СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ФТОРИДОВ Российский патент 2024 года по МПК C02F1/58 C02F1/52 

Изобретение относится к области очистки промышленных сточных вод от фторид-ионов, в частности к способу очистки сточных вод от фторид-ионов осаждением, и может быть использовано для очистки сточных вод производства минеральных удобрений или металлического алюминия.

Известен способ обесфторивания сточных вод, включающий обработку сточных вод кальцийсодержащим реагентом, в частности, карбонатом кальция, предварительно нагретым до 100-400°С импульсным нагреванием и имеющим определенный гранулометрический состав от 5 до 15 мкм (Патент РФ 2042626 С01В 33/10 Истомин С.П., Плеханов И.Г., Заруба А.А. публикация патента: 27.08.1995).

Недостатком данного способа являются высокие энергозатраты на процессы импульсного нагрева и измельчения.

Известен способ очистки сточных вод от фторид-ионов с применением водорастворимых соединений, в частности, титанил сульфата и поддержании определенного уровня рН обрабатываемой воды на уровне 3,0-5,5 с последующей регенерацией твердой фазы осадка (Патент РФ 2228911 C02F/28 Э.П. Локшин (RU), Э.П. Локшин, М.Л. Беликов (RU), М.Л. Беликов публикация патента 20.05.2004).

Недостатками данного способа является необходимость применения дорогостоящих соединений титана и отсутствие возможности очистки стоков с концентрацией фторид-ионов свыше 12,5 мг/л.

Известен способ очистки питьевых и сточных вод от фторид-ионов путем их обработки известью в 3-х кратном избытке от стехиометрии с последующим электродиализом и циркуляцией концентрата, который потом объединяют с исходной водой (Патент РФ 2225365 C02F/469 Пилат Б.В. публикация патента 10.03.2004).

Недостатками данного способа является высокий расход кальцийсодержащего реагента, перерасход которого негативно влияет на последующий процесс мембранного разделения, а также необходимость защиты мембран от отложения солей.

Наиболее близким к заявленному способу (прототип) является способ очистки х сточных вод от фторид-ионов известковым молоком до достижении рН 9-11 в присутствии сульфата, хлорида кальция или фосфогипса (Патент РФ 2570467 C02F 1/58 Шарипов Т.В., Кнзябуланова Г.С, Дельмухаметова А.И., Шаяхметов Д.И., Мустафин А.Г., Шангараев К.Р. публикация патента 27.10.2015).

Существенным недостатком данного способа является необходимость применения в технологии очистки относительно ценных сульфата или хлорида кальция, что увеличивает стоимость процесса очистки, а также вторичное загрязнение воды хлорид и сульфат анионами.

Задачей данного изобретения является разработка высокоэффективного способа очистки сточных вод от фторид-ионов с их содержанием более 100 г/дм³, характеризуемый пониженной стоимостью.

Поставленная задача решается способом очистки сточных вод от фторид-ионов путем обработки их кальцийсодержащим реагентом до достижения рН 9-11, последующего разделения жидкой и твердой фаз отстаиванием, где происходит процесс осаждения нерастворимой части, при этом в качестве кальцийсодержащего реагента используют фосфомел предварительно термообработанный при температуре 110-120°С и соотношении кальций:фтор, равном (1,0-1,5):1, а с целью ускорения процесса разделения твердой и жидкой фаз, осаждение ведут с применением натриевой соли акриловой кислоты, являющейся среднемолекулярным низкозарядным анионным флокулянтом в дозировке 5-20 мг/дм³.

Сущность предлагаемого способа и достигаемые результаты более наглядно могу т быть проиллюстрированы следующими примерами.

ПРИМЕР 1

Фторсодержащие сточные воды установки газоочистки процесса производства экстракционной фосфорной кислоты с содержанием фторид-ионов: F^- - 112 г/л; рН<1 обрабатывают фосфомелом предварительно прокаленном при температуре 110 С и соотношении Ca:F=1:1 в течение 10 минут до достижения pH 9. В раствор вводят натриевую соль акриловой кислоты в дозировке 5 мг/л и отстаивают. Остаточное содержание фторид-ионов составляет 0,035 г/дм³ (эффективность очистки 99,98%).

ПРИМЕР 2

Фторсодержащие сточные воды установки газоочистки процесса производства экстракционной фосфорной кислоты с содержанием фторид-ионов: F^- - 112 г/л; рН<1 обрабатывают фосфомелом предварительно прокаленном при температуре 120 С и соотношении Ca:F=1,1:1 в течение 10 минут до достижения pH 9,5. В раствор вводят натриевую соль акриловой кислоты в дозировке 10 мг/дм³ и отстаивают. Остаточное содержание фторид-ионов составляет 0,027 г/дм³ (эффективность очистки 99,98%).

