32, с последующим отделением ртутьсодержащего осадка. Предлагаемый способ очистки промышленных и бытовых сточных вод от ионов ртути имеет следующие преимущества- устраняется необходимость многостадийного сложного синтеза сорбента обеспечивает большое количество карбоксильных групп на поверхности сорбента- снижение финансовых затрат на создание полимерного сорбента- сокращение времени очистки воды от ионов ртути- повышается стабильность и прочность образующегося полимерметаллического комплекса полиакриловая кислота-ртуть- в широком интервале рН растворов. Полимерная композиция представляет собой порошок белого цвета, нерастворимый в воде. Только совместное применение полиэлектролита- ПАК и сульфосалициловой кислоты, при соотношении реагентов ПАК 32, позволяет повысить эффективность очистки промышленных и бытовых сточных вод от ионов ртути. Высокая локальная концентрация активных центров (О 3-,СОО- и ОН- групп сульфосалициловой кислоты),обусловленная посадкойна полимерную матрицу с имеющимися в ее составе карбоксильными группами,за счет электростатического связывания исходных реагентов, обеспечивает высокую степень очистки ионов ртути. Формирование тройного полимерметаллического комплекса ртути происходит за счет образования координационной связи ионов металла с атомамидонорами полимерного и низкомолекулярного лигандов. В качестве реагентов для опыта использованы полиакриловая кислота (30 мл), сульфосалициловая кислота (20 мл) с концентрацией реагентов 110-2 моль/л, 110-3 моль/л и 110-4 моль/л для примеров 1, 2 и 3, соответственно. Предложенный способ апробирован на синтетических растворах(рН 2-9,регулировалась путем добавления растворов НС 1, ), содержащих ионы ртути и близких по составу к промышленным сточным водам. Пример 1. В ртутьсодержащий раствор с концентрацией ионов ртути 110-2 моль/л вводят последовательно раствор ПАК и сульфосалициловую кислоту при мольном соотношении полиакриловая кислотартуть 321. Смесь перемешивают в течении 20-30 минут с помощью магнитной мешалки со скоростью 200 об/мин. Ртуть осаждается в виде тройного полимерметаллического комплекса. Осадок отфильтровывают. Остаточное содержание ионов ртуть в фильтрате определяют спектрофотометрическим методом. Полученные результаты обработаны методом математической статистики и представлены в таблице 1. Пример 2. Процедура извлечения проведена аналогично примеру 1, но модельный сток содержит ионы ртути с концентрацией 110-3 моль/л. Результаты представлены в таблице 1. Пример 3. Процедура извлечения проведена аналогично примеру 1, но модельный сток содержит ионы ртути с концентрацией 110-4 моль/л. Результаты представлены в таблице 1. Данный способ очистки промышленных и бытовых сточных вод может быть использован как от ионов ртути в степени окисления (1) - 22 , так и в степени окисления (2)2, а также при их совместном присутствии. Таблица 1 Результаты очистки сточных вод от ионов ртути Исходная концентрация ионов ртути, моль/л Остаточная концентрация ионов ртути, моль/л 5,810-4-2 110 6,110-4 5,410-4 Средний показатель извлечения 4,110-5-3 110 2,810-5 3,810-5 Средний показатель извлечения 2,210-6 Степень извлечения ионов ртути,94,3 93,8 94,7 94,31,12 95,8 97,1 96,3 96,41,63 97,8 98,1 97,6 96,41,01 отличающийся тем, что в состав полимерной композиции входят водорастворимый полиэлектролит - полиакриловая кислота (ПАК) и сульфосалициловая кислота при их мольном соотношении 32. Способ очистки промышленных и бытовых сточных вод от ионов ртути обработкой полимерной композицией,с последующим отделением образовавшегося ртутьсодержащего осадка,Верстка Ж. Жомартбек Корректор Е. Барч