ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Неуглеродные сорбенты из "Сорбционная очистка воды" Для очистки воды все большее применение находят неуглеродные сорбенты естественного и искусственного происхождения (глинистые породы, цеолиты и некоторые другие материалы). Использование таких сорбентов обусловлено достаточно высокой сорбционной емкостью их, избирательностью, катионообменными свойствами некоторых из них, сравнительно низкой стоимостью и доступностью (иногда — как местного материала). [c.18] Глинистые породы (табл. ГЗ), в состав которых обычно входят материалы с регулярной структурой, — наиболее распространенные неорганические сорбенты для очистки воды. По структуре и физико-химическим свойствам их можно разделить на несколько групп [4, 26]. [c.18] У слоистых сорбентов с жесткой структурой (каолинит, тальк и гидрослюда) активная поверхность обусловлена лишь вторичной структурой, т. е. переходно- и макропористыми пространствами между микрокристаллами силикатов. Площадь поверхности каолинита 60 м /г. [c.19] Слоисто-ленточные минералы (полыгорскит и сепиолит) обладают развитой вторичной пористой структурой с микропорами размером 2гэфф =0,37—1,1 нм они эффективны при сорбции высокомолекулярных соединений. [c.19] Механизм сорбции загрязнений из воды на глинистых минералах достаточно сложен и включает вандерваальсовы взаимодействия углеводородных цепочек с развитой поверхностью микрокристаллов силикатов и кулоновское взаимодействие заряженных и поляризованных молекул сорбата с положительно заряженными участками поверхности сорбента, содержащими ионы Н+ и А1 +. [c.19] Наибольшее распространение глинистые материалы получили для обесцвечивания воды [28], удаления неорганических примесей и особо токсичных хлорорганических соединений и гербицидов [27, 29], различных СПАВ [26]. В нашей стране в 1975 г. для очистки воды и пищевых продуктов было использовано ПО тыс. т бентонитовых глин [4], а в США -380 тыс. т. Стоимость природных сорбентов в десятки раз ниже, чем искусственных, поэтому часто их не регенерируют. Природные сорбенты добывают во многих районах СССР в непосредственной близости от места потребления, что постоянно расширяет масштабы их применения для очистки воды. [c.20] В последнее время наибольшее внимание уделяется природным каркасным алюмосиликатам, особенно их разновидности, называемой цеолитами. Эти материалы имеют отрицательно заряженный трехмерный алюмосйликатный каркас со строго регулярной тетраэдрической структурой. В промежутках каркаса находятся гидратированные положительные ноны щелочных металлов, компенсирующие заряд каркаса, и молекулы воды. При нагревании цеолитов из них выделяется вода (цеолит — кипящий камень ) и образуются адсорбционные полости, соединяющиеся между собой и с внешним пространством входами-окнами малых размеров. По этой причине цеолиты сорбируют лишь молекулы веществ, критический размер которых меньше эффективного размера входного окна от этого и их второе название — молекулярные сита. [c.20] Нагревание клиноптилолита до 170°С вызывает десорбцию гидратной воды, содержание которой достигает 13% (масс.). Нагревание выше 450 °С приводит к снижению способности цеолита сорбировать воду, а обработка его при температуре выше 750 °С обеспечивает полную устойчивость клиноптилолита в воде. [c.21] Для получения прочных и водостойких фильтрующих материалов из природных цеолитов их, так же как глины, нагревают в печах с хлоридом и карбонатом натрия при 1000 °С. Если нагревание вести быстро, то они вспениваются, в результате чего объем и пористость цеолитов увеличиваются в 5—20 раз. Например, пористость невспученного перлита 30—40%, рн = = 1400—2200 г/дм после же вспучивания объем увеличивается в 15—20 раз. рн = 90—140 г/дм , а пористость возрастает до 90% [26]. Стоимость перлита, готового к употреблению, 100 руб/т [1, с. 77]. [c.21] Обработка поверхности цеолитов кремнийорганическими соединениями делает ее гидрофобной, что улучшает сорбцию нефти из воды. [c.21] Природные цеолиты используются в виде порошков и фильтрующих материалов для очистки воды от СПАВ, ароматических и канцерогенных органических соединений, красителей, пестицидов, коллоидных и бактериальных загрязнений. В США выпускается более 30 видов фильтрующих порошков из природных сорбентов для очистки воды. [c.21] Предложены принципиально иные, хотя и малораспространенные, методы изготовления сорбентов. Например, обработкой разбавленной соляной кислотой асбестового волокна (диаметр 0,03 мкм) с добавкой силикагеля (массовое соотношение 1 25 1) получают сорбент для очистки воды от органических примесей, обладающий емкостью по метиленовому голубому 224 мг/г, а без добавки силикагеля — лишь 31 мг/г (яп. пат. 52-32760). [c.21] Для адсорбции железа и марганца из подземных вод предложено использовать в качестве сорбента химически устойчивую кристаллическую окись МпО крупностью 0,3—5 мм, полученную путем электролитического осаждения ее из раствора МпС]г (яп. пат. 52-14549). Для избирательной сорбции тяжелых металлов (Нд, Сс1, Сг, РЬ, Си) из сточных вод, содержащих также катионы щелочных и щелочноземельных металлов, предложен порошкообразный активированный феррит, сорбционная емкость которого в 1000 раз превышает таковую у магнетита регенерируется этот сорбент соляной кислотой (яп. пат. 52-84198). Упомянутые и сходные с ними предложения отражают наличие широких возможностей использования местных материалов и отходов для очистки воды сорбционными методами. [c.21] Вернуться к основной статье