ПРИМЕР 3

Фторсодержащие сточные воды установки газоочистки процесса производства экстракционной фосфорной кислоты с содержанием фторид-ионов: F^- - 112 г/л; рН<1 обрабатывают фосфомелом предварительно прокаленном при температуре 100 С и соотношении Ca:F=1,2:1 в течение 10 минут до достижения рН 10,0. В раствор вводят натриевую соль акриловой кислоты в дозировке 15 мг/дм³ и отстаивают. Остаточное содержание фторид-ионов составляет 0,022 г/дм³ (эффективность очистки 99,99%).

ПРИМЕР 4

Фторсодержащие сточные воды установки газоочистки процесса производства экстракционной фосфорной кислоты с содержанием фторид-ионов: F^- - 112 г/л; рН<1 обрабатывают фосфомелом предварительно прокаленном при температуре 120 С и соотношении Ca:F=1,3:1 в течение 10 минут до достижения рН 10,5. В раствор вводят натриевую соль акриловой кислоты в дозировке 20 мг/дм³ и отстаивают. Остаточное содержание фторид-ионов составляет 0,019 г/дм³ (эффективность очистки 99,99%).

ПРИМЕР 5

Фторсодержащие сточные воды установки газоочистки процесса производства экстракционной фосфорной кислоты с содержанием фторид-ионов: F^- - 112 г/л; рН<1 обрабатывают фосфомелом предварительно прокаленном при температуре 120 С и соотношении Ca:F=1,4:1 в течение 10 минут до достижения рН 10,8. В раствор вводят натриевую соль акриловой кислоты в дозировке 20 мг/дм³ и отстаивают. Остаточное содержание фторид-ионов составляет 0,017 г/дм³ (эффективность очистки 99,99%).

ПРИМЕР 6

Фторсодержащие сточные воды установки газоочистки процесса производства экстракционной фосфорной кислоты с содержанием фторид-ионов: F^- - 112 г/л; рН<1 обрабатывают фосфомелом предварительно прокаленном при температуре 120 С и соотношении Ca:F=1,5:1 в течение 10 минут до достижения рН 11,0. В раствор вводят натриевую соль акриловой кислоты в дозировке 20 мг/дм³ и отстаивают. Остаточное содержание фторид-ионов составляет 0,013 г/дм³ (эффективность очистки 99,99%).

Из представленных примеров видно, что применение в качестве кальцийсодержащего реагента фосфомела, являющегося отходов переработки фосфогипса, позволяет существенно снизить стоимость процесса очистки. Применение фосфомела позволяет минимизировать вторичное загрязнение воды хлорид и сульфат-анионами. Еще одним достоинствам предлагаемого способа является высокая эффективность очистки высококонцентрированных фторсодержащих сточных вод (>99,9%), благодаря которой остаточное содержание фторид-ионов составляет от 0,035 г/дм³ до 0,013 г/дм³.

Результаты получены при использовании оборудования ЦПК им. Д.И. Менделеева.

Изобретение относится к области очистки промышленных сточных вод от фторид-ионов осаждением и может быть использовано для очистки сточных вод производства минеральных удобрений или металлического алюминия. Способ очистки сточных вод от фторид-ионов заключается в обработке их кальцийсодержащим реагентом до достижения рН 9-11 и последующем разделении жидкой и твердой фаз отстаиванием. В качестве кальцийсодержащего реагента используют фосфомел, предварительно термически обработанный при температуре 100-120°С. Осаждение ведут при соотношении кальций:фтор, равном (1,0-1,5):1. С целью разделения твердой и жидкой фаз осаждение ведут с применением натриевой соли акриловой кислоты, представляющей собой среднемолекулярный низкозарядный анионный флокулянт в дозировке 5-20 мг/дм³. Обеспечивается высокоэффективный способ очистки сточных вод от фторид-ионов с их содержанием более 100 г/дм³. 6 пр.

Способ очистки сточных вод от фторид-ионов путем обработки их кальцийсодержащим реагентом до достижения рН 9-11, последующего разделения жидкой и твердой фаз отстаиванием, отличающийся тем, что в качестве кальцийсодержащего реагента используют фосфомел, предварительно термообработанный при температуре 100-120°С и соотношении кальций:фтор, равном (1,0-1,5):1, а с целью разделения твердой и жидкой фаз осаждение ведут с применением натриевой соли акриловой кислоты, представляющей собой среднемолекулярный низкозарядный анионный флокулянт в дозировке 5-20 мг/дм³.