Активированный алюмосиликатный сорбент «Глинт» - сорбент нового поколения

	Научно-технический журнал «Инженерные системы» АВОК - Северо-Запад, июнь 2008г.

Активированный алюмосиликатный сорбент «Глинт» - сорбент нового поколения

С учётом непрерывно возрастающих требований к качеству потребляемой воды в отечественной практике с каждым годом все шире используются новые сорбционные материалы, обеспечивающие более эффективную очистку природных и сточных вод по сравнению с традиционными инертными и сорбционными фильтрующими загрузками.

К числу таких материалов относится производимый активированный алюмосиликатный сорбент (торговая марка «Глинт»), который даже по сравнению с такими известными сорбентами, как активированные угли и цеолиты характеризуется рядом существенных преимуществ:

-  гораздо более глубокая степень очистки природных и сточных вод от растворенных в них катионов тяжёлых металлов (железо, медь, марганец, кадмий, никель, хром, цинк и др.);

-  простота регенерации, позволяющая в течение не более 1 часа восстанавливать сорбционную ёмкость материала путём его несложной обработки непосредственно в фильтре.

Алюмосиликатный сорбент «Глинт» представляет зернистый материал, получаемый путём термической обработки глины с использованием магнийсодержащих добавок.

Обладая подщелачивающим действием, сорбент «Глинт» эффективно удаляет из природных и сточных вод катионы тяжёлых металлов, превращая их в низкорастворимые гидроксиды с последующим отложением последних в виде рыхлого осадка на поверхности зёрен, обладающих положительным зарядом порядка +14,5 мВ.

Задержанный на поверхности зёрен сорбента осадок легко удаляется при обратной промывке слоя сорбционной загрузки. Режимы фильтрования и промывки в фильтре сорбента «Глинт» аналогичны рекомендуемым для инертных загрузок.

Особенностью сорбента «Глинт» в отличие от других сорбционных материалов, как уже отмечалось, является возможность его достаточно простой активации путём обработки специальными активирующими растворами (3-4% раствор солей магния и (или) щелочного агента) без выгрузки материала из корпуса фильтра. В процессе активации происходит насыщение пористой структуры зёрен сорбента ионами магния взамен перешедших в раствор в процессе фильтрования воды. Необходимость в наличии узла активации несколько усложняет схему очистки, но для установок средней и большой производительности экономически оправдывается на стадии эксплуатации.

При эксплуатации фильтра с сорбционной загрузкой и её плановой дозагрузки (из-за потерь в условиях постоянной эксплуатации) происходит постепенное естественное обновление поверхности зёрен сорбента и его пористой структуры в том числе и за счёт истирания.

Для изучения эффективности извлечения из сточных вод катионов тяжёлых металлов алюмосиликатным сорбентом «Глинт» в 2004-ом году в ГУ "Городской лабораторный центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора" (г. Санкт-Петербург) были проведены соответствующие исследования с использованием модельных растворов, приготовленных добавлением к очищенной воде реактивов: сульфатов никеля, кадмия, марганца, цинка, меди, хрома, треххлористого железа, азотнокислого свинца. Результаты исследований приведены в табл.1.

Таблица 1

Результаты очистки модельных растворов (данные из протокола лабораторых испытаний № 000/44-2 от 22.12.04 г.)

№ п/п	Наименование показателя	Единицы измерения	Результаты измерения	НД на метод иссисследования
Исх. раствор	После очистки
1	Никель	мг/дм3	94,0	0,0035	ПНДФ 14.1:2:4.140-98
2	Свинец	мг/дм3	58,5	0,007	ПНДФ 14. 1:2:4.140-98
3	Кадмий	мг/дм3	81,1	0,004	ПНДФ 14.1:2:4.140-98
4	Железо	мг/дм3	100,0	<0,05	ПНДФ 14.1:2:4.140-98
5	Марганец	мг/дм3	81,0	0,0047	ПНДФ 14.1:2:4.140-98
6	Цинк	мг/дм3	66,3	0,0024	ПНДФ 14. 1:2:4.140-98
7	Медь	мг/дм3	60,1	0,002	ПНДФ 14.1:2:4.140-98
8	Хром +3	мг/дм3	180,0	0,006	ПНДФ 14.1:2:4.140-98

Как свидетельствуют результаты выполненных исследований, сорбент «Глинт» обеспечивает высокую степень снижения концентрации ионов тяжёлых металлов в водных растворах.

К настоящему времени в производственных условиях технология очистки промстоков с использованием активированного алюмосиликатного сорбента реализована на », (г. Санкт-Петербург), по выпуску алмазного инструмента» (г. Томилино Московской обл.), АО «Муромский радиозавод» (г. Муром), металлургический комбинат» (г. Ступино Московской обл.), Электротехнического Оборудования» (г. Великие Луки) и на ряде других предприятий.

Так, например, в ОАО "Ступинская металлургическая компания" (г. Ступино Московской области) для очистки образующихся на предприятии сточных вод (в количестве до 3500м3/сут) с 2000 года используется блок безнапорных фильтров, загруженных активированным алюмосиликатным сорбентом. Несмотря на существенную загрязненность стоков: нефтепродукты – до 20 мг/л, Cr 3+ - до 10 мг/л, Cu 2+ - до 5 мг/л, Fe 3+ - до 10 мг/л, Аl 3+ - до 5 мг/л, Ni 2+ - до 10 мг/л, Zn2+ - до 5 мг/л, водородный показатель рН равен 6-7,5, многолетний опыт эксплуатации этого блока показал, что получаемый в результате очистки фильтрат по качественным показателям не превышает ПДК вредных веществ для водоемов рыбохозяйственного назначения. Регенерация сорбента производится через 5-7 суток 3% раствором кальцинированной соды. Ежегодные потери сорбента за счёт истирания не превышают 5%. Себестоимость очистки (по данным предприятия) – 4,5 руб./м3.

