Барият, един от елементите в периодичната таблица на Менделеев, е открит през 1774 г. от известния химик и фармацевт Карл Шееле от Швеция. Барият е алкалоземен метал, сребристо-бял на цвят, мек, леко вискозен. Запознайте се с него сред природата чиста форманевъзможно е, изолира се, ако е необходимо, от съединения - силикати, карбонати, сулфати; както и минерали, по-често тежък шпат (барит). Барий се намира и във водата, в живите организми – животински тъкани, някои растения.
барий в тялоточовек
А какво означава барият за нас, каква роля играе в човешкото тяло? Според биолозите тя не е добре разбрана, дори условно не се счита за жизненоважна. важен елемент. Барият обаче се проучва и скоро ще стане известно повече за неговата роля. Междувременно учените го приписват към групата на токсичните ултрамикроелементи.
При заболявания на храносмилателната система, някои заболявания на сърдечно-съдовата система, съдържанието на барий в организма намалява. Доказано е, че дори незначителни количества барий имат забележим ефект върху гладката мускулатура - в края на краищата в случай на отравяне с барий се забелязва силна мускулна слабост, появяват се мускулни спазми.
И въпреки че ролята на бария не е напълно разбрана, дневна дозатой, необходим за човек, се определя: 0,3 - 0,9 mg. Освен това релаксиращият ефект на бария не винаги е вреден: учените са доказали, че барият работи едновременно с ацетилхолина, който е основният невротрансмитер, помага за отпускане на сърдечния мускул.
барий в храните
Барият влиза в човешкото тяло с вода, храна. Някои морски дарове съдържат десетки пъти (морските растения - стотици) повече от морската вода. Съдържанието на барий в растенията - соя, домати може да бъде няколко десетки пъти по-голямо от съдържанието в почвите, върху които растат; понякога се случва много барий да има в питейната вода, но не често; а във въздуха - доста.
Излишък от барий
Човешкото тяло, чието телесно тегло е около 70 kg, съдържа около 20-22 mg барий. Разтворимите бариеви соли в червата се абсорбират в малко количество; в дихателните органи може да бъде 6-8 пъти повече. Барият присъства не само в тъканите на мускулите и кръвта - в костите, зъбите, съдържанието му е по-голямо, отколкото в другите тъкани на тялото - почти 90%. Барият в тялото взаимодейства добре с калция - той е в състояние да го замести в костите, тъй като има свойства, близки до него. биохимични свойстваи. Но в случай на постоянно излишно снабдяване с барий - например, ако е в изобилие в почвата - възниква нарушение на калциевия метаболизъм, което може да доведе до развитие на сериозно заболяване - болест на Уров, която се характеризира със забавяне на процесите на осификация, бързо износване на опорно-двигателния апарат.
В човешкото тяло барий се намира в мозъка, мускулите, далака и лещата на окото.
Установено е, че доза от 200 mg е вредна за хората; по отношение на смъртоносната доза мненията се различават - тя варира от 0,8 - 3,7 g, вероятно първата цифра е по-точна.
Барият не се счита за елемент, способен да причини рак или мутация, но неговите съединения са токсични за хората, с изключение на веществото, използвано в медицината за рентгенови лъчи – бариев сулфат.
Повишеното съдържание на барий в организма влияе негативно на невроните, кръвните клетки, сърдечната тъкан и други органи.
Как излишният барий попада в тялото? Според биолозите това е т. нар. „прекомерен прием" - въпреки че не уточняват как се получава. Има предположение, че това може да са промишлени и битови отравяния.
Бариев флуорид, използван в дървообработването, производството на инсектициди - следователно се използва в селско стопанство, но върху хората и животните може да има лошо влияниеи затова изисква внимателно проучване.
Проучванията потвърждават, че жителите на селските райони са по-склонни да страдат от левкемия на места, където се използват бариеви съединения за контрол на вредителите; някои видове довършителни материали - например мазилка, могат да причинят заболявания при строителите, работещи с тях.
За опасни за човека се считат и водоразтворимите бариеви соли – карбонати, сулфиди, хлориди, нитрати; но бариевите сулфати и фосфати са практически безопасни.
При отравяне с бариеви соли симптомите са ясно изразени: усещане за парене в устата, хранопровода, обилно слюноотделяне, гадене, повръщане, диспепсия, колики в червата. Признаци на поражение нервна система: нарушения на мозъчната дейност, нарушена координация на движенията, поява на шум в ушите, виене на свят; признаци на увреждане на сърдечно-съдовата система: брадикардия, слаб екстрасистолен пулс; обилно изпотяване - студена пот, бледа кожа.
Хроничното отравяне може да възникне при работници в опасни производства, то няма толкова рязко проявление. При вдишване на прах, съдържащ бариеви съединения, с течение на времето работниците развиват пневмокониоза - увреждане на белите дробове с образуване на фиброзен процес в тях. В съединителната тъкан се появяват белези и удебеления, развива се прогресиращ задух, проявяващ се със суха кашлица. Постепенно се присъединяват признаци на белодробна недостатъчност, настъпват промени в дихателните пътища и други усложнения: бронхит, пневмония, туберкулоза.
Барият е открит през 1774 г. от известния шведски фармацевт Карл Шееле. И голямо разочарование е, че толкова важно откритие се забави, защото можеше да бъде направено още през Средновековието, ако местните алхимици обръщаха повече внимание на научните руди, а не на изобретяването на философския камък. Много от тях мечтаеха да се научат как да получават чисто злато от евтини метали, но напразните опити не доведоха до нищо. Но именно тези експерименти се превърнаха в предпоставки за откриването на барий.
През седемнадесети век Винченцио Касиороло, италиански алхимик и обущар, събрани в едно, открил голям тежък камък в планините и се опитал да го тества за злато. С помощта на въглища и олио нещастният златотърсач калцинира камъка, но в него не е открито нищо ценно, но се случва нещо интересно. Камъкът започна да свети с червена светлина и това сияние не изчезна дори след пълно охлаждане. Винсентио разказва на колегите си за своето откритие, които започват да провеждат различни експерименти върху подобни камъни, като искат да получат злато.
И само 170 години по-късно Шееле открива бариев оксид. Но в чиста форма този метал е получен от английския химик Хъмфри Дейви едва през 1808 г. Барият получи името си поради гравитацията си, тъй като на гръцки „барий“ означава „тежък“. Всъщност сред всички леки метали (а именно барият принадлежи към тях) този елемент има най-значимото тегло. Така че името е напълно оправдано.
Барият е алкалоземен метал, има сребристо-бял цвят, а текстурата на този елемент е мека и леко вискозна. Не се среща в чист вид в природата. Барият се получава изкуствено от сулфати, карбонати, силикати, както и от барит и тежък шпат. Освен това този метал може да се намери във вода и живи организми: растения и животински органи.
Биологична роля
Каква е ролята на бария в човешкия живот. Според учените този метал все още не е добре проучен. И по тяхното единодушно мнение, тя не притежава жизненоважна стойност. Но процесът на изучаване на метала все още не е приключил, така че всичко може да се промени радикално и сега барият е класифициран като токсичен ултрамикроелемент.
В различни заболяванияСтомашно-чревни, както и сърдечно-съдови заболявания в организма, нивото на барий рязко намалява. Също така стана известно, че малко количество от този минерал може да повлияе на гладката мускулатура на червата, например при отравяне с барий може да се появи мускулна слабост и дори мускулни спазми.
Симптоми на предозиране и дефицит на барий
Човек с телесно тегло около 70 кг съдържа поне 20-22 mg барий. Бариевите соли се абсорбират в червата в най-малки количества, но в дихателните пътища този елемент е 5-6 пъти повече. Барият се намира не само в мускулните тъкани, той се намира и в мозъка, и в далака, и в лещата на окото, и в кръвта, в костите и зъбите. Последните съдържат най-голямото числобарий в сравнение с други органи и тъкани. В зъбите и костите – около 90% от общия брой. Този елемент хармонизира много добре с калция, ако е необходимо, може дори да го замени, тъй като тези минерали са много сходни по своите химични свойства. Но при прекомерно количество барий, например, когато съдържанието му в почвата е превишено, калциевият метаболизъм може да бъде нарушен. И в резултат на това можете да спечелите болестта на Уров - сериозно заболяване, на фона на което поради бързото измиване на калция процесите на осификация се забавят и мускулно-скелетната система се износва възможно най-скоро.
