ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изготовление углеродных сорбентов из отходов. Природные и синтетические сорбенты из "Сорбционная очистка воды" В промышленности и городском хозяйстве образуется ежедневно огромное количество органических отходов, содержащих углерод. Последние можно утилизировать для производства углеродных сорбентов, пригодных для очистки воды. При этом решается одновременно три проблемы уничтожение отходов, сохранение сырья и очистка воды. В настоящее время из отходов целлюлозно-бумажной промышленности серийно выпускаются АУ марок Nu har Aqua, Nu har С, Nu har V [2]. [c.14] Отходы гидролизной промышленности (прежде всего лигнин) также служат крупной сырьевой базой для изготовления АУ. В первой половине 80-х гг., по прогнозам, на заводах страны образуется до 1,5 млн. т лигнина. На производство товарной продукции пока идет лишь 30—40% лигнина [17]. Термическая переработка лигнина на угли — одно из важных направлений утилизации его. В результате многолетних исследований в нашей стране разработаны несколько технологических схем и оборудование для получения лигниновых углей в виде порошков и гранул с различной структурой и свойствами. Несколько лет действует опытное производство лигниновых осветляющих АУ [17, 18]. [c.15] Угли из лигнина получают по следующей технологической схеме [17] размол — фракционирование — формование массы — сушка — пиролиз — активация — рассев (помол). При необходимости в лигнин вводят активирующие, связующие и уплотняющие материалы, являющиеся также отходами производства. Все это позволяет получать сорбенты с различными физико-химическими и механическими свойствами. Термообработку ведут в барабанных печах и печах с кипящим слоем. Себестоимость лигниновых сорбентов ниже, чем промышленных углей с аналогичными характеристиками. Эти сорбенты с успехом используют для очистки воды [1, с. 185]. [c.15] Для очистки сточных вод большой интерес представляют углеродные сорбенты, получаемые из избыточного активного ила, содержащего более 50% углерода. В наиболее простом случае обезвоженный и подсушенный ил подкисляют и смешивают с формальдегидом, дальнейшая термообработка — по общепринятой схеме [19]. Полученный гранулированный сорбент способен извлекать из воды синтетические и поверхностно-активные вещества (СПАВ), красители и нефтепродукты. Однако эта технология требует дополнительно связующего и активаторов, а сорбент обладает невысокой емкостью. [c.15] ПАУ и ГАУ можно получать из активного ила без введения реагентов. Ил, обезвоженный на центрифуге, сушат 16 ч при 105°С, а затем карбонизуют 4 ч при 700 °С в инертной среде. Карбонизат активируют водяным паром при 800 °С до обгара 30%. Полученный сорбент имеет Sz =200 м /г и Vn =0,31 см /г, но прочность его низка. Емкость его достигает 150 мг ХПК/г из 4 г сухого ила получают 1 г ПАУ. Однако ПАУ, производимого только из избыточного активного ила, недостаточно для доочистки сточных вод той же станции, поэтому необходим его возврат и повторное использование [19]. [c.15] К углеродным сорбентам можно отнести также смешанные материалы, включающие неуглеродное вещество или включенные в него. Например, если измельченную сухую глину, насыщенную до определенной глубины маслом или другими углеводородами, в течение двух часов сушить при 160°С, а затем кар-бонизовать при 220°С, то в результате получается сорбент для очистки воды от нефтепродуктов (яп. пат. 51-84286). [c.16] Тонкодисперсные отходы производства АУ в смеси с небольшим количеством бентонита, силикагеля и 40—60% гелеобразной целлюлозы формуют в виде гранул размером 0,1—0,5 мм, которые используют для извлечения из воды органических примесей с размерами молекул 1—8 нм. Сорбенты, состоящие из нескольких тонкодиспергированных веществ, могут проявлять значительно большую сорбционную активность, чем обычные угли, вследствие изменения пористой структуры материала в данном случае проявляется синергетический эффект. [c.16] Производство любого сорбента, даже из отходов, — это особый технологический процесс, рентабельность которого резко уменьшается при снижении производительности установок. На локальных очистных сооружениях, где расходуется 1—10 т сорбента в год и регенерация его нецелесообразна, можно использовать природные углеродные сорбенты торф, бурый уголь и кокс. Сорбционная емкость этих материалов в 3—10 раз ниже, чем у промышленных АУ, однако их низкая стоимость, доступность и возможность дальнейшего использования в качестве топлива позволяют широко использовать их как для предварительной очистки, так и собственно очистки сточных вод. [c.16] Извлечение органических и неорганических загрязнений при помощи природных углеродных материалов (торф, уголь) во многом обусловлено не физической сорбцией, а хемосорбцией — взаимодействием сорбата с функциональными группами, в значительном количестве находящимися на поверхности сорбентов. Например, извлечение катионных флотоагентов происходит вследствие химического взаимодействия аминогрупп вещества с кислотными компонентами торфа. [c.17] Физико-химические и механические свойства АУ не всегда удовлетворяют современным технологическим требованиям — они недостаточно прочны, малоэффективны при извлечении полярных и диссоциирующих молекул, а их регенерация возможна при условии соблюдения жестких требований. Поэтому интенсивно ведется работа по созданию синтетических сорбентов, лишенных недостатков АУ. [c.17] Вернуться к основной статье