СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ РАСТВОРИМЫХ СОЕДИНЕНИЙ РТУТИ Российский патент 1998 года по МПК C02F1/28 C02F1/62 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды (охране поверхностных и питьевых вод) и касается способа очистки сточных вод от растворимых соединений ртути путем взаимодействия с сульфидсодержащими соединениями и последующей адсорбцией на активированном угле [1].

К недостаткам способа относится недостаточно полная очистка растворов от ртути до 0,032-0,190 мг/л.

Известен также способ очистки сточных вод от ртути [2] путем фильтрования через активированный уголь, предварительно обработанный раствором тиосульфата натрия, причем процесс осуществляют в кислой среде при pH 1-7. Несмотря на 100% очистку сточных вод от ртути, данный способ имеет следующие недостатки: громоздкое технологическое оформление, многостадийность, большой расход активированного угля (до 100 кг на 1 кг ртути), метод регенерации насыщенного сорбента не указывается, утилизация ртути не производится.

Наиболее близким по технической сущности к достигаемому эффекту является способ [3] очистки сточных вод от металлов, включая ртуть, путем ионного обмена на модифицированном целлюлозном волокне при pH 5-7 и скорости фильтрации 1000 мл/ч (линейная скорость фильтрации 200 см/ч). Регенерацию уловленной ртути осуществляют деструктивным термическим способом. Анализ очищенной воды дитизоновым методом [4] показывает полное отсутствие ионов ртути в фильтрате, т. е., учитывая чувствительность дитизонового метода, содержание ртути в фильтрате составляет 0,01 мл/г Hg²⁺, определение атомно-адсорбционным методом показывает 0,015-0,02 мг/л. Предельно допустимая концентрация Hg²⁺ в воде водоемов в те годы (1968) составляла 0,005 мг/л [5]. В настоящее время ПДК вод по H²⁺ для водоемов рыбохозяйственного назначения составляет 0,00001 мг/л [6] , т. е. степень очистки стоков по способу в прототипе не удовлетворяет нормам спуска в водоем. Кроме того, термический способ регенерации уловленной ртути дорогостоящий, так как волокно используется однократно.

Целью предлагаемого изобретения является повышение степени очистки сточных вод от растворимых соединений ртути.

Поставленная цель достигается путем сорбции Hg²⁺ из сточных вод на модифицированном волокнистом сорбенте в аппарате колонного типа при комнатной температуре с последующей регенерацией ртути. Очистку осуществляют при плотности упаковки сорбента 0,08-0,16 кг/л при pH 4-6, причем сорбцию проводят при линейной скорости фильтрации 250-400 см/ч.

Новым в способе является очистка сточных вод от растворимых соединений ртути при плотности упаковки сорбента 0,08-0,16 кг/л при pH 4-6, причем сорбцию проводят при линейной скорости фильтрации 250-400 см/ч.

Процесс ведут следующим образом.

Водный раствор, содержащий растворимые соединения ртути, при pH 4-6 сорбируют на модифицированный волокнистый сорбент в аппарате колонного типа при комнатной температуре. Объем колонки 20 л. Сорбцию проводят при линейной скорости 250-400 см/ч. Плотность упаковки сорбента 0,08-0,16 кг/л. Количество сорбируемой ртути при полном насыщении волокна 400-450 мг/л. Анализ фильтрата атомно-сорбционным методом показывает содержание ртути 0,00001 мг/л, что соответствует существующим санитарно-гигиеническим нормам.

Регенерацию ртути с насыщенного сорбента осуществляют реагентным способом с получением концентратов солей ртути, утилизируемых в промышленности, например, при изготовлении катализаторов в производстве хлорвинила и др. Волокно после регенерации направляют на модификацию и повторное использование с целью очистки сточных вод.

Пример 1. Сточные воды с концентрацией ионов ртути 0,5 мг/л и pH 5 при комнатной температуре подают снизу в фильтр колонного типа, заполненный волокнистым сорбентом. Объем колонки 20 л. Плотность упаковки волокна составляет 0,16 кг/л, линейная скорость фильтрации 250 см/ч. В очищенной сточной воде Hg²⁺, определяемая атомно-адсорбционным методом, находится на уровне 0,00001 мг/л, т.е. на уровне ПДК вод для Hg²⁺ в водоемах рыбохозяйственного назначения.

Отработанное, насыщенное ртутью, волокно в той же колонке заливают раствором реагентов и оставляют на контакте 5-10 мин, в течение которого ртуть с сорбента реагирует с элюатом, образуя соли ртути сильных кислот, которые находят использование в промышленности.

Следующие примеры, в которых соблюдена та же последовательность операций, сведены в таблицу.

Предложенный способ очистки сточных вод от растворимых соединений ртути позволяет обеспечить очистку сточных вод до современных требований ПДК. Анализ атомно-адсорбционным методом показывает содержание ртути 0,00001 мг/л (по сравнению с прототипом 0,015-0,02 мг/л).

Источники информации
1. Патент Франции N 2179926, кл. C 02 C 5/02, 1979.

2. Авторское свидетельство N 929590, кл. C 02 F 1/62, 1982.

3. Авторское свидетельство N 230738, кл. C 02 F 1/66, 1969 (прототип).

4. Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод. - М.: Химия, 1971.

5. Лурье Ю.Ю., Рыбников А.И. Химический анализ производственных сточных вод. - М.: Госхимиздат, 1967.

6. Сборник санитарно-гигиенических нормативов и методов контроля в объектах окружающей среды. - М., 1992.

Область использования: охрана окружающей среды - очистка поверхностных и питьевых вод; изобретение может быть использовано для очистки сточных вод от растворимых соединений ртути методом сорбции. Сущность изобретения: очистку сточных вод от растворимых соединений ртути ведут сорбцией на модифицированном волокнистом сорбенте и осуществляют при плотности упаковки сорбента 0,08-0,16 кг/л при рН 4-6, причем сорбцию проводят при линейной скорости фильтрации 250-400 см/ч. Изобретение позволяет обеспечить очистку сточных вод до современных требований ПДК. Анализ атомно-адсорбционным методом показывает содержание ртути 0,00001 мг/л. 1 табл.

Способ очистки сточных вод от растворимых соединений ртути путем сорбции на модифицированном волокнистом сорбенте в аппарате колонного типа при комнатной температуре с последующей регенерацией ртути, отличающийся тем, что очистку осуществляют при плотности упаковки сорбента 0,08 - 0,16 кг/л при pH 4 - 6, причем сорбцию проводят при линейной скорости фильтрации 250 - 400 см/ч.