Дозата барий, която е вредна за човешкото здраве, е приблизително 200 mg. И смъртоносната доза не е ясно дефинирана, според някои източници започва от 0,8 г, според други - от 3,8 г. Но все пак първият вариант изглежда по-вероятен.
Барият не причинява рак или мутация, но опасността се крие в неговата токсичност. Безопасен е само бариевият сулфат, който се използва в медицината, използва се за рентгенови лъчи. Когато съдържанието на барий в тялото е надвишено, то започва да засяга кръвните клетки, мускулната тъкан, невроните, сърдечната тъкан и други важни органи.
Прекомерният прием на барий в човешкото тяло в повечето случаи е свързан с промишлено или битово отравяне. Поне така учените обясняват феномена.
Много индустрии използват този метал. Сред тях са маслени, електротехнически, хартиени, стъклени, бои и лакове, металургични, каучукови, керамични, печатарски и много други.
Бариевият флуорид се използва при обработката на дървесина и при производството на инсектициди. По този начин се използва и в селскостопанския сектор, като това вещество е токсично както за хората, така и за животните и растенията. Ето защо тя трябва да бъде правилно проучена.
Според учените в онези райони на селските райони, където барият се използва активно за борба с вредителите, заболяване като левкемия е много по-често срещано. И дори такива банални неща като гипса съдържат съединения на този метал, което означава, че строителите също имат риск от развитие на някаква болест на фона на излишък от барий.
Много опасни са водоразтворимите бариеви соли: карбонати, сулфати, нитрати и хлориди. Само бариеви фосфати и сулфати се считат за безопасни.
При отравяне с бариеви соли се появяват следните симптоми: усещане за парене в устата, обилно слюноотделяне, повръщане, чревни колики, диария, обилно изпотяване и бледност на кожата. Нервната система също дава сигнали за дистрес: появява се шум в ушите, нарушава се координацията, мозъчната дейност е разстроена. Пулсът отслабва, може да се появи аритмия или брадикардия.
Има и хронична формаотравяне с барий. Вярно е, че проявлението му не е толкова остро, колкото в остра форма, но е не по-малко опасно за хората. Подобен проблем може да възникне само при хора, работещи във фабрики, където въздухът е замърсен с бариеви съединения. Факт е, че вдишването на прах с такива съединения води до множество заболявания. респираторен тракт, които се утежняват от фиброзния процес. Белезите и удебеляването на тъканите водят до силен задух, който непрекъснато прогресира, носейки със себе си суха неконтролируема кашлица и болка в гърдите. Последствията могат да бъдат не само промяна в дихателните пътища и белодробна недостатъчност, но и пневмония, различни бронхити и туберкулоза.
Излишъкът от барий е доста труден за коригиране. В някои ситуации успешният резултат е почти невъзможен. За неутрализиране на бариеви соли е необходимо да се въведат сулфатни соли на калций и магнезий. Само те са в състояние да превърнат бариеви соли в сулфати, които след това могат безопасно да бъдат отстранени от тялото.
При тежко отравяне помощта трябва да бъде светкавична, което понякога е невъзможно в такива ситуации фатален изходможе да се случи в рамките на 24 часа. Вече 0,2-0,5 g от тези вещества могат да причинят тежко отравяне, да не говорим за 0,8 g, което може да доведе до смърт.
При такова тежко отравяне е спешно да се направи стомашна промивка и клизма с разтвор на магнезиев сулфат и натрий. С помощта на еметици могат да се отстранят неразтворимите бариеви соли, но това трябва да се случи вече в болнични условия, както и последващо лечение.
Малцина биха си помислили да приемат барий през устата, но в медицинска практикаимаше случаи, когато се използваше погрешно вместо друго лекарство. Ето защо трябва да знаете как да се държите в такава ситуация.
Ако говорим за работа в опасни производства, тогава основното тук е да се направи спектрален анализ на косата навреме, специална процедура, която ще помогне да се определи наличието на хронично отравяне с бариеви соли. В крайна сметка не можете да забележите проблеми в продължение на много години, докато един ден не дойде криза. Разбира се, цената на процедурата е доста голяма, но здравето все пак е по-скъпо. Така че си струва да се предпазите и да се тествате, а в допълнение към това е препоръчително от време на време да анализирате питейната вода във вашия регион.
Дневна нужда от барий
Въпреки факта, че свойствата на бария са слабо разбрани, има дневна ставкатози минерал. Тя се равнява на 0,3-0,9 mg на ден. Въздействието на бария върху човешкото тяло не винаги е отрицателно. Когато действа заедно с ацетилхолин (един от основните невротрансмитери), тяхното комбинирано действие отпуска сърдечния мускул.
Човешкото тяло получава барий чрез вода и храна. Морските дарове са много богати на този минерал, в тях го има в пъти повече, отколкото в морската вода, а в морските водорасли е дори повече. Същото се отнася и за растенията: ако почвата е богата на барий, тогава растението, отглеждано върху нея, ще надвиши това количество няколко пъти. Във водата може да има и много барий, всичко зависи от местоположението на източника, но във въздуха няма много от този елемент.
Елемент от периодичната таблица на Менделеев барийе открит от Карл Шееле, известен шведски химик и фармацевт, през 1774 г. Откриването му обаче би могло да се случи по-рано, ако средновековните алхимици мислеха повече за науката, отколкото за средствата за постигане на богатство. Известно е, че много от тях прекарват живота си в безплодно търсене на злато от по-евтини елементи и умират, без да постигнат нищо.
В самото начало на 17-ти век на един италиански обущар Винченцо Кашароло, който също се занимава с алхимия (тогава само мързеливите и тези, които имат реални източници на доходи не го правят), му хрумва да провери наличието от злато тежък камък, намерен в близките планини. Първо, той го калцинира с въглища и олио, но не получи злато, но получи интересен червеникав блясък, който не изчезна дори когато калцинираният камък вече беше изстинал. Алхимикът обущар сподели откритието си с колегите си и всички започнаха да работят заедно, за да изолират златото от подобни камъни, провеждайки стотици експерименти с различни вещества. Мина доста време, но злато нямаше и тежките камъни постепенно се забравиха.
Почти 170 години по-късно Шееле прави своето откритие – получава бариев оксид – BaO.
Англичанинът Хъмфри Дейви, също известен химик, през 1808 г. въпреки това изолира нов елемент, наречен барий - "тежък", от гръцкото "барис". Днес знаем, че барият принадлежи към леките метали, но сред тях той наистина е най-тежкият, така че името му напълно оправдава.
Барият е сребристо бял алкалоземен метал, който е мек и леко вискозен. В природата не се среща в чиста форма и, ако е необходимо, се изолира от съединения - карбонати, сулфати, силикати; и минерали, главно тежък шпат или барит. Барий се намира и във водата, както и в живите организми – някои растения и животински тъкани.
барий в храните
Барият влиза в човешкото тяло с храна и вода. В някои морски дарове той е десетки (а в морските растения - стотици) пъти повече, отколкото в морската вода. В растенията – домати, соя и др., може да има десет пъти повече барий, отколкото в почвите, върху които растат; в питейната вода има много барий, но не толкова често; има малко във въздуха.
барий в тялото
Какво означава барият за нас и каква е неговата роля в човешкото тяло? Биолозите казват, че е недостатъчно проучен, но не го смятат за жизненоважен елемент - дори незначително. Въпреки това, днес барият се изучава и ролята му скоро може да бъде научена повече, но засега учените го приписват на токсични ултрамикроелементи.
