СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СУЛЬФИДОВ Российский патент 1994 года по МПК C02F1/58 

Изобретение относится к области очистки сточных вод кожевенных предприятий от сульфидов.

Известен способ очистки воды от сульфидов путем осаждения солями железа с последующей аэрацией [1] . Известен способ очистки сточных вод от сульфидов путем окисления кислородом воздуха в присутствии катализаторов - растворимых солей сульфата или хлорида двухвалентного марганца, солей железа [2] .

Однако при аэрации воды очистка происходит малоэффективно. Осаждение же сульфидов в виде труднорастворимых соединений железа, а также каталитическое окисление сульфидов в присутствии солей марганца или железа требует значительного расхода реагентов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ аэрации воды при фильтровании ее через крупнозернистую загрузку (гравийную) с дозированием соединений двухвалентного железа [3] . При этом двухвалентное железо окисляется кислородом воздуха от трехвалентного и отлагается на поверхности гравия, образуя слой катализатора, на котором происходит процесс окисления сульфидов. Продукт реакции - сера - отделяется при барботировании и уносится водой.

Недостаток способа - невысокая степень очистки сточных вод от сульфидов.

Цель изобретения - повышение степени очистки.

Поставленная цель достигается тем, что очистка сточных вод от сульфидов осуществляется путем аэрации в присутствии твердого катализатора - смеси кокса и сплавов железа. В качестве сплавов железа могут применяться отходы производства - железная стружка, железный лом, а также сплавы железа с марганцем. Кроме того, может быть использована сталь углеродистая обыкновенного качества по ГОСТ 380-88: СтО, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп.

Массовая доля хрома, никеля и меди в стали должна быть не более 0,30% каждого металла.

Наиболее подходящими марками являются Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст5Гпс с повышенным содержанием марганца от 0,8 до 1,2% , так как марганец является активным катализатором окисления сульфидов в присутствии кислорода. Для этих целей может быть использован ферромарганец - сплав, содержащий 78% Mn, 13% Fe, 6. . . 7% С и 1,25% Si.

Сталь должна быть в виде стружки или в виде измельченного металлического лома весом отдельного кусочка 35. . . 40 г (объем до 5 см³), равного или меньше по объему одного кусочка кокса.

Способ осуществляется следующим образом. Воду, содержащую сульфиды, фильтруют сверху вниз через загрузку, представляющую собой смесь кокса с железосодер- жащим материалом, при этом воздух проходит снизу вверх за счет естественной тяги. В результате работы электрохимической пары, в которой положительным электродом является кокс, а отрицательным - железо, происходит растворение железа и образование окислов металлов на поверхности сплава. Образовавшееся двухвалентное железо окисляется до трехвалентного и осаждается на поверхности кокса.

Процесс окисления сульфидов происходит на поверхности кокса, покрытой катализатором (соединением железа), и на поверхности сплава железа, покрытой окислами металлов. Кроме того, двухвалентное железо переходит в воду и образует труднорастворимый сульфид железа, и окисление сульфидов происходит при контакте воздуха, и окисление сульфидов происходит при контакте воздуха и воды. Продукт реакции - сера - осаждается на поверхности кокса, скалывается при перемешивании (ворошении) загрузки и удаляется вместе с отработанной водой.

П р и м е р 1. Промывную воду зольной галереи кожевенного завода с концентрацией сульфидов 154 мг/л, объемом 400 мол, температурой 20^оС пропускали сверху вниз со скоростью 675 мл/мин, через стеклянную колонку диаметром 3,3 см и высотой 136 см, наполненную либо смесью из кусочков кокса и железа стружек в соотношении 1: 1 по объему либо смесью из кусочков кокса, ферромарганца и железных стружек в соотношении 1: 1: 1 по объему.

Для сравнения аналогичный опыт проводили с колонками, заполненными только кусочками кокса, только железной стружкой.

После обработки в колонке воду подвергали аэрации в отдельном стакане в течение 20 мин при помощи аквариумного компрессора с расходом воздуха 1,4 л/мин.

Результаты приведены в табл. 1.

П р и м е р 2. Сточную воду кожевенного завода с концентрацией сульфидов 55 мг/л, объемом 400 мл, температурой 20^оС пропускали сверху вниз со скоростью 675 мл/мин через стеклянную колонку диаметром 3,3 см и высотой 1136 см, заполненную либо смесью из кусочков кокса и железных стружек в соотношении 1: 1 по объему, либо смесью из кусочков кокса, ферромарганца и железных стружек в соотношении 1: 1: 1 по объему.

Для сравнения аналогичный опыт проводили с колонками, заполненными только кусочками кокса, только железной стружкой.

После обработки в колонке воду подвергали коагуляции дозированием сернокислого алюминия в количестве 400 мг/л. После 10 мин отстаивания воду над осадком анализировали. Результаты приведены в табл. 2.

В табл. 3, 4 приведены результаты очистки сточных вод кожевенных предприятий при меньшем содержании сульфидов (38,1 мг/л) с последующими аэрацией (табл. 3) и коагуляцией (табл. 4).

Из табл. 1-4 видно, что эффективность очистки сточной воды, проходящей через смесь компонентов, выше, чем при применении каждого из компонентов в отдельности при одинаковом объеме загрузки.

Предварительное контактирование вод в присутствии воздуха со смесью компонентов существенно улучшает очистку как при последующем аэрировании, так и при последующем коагулировании сточных вод. При последующем аэрировании более эффективна смесь, содержащая ферромарганец, железную стружку и кокс, а при коагулировании - смесь, содержащая железную стружку и кокс.

Использование: для очистки сточных вод. Сущность изобретения: сточные воды подвергают каталитическому окислению кислородом воздуха на крупнозернистой загрузке в присутствии соединений железа с последующей аэрацией или коагуляцией. Загрузка представляет собой смесь углеродсодержащего материала с железосодержащим сплавом. В качестве углеродсодержащего материала используют кокс, а в качестве железосодержащего - железные стружки и/или опилки, или сплав железа и марганца при соотношении с углеродсодержащим материалом 1 : 1. В качестве железосодержащего материала может быть использована также смесь ферромарганца и железных стружек и/или опилок при соотношении с углеродсодержащим материалом 1 : 1 : 1. 2 з. п. ф-лы, 4 табл.

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СУЛЬФИДОВ путем каталитического окисления кислородом воздуха на крупнозернистой загрузке с последующей дополнительной обработкой, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, окисление ведут на загрузке, представляющей собой смесь углерод- и железосодержащего материалов, а в качестве дополнительной обработки используют аэрацию или коагуляцию. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют кокс, а в качестве железосодержащего - железные стружки и/или опилки, или сплав железа и марганца при соотношении с углеродсодержащим материалом 1 : 1. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве железосодержащего материала используют смесь ферромарганца и железных стружек и/или опилок при соотношении с углеродсодержащим материалом 1 : 1 : 1.