Применение природного цеолита для очистки воды2019-04-02T19:01:32+00:00

Применение природного цеолита для очистки воды

Природный цеолит (клиноптилолит) может применяться для очистки промышленных стоков от аминов и талового масла, нефтепродуктов и других органических веществ.

В качестве адсорбента клиноптилолит находит применение для очистки газовых выбросов от влаги, окиси углерода, сернистого ангидрида, различных углеводородов и других веществ.

Применение традиционных методов очистки, при наличии в исходной воде специфических загрязнений, не обеспечивает гарантированного качества воды, соответствующего ГОСТ 2874-82 “Вода питьевая” и Санитарным правилам и нормам № 4630-88.

Наиболее распространенным сорбентом в отечественной и зарубежной практике для глубокой очистки хозяйственно-питевых вод являются активированные угли: гранулированные и порошкообразные. Вместе с тем, сорбционные свойства активных углей проявляются только в отношении органических загрязнений, а их широкое использование на практике сдерживается высокой стоимостью и дефицитностью.

Исследования, выполненные рядом научных организаций, позволили установить, что кроме активных углей сорбционными свойствами обладают природные цеолиты. Эти свойства у цеолитов проявляются не только в отношении органических загрязнений, придающих воде привкусы и запахи, но и в отношении ряда тяжелых металлов и радионуклидов.

Разработанная Санкт-Петербургским Научно — Исследовательским Институтом Академии Коммунального Хозяйства технология глубокой очистки воды основана на использовании природного цеолита в качестве сорбента в сочетании с осуществлением непрерывной рециркуляции осадка на сооружениях первой ступени очистки воды.

Исследования новой технологии проведены в лабораторных условиях и на опытно-производственной установке осветлителя-рециркулятора на воде реки Невы.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что применение порошкообразных цеолитов позволяет интенсифицировать процесс образования и осаждения взвеси и увеличить тем самым, эффект осветления воды на сооружениях первой ступени очистки в 1,20-1,33 раза.

Использование сорбционных свойств цеолитов позволяет повысить эффект удаления растворимых примесей и органических соединений. Так, содержание остаточного алюминия снижается на 20-44%, хлорорганических соединений 46-64% (по хлороформу) фенола – 63-83%.

Наблюдается также снижение содержания ионов тяжелых металлов в исходной воде: свинца на 94%, меди – на 64-80%, цинка – на 16,7-27,8%, железа на 85,7%, хрома – на 74-76%, кадмия – на 40%.

Исследования физических параметров слоя взвешенного осадка в осветлителе-рециркуляторе показали увеличение объемной концентрации осадка и плотности взвеси при применении цеолита.

Такое увеличение способствует повышению эффективности осветления воды, а также повышению производительности сооружения.

На основе результатов выполненных исследований разработан “Регламент на технологию очистки воды с использованием порошкообразных цеолитов” и Технические Условия “Природные цеолитовые сорбенты /фильтрующий материал для очистки питьевых и промышленных вод”.

Практическое использование цеолитов в промышленных масштабах осуществлено на одной из водоочистных станций г. Москвы с целью фильтрации воды. Результаты работ показали высокую эффективность цеолитов как фильтрующего материала. По данным водоочистной станции применение цеолитов вместо песка дает возможность повысить объем фильтрации в 1,5-2 раза и повысить грязеемкость фильтра на 20-50%.

Преимуществом цеолитовой загрузки, по сравнению с песчаной, является и то, что кажущаяся плотность цеолита в воде ниже кварца в 1,5-2 раза, что существенно улучшает промывку фильтра при меньших скоростях промывного раствора. В то же время, плотности цеолита достаточно при фильтрации тонких взвесей без раздвижения загрузки при фильтрации, это обстоятельство особенно важно при отделении тонких взвесей.

Загрузка фильтров цеолитом вместо кварцевого песка улучшает качество фильтрации на 30% при одновременном увеличении скорости и продолжительности фильтрации на 20-50%.

В Иркутском политехническом институте проводились исследования по очистке сточных вод с концентрацией аминов и талового масла до 30 мг/л. Остаточная концентрация аминов в сточной воде после сорбционной очистки составила 0,08 мг/л. Степень очистки, в зависимости от времени, составляла от 90 до 99,6 процента. Степень очистки масла в первые 5 минут достигает до 87,4 процента и затем падает, степень очистки аминов, наоборот, возрастает.

По результатам исследований Восточно-Сибирского технологического института цеолитизированные породы пригодны для использования без предварительной подготовки; сорбция цеолитсодержащих пород увеличивается после обработки хлоридом натрия. При пропускании сточных вод происходит разделение компонентов. Для регенерации пригоден раствор хлорида натрия. Заметно возрастает поглотительная способность при повторном использовании.

При скорости фильтрования 15 – 20 м3/час поглощается до 80 – 90 % меди и до 50 % цинка, при двухступенчатом режиме фильтрования извлечение цинка увеличивается до 80 – 90%. Величина обменной емкости составляет соответственно от 0,2 до 0,4 % и от 0,1 до 0,2 % по весу, считая на медь и цинк.

Принимая во внимание устойчивость цеолита к слабокислым и слабощелочным средам и его механическую прочность, а так же, положительные результаты цеолита на фильтрации и результаты сорбции, можно однозначно сказать о целесообразности применения его для очистки воды с большим содержанием взвесей, при этом, возможно ожидать сокращение эксплуатационных расходов за счет:

    • совмещения операций фильтрации и сорбции;
    • снижения затрат на приобретение синтетических каонитов;
    • сокращения числа аппаратов на водоподготовке.