За болести храносмилателната система, някои сърдечно-съдови заболявания, количеството барий в човешкото тяло намалява. Установено е също, че дори в незначителни количества той значително влияе върху състоянието на гладката мускулатура - не напразно отравянето с барий причинява мускулни спазми и силна мускулна слабост.
Въпреки че ролята на бария не е проучена, е определена дневната му доза за хора – от 0,3 до 0,9 mg. Релаксиращият ефект на бария не винаги е вреден: учените са открили, че той работи „по двойки“ с ацетилхолин, един от основните невротрансмитери, и помага за отпускане на сърдечния мускул.
Излишък от барий
Човешкото тяло с тегло около 70 кг съдържа приблизително 20-22 mg барий. Разтворимите бариеви соли се абсорбират в червата в малки количества; в дихателните пътища може да бъде 6-8 пъти повече. Барий не е само в нашите мускулна тъкани кръвта - напротив, тя се съдържа в костите и зъбите повече, отколкото във всички останали тъкани на тялото - до 90%. Барият взаимодейства с калция в тялото – може дори да го замести в костите, тъй като е близък до него по биохимични свойства. При постоянен прекомерен прием на барий - например, когато има много от него в почвата - се нарушава калциевият метаболизъм и може да се развие сериозно заболяване - уроболест, при което процесите на осификация се забавят, и опорно-двигателния апарат. системата се износва много бързо.
Барий се намира в мозъка, далака, мускулите и лещата на окото.
Токсичната доза за хора е 200 mg; що се отнася до смъртоносната доза, тук мненията се различават - дадени са цифри от 0,8 до 3,7 g, въпреки че първата цифра все още е по-вероятна.
Барият не е класифициран като елемент, който причинява рак или мутация, но всички негови съединения са токсични за хората - с изключение на веществото, което се използва в медицината, когато се правят рентгенови лъчи - това е бариев сулфат.
Барий при повишено съдържание в организма засяга кръвните клетки, невроните, тъканите на сърцето и други органи.
Как се появява излишъкът от барий в тялото? Биолозите наричат това "излишен прием", но не уточняват как точно се случва това, въпреки че говорят за промишлено и битово отравяне.
Бариевите съединения се използват в много отрасли на промишлеността и производството: в електрониката, маслото, стъклото, хартията, текстилът, керамиката, боите и лаковете, каучукът, металургията, печатарството и др.
Бариевият флуорид се използва в дървообработването и производството на инсектициди, което означава, че се използва и в селското стопанство, но може да засегне животни и хора токсичен ефектследователно е необходимо внимателното му проучване.
Проучванията показват, че левкемията е по-честа в селските райони, където бариеви съединения се използват за контрол на вредителите; някои довършителни материали, като мазилка, могат да причинят заболяване при строителите, които работят с тях.
Водоразтворимите бариеви соли се считат за опасни за хората - това са сулфиди, карбонати, нитрати, хлориди; бариевите сулфати и фосфати са практически безопасни.
Ако човек е бил отровен с бариеви соли, тогава симптомите ще бъдат изразени и ярки: има усещане за парене в устата и хранопровода, силно се отделя слюнка, появяват се гадене и повръщане, колики в червата и диария. От нервната система: нарушения на мозъчната дейност и нарушена координация на движенията, шум в ушите и световъртеж; от страна на сърдечно-съдовата система: екстрасистола - често срещана форма на аритмия, брадикардия и слаб пулс; има и обилно изпотяване - потта е студена, а кожата на цялото тяло побледнява.
Хроничното отравяне, което възниква при работа в опасни производства, не се проявява толкова рязко. При вдишване на прах, съдържащ бариеви съединения, работниците развиват пневмокониоза, белодробно заболяване, при което в тях се развива фиброзен процес. В съединителната тъкан се появяват белези и удебеления и в резултат на това се развива прогресиращ задух, започващ с болка в гърдите и суха кашлица. Тогава могат да се появят признаци на белодробна недостатъчност, промени в дихателните пътища и други усложнения: пневмония, бронхит, туберкулоза и др.
Коригирането на излишъка от барий в тялото е доста трудно и не винаги е възможно да се разчита на благоприятен резултат. За неутрализиране на действието на бариеви соли се използват разтворими сулфатни соли на магнезий и калций - те предизвикват образуването на бариеви сулфати, които след това трябва да бъдат отстранени от тялото.
Ако отравянето е тежко, тогава може да нямате време да окажете помощ - смъртта може да настъпи в рамките на един ден или дори по-бързо. Поглъщането на 0,2-0,5 g бариеви соли причинява тежко отравяне, а смъртоносната доза, както вече беше отбелязано, може да бъде 0,8 g.
При такова отравяне е необходимо незабавно да се измие стомаха с 1% разтвор на магнезий или натриев сулфат и да се направи клизма с тях - 10% разтвор. Неразтворимите бариеви соли се отстраняват с еметици - като цяло всичко това, като по-нататъшно лечениесе провежда в болницата.
Не е ясно кой би си помислил да приема барий през устата, но в медицината има много случаи, когато бариеви съединения са били приети по погрешка - което означава, че все пак трябва да знаете за последствията. Що се отнася до работата в опасни индустрии, високо съдържаниебарий във вода и почва, тогава спектралният анализ на косата може да помогне тук - именно по състоянието на косата можете да видите какви промени се случват в тялото в продължение на много години - докато човек дори не знае за тях и всичко това години той е лекуван неправилно, което изостря проблема още повече.
Такъв преглед не е евтин, но не е твърде скъп; същият метод може да се използва за изследване на питейната вода в района, в който живеете.
Гатаулина Галина
за сайта на женското списание
При използване и препечатване на материала, активна връзка към женската онлайн списаниезадължително
Собствениците на патент RU 2524230:
Технологичната област, към която принадлежи изобретението
Настоящото изобретение се отнася до методи за намаляване на концентрацията на барий във вода.
Състояние на техниката
Барият често попада в отпадъчните води по време на промишленото производство. Наличието на барий в промишлените отпадъчни води ги прави токсични, така че трябва да се отстрани от отпадъчните води, за да се осигури правилно изхвърляне. Ако барият не бъде отстранен от отпадъчните води преди изхвърлянето, той може да проникне в подпочвените води и почвата. Подземните води в Средния запад на САЩ съдържат разтворим барий. Излагането на барий може да причини, наред с други неща, стомашно-чревни смущения, мускулна слабост и повишено кръвно налягане.
Добре известно е, че по време на обработката на водата върху мембраната се образуват отлагания поради наличието на барий. За да се предпази мембраната от образуване на отлагания, е необходимо да се подготви предварително, преди да се подаде вода към мембранното устройство, за да се отстрани барий. Разработени са няколко метода за намаляване на концентрацията на барий в подпочвените и отпадъчните води.
Един от начините за намаляване на концентрацията на барий е химическото утаяване на бариев карбонат чрез варуване на водата. Въпреки това, утаяването и отстраняването на барий чрез варуване е силно зависимо от pH. За да е ефективно утаяването, водата трябва да има pH между 10,0 и 10,5. Друг начин за намаляване на концентрацията на барий е химическото утаяване на бариев сулфат с помощта на коагуланти като алуминиев или железен сулфат. Въпреки това, тъй като реакцията на утаяване на бариев сулфат е бавна, е необходим двустепенен утаител за отстраняване на бария чрез конвенционална коагулация.
Друг начин за намаляване на концентрацията на барий във водата включва използването на йонообменни устройства. Йонообменните устройства обаче изискват честа регенерация на смолата с допълнителни химикали. Такава обработка, манипулиране и отстраняване на регенериращи химикали е основният недостатък на този метод. За намаляване на концентрацията на барий във водата се използват и инсталации за обратна осмоза (обратна осмоза - RO). Въпреки това, в RO инсталации, отлагания често се образуват върху RO мембраната, ако барият реагира с други замърсители, присъстващи във водата, за да образува бариев сулфат или бариев карбонат. Това намалява ефективността на RO модула и може да повреди мембраната. Накрая се използва метод за отстраняване на барий от водата, включително адсорбция на барий върху магнезиев хидроксид. Този процес обаче също е силно зависим от pH. За да е ефективно адсорбцията и отстраняването на барий, водата трябва да има pH приблизително 11.