В целом, на всех объектах, где осуществлялась очистка стоков с использованием сорбента «Глинт» достигались надёжность и экономичность технологического процесса при высоком качестве очистки стоков.

Дальнейшими исследованиями было установлено, что наличие в структуре сорбента «Глинт» избыточных катионов щелочноземельных металлов создает предпосылки для применения материала и в процессах водоподготовки.

Было установлено, что при фильтровании подземных и поверхностных природных вод через сорбент «Глинт» обеспечивается не только снижение содержания железа и марганца, но и цветности и окисляемости.

Для проверки промышленной пригодности активированного алюмосиликатного сорбента «Глинт» в технологии кондиционирования воды для питьевого водоснабжения в 2004 г. были проведены с участием ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» тестовые испытания на подземной воде месторождения «Ржавая канава».

Результаты испытаний приведены в табл.2

Таблица 2

Результаты очистки подземной воды месторождения «Ржавая канава»

Показатели качества, ед. изм.	Исходная вода/фильтрат
16 авг.	17 авг.	18 авг.	19 авг.	20 авг.	23 авг.	24 авг.	25 авг.	26 авг.	27 авг.
Окисляемость, мгО2/л	5,9/5,0	6,1/ 1,4	6,9/1,8	6,1/1,7	6,6/1,7	5,9/1,9	6,7/ 2,2	7,4/ 2,6	7,4/2,8	7,2/3,0
Цветность, град.	152/32	108/5	48/9	156/8	148/10	136/4	164/7	136/7	144/7	96/8
Общее железо, мг/л	6,9/1,6	8,1/ 0,18	8,1/ 0,27	8,3/ 0,29	7,9/ 0,37	8,3/ 0,085	8,1/ 0,19	8,0/ 0,17	7,9/ 0,14	7,8/ 0,23
Марганец, мг/л	0,74/ 0,19	0,74/ 0,011	0,74/ 0,026	0,74/ 0,037	0,71/ 0,045	0,75/ 0,0078	0,73/ 0,052	0,72/ 0,025	0,71/ 0,023	0,72/ 0,049
Кремний, мг/л	7,9/5,1	9,2/ 3,2	9,9/3,2	9,5/4,4	9,2/5,4	9,3/3,6	9,5/ 4,9	8,8/ 5,0	8,7/5,3	9,1/5,5
Общий углерод, мг/л	55/ 32	58/ 27	57/ 30	58/42	57/41	59/34	58/42	58/ 42	57/ 42	58/ 43
Общий органический углерод, мг/л	8,1/4,8	9,6/ 3,8	9,6/3,9	9,5/3,1	8,5/3,5	9,6/3,4	9,4/ 3,9	9,2/ 4,3	8,7/4,5	9,5/4,1

Как видно из представленных данных, сорбент «Глинт» характеризуется высокой эффективностью не только в процессах очистки подземных вод от таких загрязнений, как органосодержащие железо и марганец, но и в процессе их умягчения.

Практически аналогичные результаты были получены и при очистке подземных вод в п. Лупполово (Ленинградская обл.).

С учётом полученного положительного эффекта актированный алюмосиликатный сорбент «Глинт» в последние годы находит всё более широкое применение в качестве фильтрующей загрузки при очистке подземных вод для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения. Так, он используется на предприятиях (Якутия, г. Мирный), (Ямало-Ненецкий автономный округ), машиностроительный завод» (г. Вязьма) и др.

В 2005 г. под методическим руководством заместителя директора по научной работе Санкт-Петербургского научно-исследовательского института коммунального хозяйства д. т.н. проводились на базе Водоканалов г. г. Выборга, Череповца, Всеволожска исследования по изучению возможности повышения эффективности работы водоочистных сооружений за счёт применения порошкообразной фракции сорбента «Глинт» (журнал «Вода и экология», №4 2005 г. , ).

На основании приведенных исследований было установлено, что при введении в воду порошкообразного алюмосиликатного сорбента дозой порядка 5,0 мг/л производительность отстойников или осветлителей со взвешенным осадком может быть увеличена (без ухудшения качества очистки) не менее чем на 15-20%.

Таким образом, выполненные исследования, а также опыт использования активированного алюмосиликатного сорбента «Глинт» в производственных условиях убедительно свидетельствует о целесообразности его применения, как одного из наиболее эффективных сорбентов нового поколения, не только в технологиях очистки сточных вод, но и в ряде процессов очистки природных вод для хозяйственно-питьевых целей.

С учётом изложенного, в своей практической работе сорбционные технологии с применением сорбента «Глинт» используют различные научно-производственные организации такие как «ПГУПС» (Университет путей сообщения) г. Санкт-Петербург, «Ленводоканалпроект» ( Институт "Ленинградский Водоканалпроект"), – Гипрокоммунводоканал» г. Санкт-Петербург, НИИ «Гипрошахт» г. С-Петербург, г. Минск Респ. Беларусь, им. Лившица» г. Тамбов, г. Владимир, г. Смоленск, г. Кольчугино Владимирской обл. и др.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ

– к. т.н., главный технолог Минерал»

– генеральный директор Минерал»

- д. т.н., зам. директора