Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

Видно, что АУ на данной схеме используют на двух этапах: на третьей стадии, когда в смеситель дозируют порошковый активный уголь (ПАУ) в дозах 20-80 мг/дм3 в зависимости от степени загрязнения воды, и на седьмой стадии, когда идет финишная очистка на гранулированном активном угле (ГАУ). Поэтому особенно актуальной становится задача разработки технологий и создания производств АУ для питьевого водоснабжения, так как на эти цели идет 30 % мирового производства АУ На основе каменный углей марок «СС» и «Т» Кузбасса нами в начале 2000-х гг. были разработаны для целей водоподготовки активные угли марок «Гидросорб-МВК», «Гидросорб-УК» (табл. 1). Их испытания в Центре водных технологий ДФГВ-ТЦВ (г. Карлсруэ, Германия) показали, что они имеют лучшие прочностные свойства и, хотя несколько уступают эталонному углю ROW 08S (Norit, Голландия), значительно превосходят требования европейского стандарта для углей такого назначения DIN-EN 12915, особенно по обобщенной адсорбционной способности по органическим загрязнителям ДОС. Таблица 1 Адсорбционные свойства АУ для водоочистки АУ Йодное число, мг/г Адсорбционная способность по DOC при С = 1,0 мг/г Концентрация в воде после фильтра, мкг/л 1,2-цис-дихлорэтен 1,2-цис-дихлорэтан Гидросорб-МВК 820 16,0 < 0,1 < 0,1 Гидросорб-УК 850 24,0 < 0,1 < 0,1 ROW 08 S (эталонный) 1000 12,0 < 0,1 < 0,1 DIN-EN 12915 > 600 - < 0,1 < 0,1 В настоящее время в АО «ЭНПО “Неорганика”» (г. Электросталь, Московская обл.) полностью завершена разработка технологии получения уникального активного угля на основе антрацита. В качестве исходного сырья был взят антрацит Горловского месторождения Кузбасса. После дробления кусков антрацита высевали требуемую фракцию 1-5 мм, которую подвергали активации в лабораторной вращающейся электропечи в среде водяного пара при температуре 900 °С, активацию проводили до величины обгара 15 %. При этом следует заметить, что технология ДАС включает всего две операции против одиннадцати у обычных технологий ГАУ. В таблице 2 приведены технические характеристики АУ марки «ДАС» и промышленных углей АГ-3 (Россия, ОАО «Сорбент», на основе каменного угля марки «СС») и GCN 830 (Нидерланды, фирма “Norit”, на основе скорлупы кокосового ореха). Таблица 2 Технические характеристики АУ Показатель качества АГ-3 ДАС на основе антрацита GSN 830 Насыпная плотность, г/дм3 400-500 780 450 Прочность при истирании, % 70-75 82,0 92,0 Содержание золы, % мас. 12-15 2,2 2,4 Объем микропор, V y см3/г 0,20-0,22 0,22 0,34 см3/см3 0,09 0,17 0,19 Динамическая активность по бензолу, г/дм3 40-42 53 72 Адсорбционная активность по йоду мг/г 650-670 600 1000 мг/см3 297 468 450 Очевидно, что адсорбционные свойства ДАС на единицу объёма в среднем в 1,5 раза выше, чем у АГ-3, что обусловлено его высоким объёмом микропор на единицу объёма (см3/см3). При этом по своему качеству (за исключением прочности) ДАС находится даже на уровне лучшего мирового аналога GCN 830 на основе скорлупы кокосового ореха. Наиболее важные исследования по эффективности извлечения плохо сорбируемого фенола как наиболее распространенного антропогенного загрязнителя как в сточных, так и природных водах были выполнены в ОАО «НИИ ВОДГЕО» (г. Москва). Испытания проводились в одинаковых динамических условиях для двух типов сорбентов ДАС и промышленного АУ «КАД-И» (ОАО «Сорбент», г. Пермь). Результаты этих испытаний приведены в табл. 3. Здесь, какмы видим, питьевая вода фильтровалась через колонки с АУ, и эффект преимущества ДАС по высокому объему микропор на единицу объема (Кми, см3/см3) проявился в полной мере. Таким образом, можно констатировать, что сорбционная емкость по фенолу сорбента ДАС превышает сорбционную емкость промышленно изготовляемого сорбента КАД-И на основе каменноугольного полукокса примерно в 2,5-3,5 раза. Сорбент ДАС может эффективно использоваться для очистки фенолсодержащих сточных вод в качестве загрузки в сорбционные фильтры. 73