Всички споменати по-горе методи включват няколко етапа на процеса и са сложни или скъпи. Следователно има нужда от прост и рентабилен начин за отстраняване на бария от водата.
Същността на изобретението
Разкрит е метод за отстраняване на барий от водата. Този метод включва образуване на воден манганов оксид и смесване на воден манганов оксид с вода, съдържаща барий, при което повърхността на водния манганов оксид е отрицателно заредена при рН повече от 5,0. Отрицателно зареденият водороден манганов оксид влиза в контакт с вода, съдържаща барий, и барият се адсорбира върху водородния манганов оксид. След това водният манганов оксид с адсорбиран барий се отделя от водата и се получава обработена отпадъчна течност.
В едно изпълнение, водният манганов оксид с адсорбиран барий се отделя от водата чрез конвенционални методи за флокулация и разделяне. В още едно изпълнение на изобретението водният манганов оксид с адсорбиран барий се отделя от водата чрез натоварено с баласт флокулация и разделяне.
В друго изпълнение на изобретението насамвключва образуването на разтвор на воден манганов оксид и подаването на този разтвор в реактора с фиксиран слой от инертна среда. Водният разтвор на манганов оксид, подаван в реактора с фиксиран слой, образува покритие върху повърхността на инертната среда. След това водата, съдържаща барий, се насочва към покритата инертна среда. Докато водата преминава през покритата инертна среда, барият от водата се адсорбира върху водородния манганов оксид върху повърхността на инертната среда.
В допълнение, по време на отстраняването на разтворимия барий чрез адсорбция върху воден манганов оксид, разтворимото желязо и манганът също се отстраняват от водата.
Други цели и предимства на настоящото изобретение ще станат очевидни и очевидни при разглеждане на следващото описание и придружаващите чертежи, които само илюстрират изобретението.
Кратко описание на чертежите
На ФИГ. 1 е линейна графика на адсорбционния капацитет на HMO (воден манганов оксид) спрямо концентрацията на бариев катион във вода.
На ФИГ. 2 е линейна графика, показваща ефекта на pH върху адсорбционния капацитет на HMO (воден манганов оксид) към бариеви катиони във вода.
На ФИГ. 3 е линейна графика, илюстрираща скоростта на отстраняване на барий от водата с HMO.
На ФИГ. 4 показва линейна графика на адсорбционния капацитет на NMO разтвори с различни концентрации по отношение на бариеви катиони в присъствието на конкуриращи се катиони.
На ФИГ. 5 е линейна графика на адсорбционния капацитет на HMOs към бариеви катиони във вода в отсъствието на конкуриращи се катиони.
На ФИГ. 6 е линейна диаграма на адсорбционния капацитет на HMO за високи концентрации на бариеви катиони в присъствието на конкуриращи се катиони.
На ФИГ. 7 е диаграма на инсталация и метод за отстраняване на барий от водата с помощта на инсталация за флокулация със смесен слой.
На ФИГ. Фигура 8 е диаграма на инсталация и метод за отстраняване на барий от водата при използване на флокулационна инсталация със смесен слой с баластен товар.
На ФИГ. 9 е диаграма на инсталацията и метод за отстраняване на барий от водата с помощта на инсталация с фиксирано легло.
Описание на примерни изпълнения на изобретението
Настоящото изобретение се отнася до адсорбционен процес за отстраняване на разтворения барий от водата. За да се намали концентрацията на барий във водата, замърсената вода се смесва с разтвор на воден манганов оксид (воден манганов оксид - HMO). HMO е аморфен по природа и има силно реактивна повърхност. Когато вода, съдържаща барий, се смеси с разтвор на HMO, разтвореният барий се адсорбира върху реактивната повърхност на HMO. След това HMO и адсорбираният барий се отделят от водата и се получава обработен оттичащ поток с намалена концентрация на барий.
Изоелектричната точка на HMO, тоест точката на нулев заряд (pH pzc), се намира между 4,8 и 5,0. Точката на нулев заряд съответства на pH на разтвора, при който общият повърхностен заряд на HMO е нула. По този начин, когато HMO е потопен в разтвор с pH от около 4,8 до около 5,0, повърхността на HMO има нулев нетен заряд. Въпреки това, ако pH на разтвора е по-малко от около 4,8, в киселата вода има повече протони, отколкото има хидроксилни групи, така че повърхността на HMO става положително заредена. По същия начин, когато рН на разтвора е по-голямо от около 5,0, повърхността на HMO придобива отрицателен заряд и привлича положително заредени катиони.
Типичното pH на суровите подземни води и промишлени отпадъчни води е в диапазона от около 6,5 до около 8,5. Следователно, когато нетретирана вода, съдържаща барий, влезе в контакт с HMO в разтвор, повърхността на HMO става отрицателно заредена и привлича положително заредени бариеви йони, Ba 2+ . Процесът, описан тук, обикновено намалява концентрацията на барий във водата или отпадната вода до около 50 ppb и при някои обстоятелства може да намали концентрацията на барий до около 20 ppb или по-малко.
По време на тестването се приготвя разтвор на НМО при рН 4.0 и се разбърква бавно една нощ. След това различни дози от разтвора на HMO се смесват с вода, чиято концентрация на барий е 1,00 mg/l. Няма други катиони във водата. Всяка доза HMO се смесва с вода в продължение на 4 часа. pH на всяка реакционна смес варира от 7,5 до 8,0. Линейната диаграма, показана на фиг. 1 отразява адсорбционния капацитет на HMO по отношение на бариеви катиони във вода. Както е показано на графиката, предпочитаната концентрация на HMO разтвора е от около 5 до 10 mg/L, с начална концентрация на барий в суровата вода от около 1 mg/L.
Различни pH условия също бяха тествани за определяне на ефекта на pH върху адсорбционния капацитет на HMOs. Приготвя се разтвор на НМО при рН 4.0 и се разбърква бавно една нощ. След това към вода с концентрация на барий 1,0 mg/l се добавя разтвор на HMO с концентрация 10 mg/l. Няма други катиони във водата. HMO разтворът се смесва с вода в продължение на 4 часа при различни условия на рН. Линейната диаграма, показана на фиг. 2 отразява оптималните pH условия по отношение на адсорбционния капацитет на HMO за бариеви катиони във вода. Както е показано на фиг. 2, рН от около или по-голямо от 5,5 е за предпочитане.
Изследвана е и оптималната кинетика на реакцията на адсорбция на барий върху NMO. HMO разтворът се смесва с вода, съдържаща около 1 mg/l барий. Както се вижда на линейната графика, показана на фиг. 3, степента на усвояване на HMO на барий е много висока. Адсорбционният капацитет на HMO по отношение на барий в присъствието на други, конкуриращи се катиони е показан на фиг.4.
Описаните по-горе тестове са проведени с вода, съдържаща само бариеви катиони. Поради това беше проведен допълнителен тест за определяне на ефекта от наличието на железни катиони, Fe 2+, върху адсорбционния капацитет на HMO спрямо бариеви катиони. Fe 2+ се аерира в разтвор при рН 7,5 за 30 минути. Към разтвора на Fe 2+ бяха добавени 1,00 mg/l разтвор на Ba 2+ и 10 mg/l HMO разтвор. Сместа се разбърква в продължение на 10 минути, след което се филтрува с 0.45 цт филтър. Концентрацията на барий в третираната вода намалява до 15 µg/L.
Освен това бяха проведени тестове за определяне на ефекта от конюгирано окисление на желязо върху адсорбционния капацитет на HMO по отношение на бариеви йони. Fe 2+ и Ba 2+ се смесват заедно в разтвор. Концентрацията на Ba 2+ е 1,00 m/L. След това се добавя разтвор на НМО с концентрация 10 mg/l. Сместа се аерира в продължение на 30 минути при рН 7,5. След това сместа се филтрува върху 0.45 цт филтър. Концентрацията на барий в третираната вода намалява до 90 µg/L.
Процесът на адсорбция на барий също беше тестван в присъствието на различни конкуриращи се катиони. В този пример различни дози HMO се смесват с вода, съдържаща няколко различни катиона в продължение на 10 минути при pH 7,5. Замърсителите, присъстващи в суровата вода, са изброени в таблица 1 по-долу.
Линейната графика, показана на фигура 4, илюстрира адсорбционния капацитет на разтвор на НМО с различни концентрации по отношение на бариеви катиони в присъствието на конкуриращи се катиони.
В описаните по-горе примери, когато концентрацията на разтвора на HMO е 40 mg/l, концентрацията на катиони в третираната вода намалява още повече, както е показано в Таблица 2.
Методът за адсорбиране на барий върху HMO също беше тестван върху вода, съдържаща високи концентрации на барий и без конкурентни катиони. HMO се смесва с вода, концентрацията на барий в която е 15 mg/l. Сместа се разбърква в продължение на 10 минути при рН 7.5 до 8.0. Използвани са различни концентрации на HMO. Линейната графика, показана на фигура 5, изобразява адсорбционния капацитет на HMO за бариеви катиони в отсъствието на конкуриращи се катиони. Както е показано на графиката, една от предпочитаните концентрации на HMO разтвор е приблизително 100 mg/L за концентрация на барий в сурова вода от приблизително 15 mg/L.
Методът на адсорбция на барий също беше тестван върху вода, съдържаща високи концентрации на барий в присъствието на конкурентни катиони. HMO се смесва с вода, концентрацията на барий в която е 15 mg/l. Сместа се разбърква в продължение на 10 минути при рН 7.5 до 8.0. Използвани са различни концентрации на HMO. Замърсителите, присъстващи в потока отпадъчни води, са изброени в таблица 3 по-долу.
Линейната графика, показана на фигура 6, илюстрира адсорбционния капацитет на HMO за висока концентрация на бариеви катиони в присъствието на конкуриращи се катиони.
Методът на адсорбция на барий също беше тестван върху вода с висока концентрация на барий в присъствието на конкуриращи се катиони, използвайки 90 mg/L HMO разтвор. HMO се смесва с вода, концентрацията на барий в която е 15 mg/l. Сместа се разбърква в продължение на 10 минути при рН 7.5 до 8.0. Наличните замърсители в потока от отпадъчни води и техните концентрации в отпадъчните води са показани в Таблица 4.
Метод за отстраняване на барий и растение 1, способно ефективно да намали концентрацията на барий във водата, са обяснени на фиг. HMO разтворът се образува в HMO реактора 10. Таблица 5 описва няколко метода за приготвяне на HMO.
В варианта, илюстриран на Фигура 7, HMO се получава чрез смесване на разтвор на калиев перманганат (KMnO 4 ) и разтвор на манганов сулфат (MnSO 4 ) в спускаща тръба 12. В един пример, 42,08 g KMnO 4 се подава в реактор 10 през линия 14, 61,52 g MnSO 4 се подава в реактор 10 през линия 16. Тези реагенти се смесват в реактор 10 за образуване на HMO разтвор. По време на тази реакция, оптималното рН за образуване на HMO е от около 4,0 до около 4,5. След образуване на HMO, NaOH се подава в реактор 10 през линия 18, за да се регулира рН на HMO разтвора до приблизително 8,0.
След приготвянето на първоначалния HMO разтвор, малко HMO разтвор се подава от реактора за производство на HMO 10 към реактора за отстраняване на барий 20 през линия 28. Дозата на HMO разтвора, влизащ в реактора за отстраняване на барий 20, може да се контролира с помощта на помпа 24. Вода съдържащ барий се подава в реактор за отстраняване на барий 20 през линия 26 и се смесва с разтвора на НМО.
В това изпълнение реакторът за отстраняване на барий 20 има изпускателен отвор 22 за смесване на разтвора на HMO и водата, съдържаща барий. Тъй като разтворът на HMO се смесва с вода, съдържаща барий, отрицателно заредената повърхност на HMO привлича положително заредени бариеви йони, които се адсорбират върху повърхността на HMO. Въпреки че реакционното време може да варира, предпочитаното време за реакция в реактора за отстраняване на барий 20 е приблизително 10 минути.
За да се интензифицира утаяването и разделянето, смес от вода и HMO с адсорбиран барий се изпраща във флокулационен резервоар 30, където се смесва с флокулант, за да предизвика образуване на флокули. Флокулантът се добавя през линия 34. В това изпълнение флокулационният резервоар 30 също има изпускателен отвор 32 за смесване на адсорбирания барий HMO с флокуланта. Един пример за флокулант е полимерен флокулант.
В някои изпълнения на изобретението може да не се изисква флокулация. Въпреки това, в някои случаи смесването на HMO с адсорбиран барий с флокулант е изгодно, тъй като флокулантът кара HMO с адсорбиран барий да се натрупва около флокуланта и да образува флокулация. Това засилва утаяването и отделянето на HMO с адсорбиран барий и вода.
Обработената вода, съдържаща флокулите, изтича от резервоара за флокулация 30 и влиза в сепаратор течност-твърдо вещество, като резервоар 36. Потокът се изпраща през линия 44 за допълнителна обработка във връзка с други замърсители, ако е необходимо. Например, в едно изпълнение на изобретението, обработената изтичаща течност се изпраща по линия 44 до RO 40 блок за допълнително изясняване. Филтратът от блока RO 40 се изтегля през филтратна линия 46, а отпадъчният поток се изтегля през линия 48. Въпреки че Фигура 7 показва утаител 36, който има събирателни улеи или тънки плочи 38, специалистите в областта ще оценят, че в някои заселници може да не са необходими такива елементи.
Когато люспите се утаяват, те се утаяват на дъното на резервоара 36, където се образува утайка. Суспензията се изпраща чрез помпа 42 към линия 50, откъдето поне част от съдържащата HMO суспензия може да се подаде към реактора за отстраняване на барий 20 през линия 54 и да се използва повторно в инсталацията. Рециклираният HMO участва в допълнителната адсорбция на барий от потока от отпадъчни води поради участието на неизползвани адсорбционни места на реактивния HMO. Останалата утайка може да бъде изхвърлена директно през линия 52 или може първо да се сгъсти и дехидратира, преди да бъде изхвърлена като отпадък.
В някои изпълнения на изобретението, заредени с баласт флокулационни единици могат да се използват вместо конвенционално устройство за избистряне. Заредена с баласт инсталация за флокулация използва микропясък или друг баласт за образуване на флокулация. Допълнителни подробности за разбиране на процесите на баластна флокулация могат да бъдат намерени в US Pat.Nos.4,927,543 и 5,730,864, чието разкритие е изрично включено тук чрез препратка.
8 илюстрира инсталация 100 и метод за отстраняване на барий от водата, използвайки заредена с баласт флокулационна инсталация. В това изпълнение HMO се произвежда в реактор 110, който има изпускателен отвор 112. В това изпълнение KMnO 4 се добавя към HMO реактор 110 през линия 114, MnSO 4 се добавя към реактор 110 чрез линия 116. В допълнение, NaOH се добавя към HMO разтвора в реактор 110 чрез линия 118, за да се регулира pH на HMO .
След приготвянето на първоначалния разтвор на HMO, малко разтвор на HMO се подава от реактора за производство на HMO 110 към реактора за отстраняване на барий 120 през линия 128. Дозите на разтвора HMO, влизащ в реактора за отстраняване на барий 20, могат да се контролират с помощта на помпа 124. Вода съдържащ барий се подава в реактор за отстраняване на барий 120 през линия 126 и се смесва с HMO разтвор. В това изпълнение реакторът за отстраняване на барий 120 има изпускателен отвор 122 за смесване на разтвора на HMO и водата, съдържаща барий. Тъй като разтворът на HMO се смесва с вода, съдържаща барий, отрицателно заредената повърхност на HMO привлича положително заредени бариеви йони, които се адсорбират върху повърхността на HMO. Въпреки че реакционното време може да варира, предпочитаното време за реакция в реактора за отстраняване на барий 120 е приблизително 10 минути.
След това сместа от вода и HMO с адсорбиран барий се изпраща във флокулационен резервоар 130 с баластен товар, където се смесва с баласт, като микропясък, и с флокулант в тръба 132. Флокулантът се добавя през линия 134, баластът се подава през линия 158. HMO с адсорбиран барий се събира и натрупва около баласта, образувайки люспи.
Обработената вода, съдържаща флокулите, изтича от резервоара за флокулация 130 и влиза в сепаратор течност-твърдо вещество, като резервоар 136. Потокът се изпраща за допълнителна обработка по отношение на други замърсители, ако е необходимо. Например, в едно от изпълненията на изобретението, обработените отпадъчни води се изпращат към блока RO 140 за допълнително изясняване. Филтратът от RO блок 140 се изтегля през филтратната линия 146, отпадъчният поток се изтегля през линията 148. Въпреки че на фиг. 8 показва резервоар 136, който включва събирателни улеи или капани 138, специалистите в областта ще оценят, че някои шахти може да не изискват такива характеристики.
Тъй като люспите се утаяват, те се утаяват на дъното на резервоара 136, където се образува утайка. Утайката се отстранява чрез помпа 142, като поне част от утайката може да бъде изпратена в сепаратор 156, като хидроциклон. По време на отделяне на хидроциклон, утайката с по-ниска плътност, съдържаща HMO с адсорбиран барий, се отделя от утайката с по-висока плътност, съдържаща баласт. Най-малко част от баласта може да бъде изпратена в резервоара за флокулация 130 и да се използва повторно в този процес. Рециклираният баласт стимулира допълнителна флокулация на HMO с адсорбиран барий. Суспензията с по-ниска плътност, съдържаща HMO с адсорбиран барий, се отстранява в горната част на хидроциклона, част от суспензията с по-ниска плътност може да бъде изпратена в реактора за отстраняване на барий 120 през линия 154 и да се използва повторно в процеса. Рециклираният HMO участва в допълнителната адсорбция на барий от потока от отпадъчни води. Част от суспензията с по-висока плътност, съдържаща баласт, може да бъде изтеглена от хидроциклон 156 и изпратена във флокулационен резервоар 130 през линия 158. Останалата суспензия може да бъде изхвърлена директно през линия 152 или може първо да се сгъсти и дехидратира, преди да бъде изхвърлена като отпадък.
Друго изпълнение на изобретението е илюстрирано на Фиг.9. В това изпълнение, барият се отстранява от отпадъчния поток в блок с фиксиран слой 200. В това изпълнение KMnO 4 се добавя към HMO реактор 210 през линия 214, MnSO 4 се добавя към реактор 210 чрез линия 216. В допълнение, NaOH се добавя към HMO разтвора в реактор 210 чрез линия 218 за регулиране на pH на HMO . Разтворът на HMO се приготвя в реактора 210, като се използва изпускателен отвор 212. HMO разтворът се подава в колона 220 с фиксиран слой, пълна с инертна среда като пясък или въглерод. HMO разтворът образува покритие върху повърхността на инертната среда, преди съдържащата барий вода да се подаде в колоната. HMO разтворът може да се подава към колона 220 през линия 224. Излишъкът от HMO се изтегля от колона 220 чрез линия 230. Водата, съдържаща барий, може да се подава към колона 220 чрез линия 222 при предварително определено хидравлично натоварване в режим на низходящ или възходящ поток.
Тъй като водата, съдържаща барий, влиза в контакт с HMO на покритието на инертната среда, отрицателно заредената повърхност на HMO привлича положително заредените бариеви йони, съдържащи се във водата, които се адсорбират върху повърхността на HMO. В зависимост от конфигурацията на колоната, низходящ или възходящ поток, обработеният редуциран с барий изтичащ поток се взема съответно в долната или горната част на колоната. Обработените отпадъчни води се изтеглят от колона 220 през линия 232, ако се желае, може да се изпрати за допълнителна обработка във връзка с други замърсители. Например, в едно изпълнение, обработеният изтичащ поток се изпраща по линия 232 до RO 234 за допълнително изясняване. Филтратът от агрегата се изтегля през филтратна линия 236, отпадъчният поток се изтегля през линия 238. HMO с адсорбиран барий може да бъде отстранен от колоната чрез обратно промиване. Течността за обратно промиване се подава към кула 220 през линия 226. Утайката от обратно промиване може да бъде отстранена през линия 228 и събрана в резервоар за съхранение на утайка за изхвърляне.
Инсталация с фиксирано легло, като описаната по-горе, има предимството, че може да се използва като допълнителна площадка на инсталацията, без да се променя съществуващата пречиствателна станция за отпадъчни води.
В контекста на този документ терминът "вода" се отнася до всеки воден поток, съдържащ барий, включително вода, отпадъчни води, подземни води и промишлени отпадъчни води. Както се използва тук, терминът "HMO" се отнася до всички видове водородни манганови оксиди, включително воден манганов(III) оксид и водороден манганов(II) оксид. Въпреки това, водородният манганов(IV) оксид има по-висока адсорбционна способност от другите водородни манганови оксиди, така че водният манганов(IV) оксид е за предпочитане за адсорбция на барий.
Разбира се, настоящото изобретение може да се практикува по начини, различни от тези, които са специално описани тук, без да се отклонява от основните характеристики на настоящото изобретение. Настоящите изпълнения на изобретението трябва да се разглеждат във всички отношения като илюстративни, а не ограничаващи, всички промени, които не се отклоняват от значението и сериите от еквиваленти на тази претенция, са включени в обхвата на настоящото изобретение.
1. Метод за отстраняване на барий от водата, включващ:
образуване на водороден манганов оксид;
смесване на воден манганов оксид с вода, съдържаща барий, така че водният манганов оксид да бъде отрицателно зареден при рН по-голямо от 4,8;
адсорбция на барий от вода върху отрицателно зареден воден манганов оксид;
смесване на флокуланта с вода и воден манганов оксид с адсорбиран барий;
образуване на утайка, където утайката съдържа люспи с воден манганов оксид с адсорбиран барий; и
отделяне на водните люспи от манганов оксид с адсорбиран барий от водата и получаване на обработен оттичащ поток.
2. Метод съгласно претенция 1, включващ допълнително получаване на воден манганов оксид чрез един от следните методи:
окисление на железен манганов йон с перманганатен йон, окисление на железен манганов йон с хлор или окисление на железен манганов йон с перманганатен йон.
3. Метод съгласно претенция 2, допълнително включващ:
получаване на воден манганов оксид чрез смесване на манганов (II) сулфат с калиев перманганат;
подаване на воден разтвор на манганов оксид към реактора;
смесване на воден манганов оксид с вода, съдържаща барий.
4. Метод съгласно претенция 3, допълнително включващ:
насочване на манган(II) сулфат и калиев перманганат към спускащия отвор, като спускащият тръбопровод има бъркалка;
въвеждане на низходящ поток на манганов (II) сулфат и калиев перманганат през тръба с низходящ поток; и
смесване на манган (II) сулфат и калиев перманганат с помощта на бъркалка, разположена в тръба с низходящ поток.
5. Метод съгласно претенция 1, допълнително включващ:
рециклиране на поне част от утайката; и
смесване на част от рециклираната утайка с водороден манганов оксид и вода, съдържаща барий.
6. Метод съгласно претенция 1, включващ подаване на обработения отпадъчен флуент към уред за обратна осмоза и получаване на филтратен поток и връщащ поток.
7. Метод съгласно претенция 1, включващ отделяне на воден манганов оксид с адсорбиран барий от вода чрез флокулация с баластен товар.
8. Метод съгласно претенция 7, при който флокулацията с баластен товар включва:
смесване на флокуланта, баласта и водния манганов оксид с адсорбиран барий за образуване на люспи, заредени с баласт;
утаяване на люспи с баластен товар за получаване на утайка;
подаване на утайка към сепаратора и отделяне на баласт от утайка; и
рециклиране на баласт към инсталацията за флокулация с баластен товар.
9. Метод съгласно претенция 8, където производството на утайка включва:
получаване на утайка с по-ниска плътност и утайка с по-висока плътност, където утайката с по-ниска плътност съдържа воден манганов оксид с адсорбиран барий, а утайката с по-висока плътност съдържа баласт; и
отделяне на поне част от утайката с по-ниска плътност от утайката с по-висока плътност.
10. Метод съгласно претенция 9, допълнително включващ:
рециклиране на поне част от утайката с по-ниска плътност, съдържаща водороден манганов оксид с адсорбиран барий; и
смесване на поне част от рециклирана утайка с по-ниска плътност с водороден манганов оксид и вода, съдържаща барий.
11. Метод съгласно претенция 1, допълнително включващ:
образуване върху инертен материал в инсталация с фиксиран слой на покритие от водороден манганов оксид;
подаване на вода, съдържаща барий, на инсталацията с фиксирано легло;
адсорбция на барий от вода чрез водороден манганов оксид, покриващ инертен материал; и
получаване на преработен оттичен поток.
12. Методът съгласно претенция 1, включващ допълнително третиране на вода, съдържаща барий, с водороден манганов оксид, така че обработеният изтичащ поток да има концентрация на барий от около 50 ppb или по-малко.
13. Методът съгласно претенция 12, включващ допълнително третиране на вода, съдържаща барий, с водороден манганов оксид, така че третираният изтичащ поток да има концентрация на барий от около 20 ppb или по-малко.
14. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че водата, съдържаща барий, има рН от 5,0 до 10,0.
15. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че концентрацията на воден манганов оксид е приблизително 5 до 10 mg/L за всеки 1 mg/L барий в суровата вода.
16. Метод за отстраняване на барий от водата, включващ:
получаване на разтвор на воден манганов оксид в първия резервоар;
смесване на вода, съдържаща барий, с воден разтвор на манганов оксид в реактор за отстраняване на барий за образуване на воден разтвор на манганов оксид/водна смес в реактора за отстраняване на барий, при което рН на воден разтвор на манганов оксид/водна смес е около 4,8 или повече и причинява отрицателен заряд за образуване на повърхността на воден манганов оксид;
адсорбиране на барий от вода върху отрицателно заредена повърхност на воден манганов оксид в разтвор на воден манганов оксид/вода;
смесване на флокуланта с воден разтвор на манганов оксид/водна смес, съдържаща адсорбиран барий;
образуване на флокули в сместа воден манганов оксид/вода, където флокусите съдържат воден манганов оксид с адсорбиран барий и флокусите образуват утайка;
след смесване на флокуланта с воден разтвор на манганов оксид/водна смес, подаване на воден разтвор на манганов оксид/водна смес, съдържаща люспи, към резервоар;
утаяване на утайката в резервоара и получаване на обработена отпадъчна вода; и
отстраняване на утайката от резервоара.
17. Метод съгласно претенция 16, включващ:
отделяне от утайката, поне част от водния манганов оксид с адсорбиран барий; и
рециклиране на отделения водороден манганов оксид с адсорбиран барий чрез смесване на водния разтвор на манганов оксид и вода, съдържаща барий, с отделения водороден манганов оксид с адсорбиран барий.
18. Метод съгласно претенция 16, включващ допълнително образуване на воден разтвор на манганов оксид с рН около 4.0.
19. Метод съгласно претенция 18, включващ допълнително смесване на воден манганов оксид с вода, съдържаща барий, така че рН на сместа да е около 5,5 или повече.
20. Метод съгласно претенция 16, включващ допълнително отстраняване на желязо и манган от водата чрез адсорбиране на желязото и мангана от водата върху отрицателно заредена водна повърхност на манганов оксид.
21. Метод за отстраняване на барий от водата, включващ:
образуване на разтвор на воден манганов оксид в първия резервоар;
подаване на водния разтвор на манганов оксид към реактора за отстраняване на барий;
смесване на вода, съдържаща барий, с воден разтвор на манганов оксид в реактор за отстраняване на барий за образуване на воден разтвор на манганов оксид/водна смес, където pH на водния разтвор на манганов оксид/водна смес е приблизително 4,8 или повече и води до растеж на отрицателен заряд върху повърхността на водния манганов оксид;
адсорбция на барий от вода върху отрицателно заредената повърхност на воден манганов оксид;
подаване на воден разтвор на манганов оксид/водна смес към резервоара за флокулация;
смесване на флокуланта и баласта със смес от водороден манганов оксид/вода;
образуване на люспи, където люспите съдържат баласт и манганов оксид с адсорбиран барий;
след смесване на флокуланта и баласта с воден разтвор на манганов оксид/водна смес, подаване на воден разтвор на манганов оксид/сместа вода към резервоара;
утаяване на люспите в резервоар за образуване на утайка и пречистени отпадъчни води;
подаване на утайката от резервоара към сепаратора и отделяне на поне част от баласта от утайката; и
рециклиране на отделения баласт и смесване на отделения баласт с воден разтвор на манганов оксид/водна смес.
22. Метод съгласно претенция 21, включващ:
отделяне от утайката, поне част от мангановия оксид с адсорбиран барий;
рециклиране на отделения манганов оксид с адсорбиран барий; и
смесване на отделения манганов оксид с адсорбирания барий и смес от воден манганов оксид/вода.
23. Методът съгласно претенция 22, включващ подаване на обработения оттичащ поток към уред за обратна осмоза и филтриране на обработения изтичащ поток за образуване на филтратен поток и връщащ поток.
24. Метод съгласно претенция 21, характеризиращ се с това, че реакторът за отстраняване на барий включва изпускателен отвор с бъркалка, разположена в него, като методът включва:
подаване на разтвор на воден манганов оксид и вода, съдържаща барий Горна частспускащи се тръби; и
въвеждане в тази тръба на низходящ поток от разтвор на воден манганов оксид и вода, съдържаща барий;
смесване на водния разтвор на манганов оксид и водата, съдържаща барий, докато водният разтвор на манганов оксид и водата, съдържаща барий, се движат надолу по спускащата тръба.
25. Метод съгласно претенция 22, характеризиращ се с това, че резервоарът за флокулация включва изпускателна тръба, съдържаща бъркалка, като методът включва използване на бъркалка в спускащата тръба за смесване на флокуланта и баласта с воден разтвор на манганов оксид/водна смес.
Подобни патенти:
Изобретението се отнася до областта на пречистването на промишлени отпадъчни води. За пречистване се използва модифициран естествен зеолит.
Група изобретения се отнася до опазване на околната среда, а именно почистване на повърхността на резервоари от нефтено замърсяване, разлято в морето или в езера. Абсорбиращ агент, по-специално торфен мъх, се доставя до нефтен разлив в море или езеро със самолет, хеликоптер или кораб.
Изобретението се отнася до пречистване на вода, включващо комбинация от методи от групата, съдържащи коагулация, утаяване, флокулация и баластна флокулация, която допълнително се подобрява чрез добавяне на опростена система за рециклиране на утайка.
Изобретението се отнася до енергоспестяващи системи за рециклиране на вода. Системата за циркулация на водата за миене на автомобили съдържа технологично оборудване, свързан чрез тръбопроводна система с устройства за пречистване на отпадъчни води и включва резервоар за съхранение 47, в който отпадните води се вливат гравитачно, помпа 48 за подаване на вода от резервоара 47 към реактора 49, компресор 52 за смесване на средата в реактор 49, дозираща помпа 51 коагулант работен разтвор, 54 флотатор, 59 резервоар за съхранение за събиране на пречистена вода след 54 флотатор, 61 груби и 66 фини филтри, 63 резервоар за съхранение за събиране на пречистена вода след груби филтри, 55 мембранна помпа и 56 колектор за утайка .
Изобретението се отнася до областта на микробиологията. Предложен е щам на бактерии Exiguobacterium mexicanum VKPM B-11011, който има способността бързо да оползотворява масло, дизелово гориво, моторно масло, газов кондензат.
Изобретението се отнася до областта на обработката на сурова вода, съдържаща примеси. Методът включва поне един етап на привеждане на вода във взаимодействие с поне един прахообразен адсорбент в зоната (2) предварително взаимодействие с разбъркване; етап на флокулация с претеглени люспи; етап на отлагане; етап на извличане на смес от утайка, баласт и прахообразен адсорбент от дъното на зоната (5) на отлагане; етапът на въвеждане на сместа в хидроциклона (11) и етапът на прехвърляне на горния продукт на хидроциклона (11), съдържащ сместа от утайка и прахообразен абсорбент към преходната зона (14).// 2523466 Изобретението се отнася до методи за пречистване на течаща вода от замърсители, съдържащи се във водата в ниски концентрации, и може да се използва за пречистване на реки и отпадни води от замърсяване от антропогенен и природен произход, за пречистване на води на водоприемници в обществени водоснабдителни системи и в битови системи за пречистване на водата.
Изобретението се отнася до сорбенти за отстраняване на метаболитни отпадъци от диалитична течност. Сорбентът включва първи слой, състоящ се от смес от частици от имобилизиран ензим, който разгражда уремични токсини и частици от катионен обменник.
Изобретението се отнася до метод за отстраняване на замърсители от газови потоци чрез контакт с регенериран сорбент. Методът включва а) контакт на газов поток, съдържащ H2S, с хлор-съдържащо съединение за образуване на смесен газов поток; b) контактуване на смесения газов поток със сорбент в сорбционна зона за получаване на първи продуктов газов поток и наситен със сяра сорбент, където сорбентът включва цинк, силициев диоксид и промоторен метал; в) изсушаване на наситения със сяра сорбент, за да се получи изсушен наситен със сяра сорбент; d) контактуване на изсушения наситен със сяра сорбент с поток от регенериращ газ в регенерационна зона за получаване на регенериран сорбент, съдържащ цинк-съдържащо съединение, силикат и промоторен метал и поток от отработен газ; д) връщане на регенерирания сорбент в сорбционната зона за получаване на актуализиран сорбент, включващ цинк, силициев диоксид и промоторен метал; и f) контактуване на обновения сорбент със споменатия смесен газов поток в сорбционната зона за образуване на втори продуктов газов поток и наситен със сяра сорбент.
Изобретението се отнася до метод за производство на регенериран абсорбатор на въглероден диоксид. Методът се състои във взаимодействието на основен циркониев карбонат и цинков оксид. Основният циркониев карбонат се подава към взаимодействието със съдържание на влага 20-24 mol/kg. Гранулите се образуват с помощта на акрилен лак като свързващо вещество в количество 3-7% на базата на сухо вещество. ЕФЕКТ: Изобретението позволява да се повиши динамичната активност на абсорбера по отношение на въглероден диоксид и да се увеличи здравината на абсорбиращите гранули. 1 таб., 3 пр.
Изобретението се отнася до адсорбционно пречистване на отпадъчни води. Предложен е метод за намаляване на концентрацията на барий във водата. Образува се воден манганов оксид и се смесва с вода, съдържаща барий. При pH повече от 4,8 водният манганов оксид придобива отрицателен заряд и барият се адсорбира върху отрицателно заредената повърхност. Манганов оксид с адсорбиран на повърхността му барий се смесва с флокулант. След отделяне на получената утайка се получава обработен оттичащ поток вода с намалена концентрация на барий. ЕФЕКТ: Изобретението осигурява опростяване на технологията за пречистване на отпадъчни води от барий. 3 n. и 22 з.п. f-ly, 9 ил., 5 табл.
БИБЛИОТЕКА НА ЕКОЛОГИЧЕСКИ ФАКУЛТЕТ
Тежки метали в питейната вода.
Проблеми със замърсяването на водата с тежки метали.
алуминий (Al)
Постъпва във водата в процеса на пречистване на водата, при технологични нарушения, с промишлени отпадни води. Предизвиква нарушение на ЦНС. Има информация за невротоксичността на алуминия, способността му да се натрупва при определени условия в нервната тъкан, черния дроб и жизненоважните области на мозъка.
барий (Ba)
В природата се среща само под формата на съединения. Най-разпространените бариеви руди са барит (бариев сулфат) и витерит (бариев карбонат). Навлиза частично барий околен святв резултат на човешката дейност обаче за водата основният начин на замърсяване с барий е естествен, от естествени източници. По правило съдържанието на барий в подземните води е ниско.
При продължителна употреба на вода, съдържаща барий, е възможно повишаване на кръвното налягане. Дори еднократна употреба на вода, съдържанието на барий в която значително надвишава ПДК, може да доведе до мускулна слабост и болка в коремната област.
Бор (Б)
Постъпва във водата от борносещи седиментни скали и скали, съставени от калк-магнезиево-железни силикати, алумосиликати от солоносни отлагания, както и от вулканични скали и глини, съдържащи бор, сорбиран от морска вода, с отпадни води от стъкло, металургични, машиностроителни, текстилни, керамични, кожарски и битови отпадъчни води, съдържащи почистващи препарати, при внасяне на борсъдържащи торове върху почвата и на места, където се развиват борсъдържащи руди.
Борът се натрупва в растенията, особено в зеленчуците и плодовете.
При кратък прием на бор във високи концентрации се появява дразнене. стомашно-чревния тракт. При дългосрочно - нарушението на храносмилателните процеси става хронично, възниква интоксикация с бор, която може да засегне черния дроб, бъбреците и централната нервна система.
Mn - манган
Навлиза в повърхностните води в резултат на излугване на минерали, съдържащи манган, при разлагането на водни животни и растителни организми. Мангановите съединения се изнасят в резервоари с отпадъчни води от предприятия на химическата промишленост.
Mn- хеви метъл, с високото си съдържание, водата придобива жълтеникав цвят и стипчив вкус.
При нива във водоснабдяването, които надвишават 0,1 mg/L, манганът може да причини натрупване на отлагания в разпределителната система, да оцвети водопроводни инсталации и спално бельо и да причини лош вкус на напитките. Дори при концентрация от 0,02 mg/l манганът често образува филм върху тръбите, който се лющи като черен налеп.
В същото време наличието на манган в питейната вода е необходимо за функционирането на мозъка и сърдечно-съдовата система, но излишъкът му може да причини заболявания на костната и хемопоетичната система, да има токсичен и/или мутагенен ефект върху хората.
олово (Pb)
Наличието му в отпадъчните води показва тяхното замърсяване или миграцията на Pb от водопроводните конструкции.
Влияе отрицателно на централната и периферната нервна система
цинк (Zn)
Енергично мигрира в повърхностни и подземни води.
Ежедневната нужда на тялото от Zn се покрива от консумацията на хляб, месо, мляко и зеленчуци.
Цинкът играе защитна роля в организма, когато околната среда е замърсена с кадмий.
Дефицитът на цинк в организма води до джуджество, забавяне на половото развитие. При прекомерния му прием в организма е възможен канцерогенен ефект и токсичен ефект върху сърцето, кръвта, бъбреците, може да причини намаляване на апетита, анемия, алергични заболявания, хиперактивност, дерматит, загуба на тегло, намалена зрителна острота, косопад , забавено сексуално развитие при момчета.
