Аппарат для ионообменной обработки сточных вод Советский патент 1984 года по МПК B01J47/06 C02F1/42 C02F1/48 C02F103/16 

ю

00

;о

00 Изобретение относится к очистке .. и утилизации промышленных сточных вод преимущественно гальванических производств, в частности к очистке никельсодержащих сточных вод и рекуперации элюатов путем их повторно го введения в электролиты никелирования. Известен способ обработки сточно воды, содержащий никель в омагничивающем устройстве, а затем в ионооб-менной колонке tO. Недостатком этого способа являет ся то, что обработка сточных вод пр изводится раздельно и омагниченный таким образом раствор поступает на колонку, заполненную ионообменной смолой, на которой сорбируется никель. Десорбция никеля также производится при достижении установленно .концентрации никеля в фильтрате. Такая обработка в этом аппарате не обеспечивает достижения полного использования обменной емкости ионита и не позволяет получить элюат высокой концентрации по солям никеля при ре генерации ионита. Известен аппарат для ионообменной обработки сточных вод, включающий корпус, патрубки для ввода и вы -. --- -. - - . .. вода раствора и ионита, неподвижные решетки, слои ионита, соединенные переточными каналами 2 }. Однако известный аппарат сложен эксплуатации и не обеспечивает полного использования сорбционной емкости ионитов и не позволяет получа злюат высокой концентрации, необходимой для возможности введения в электролиты никелирования. Цель изoбpeteния - интенсификахщ процессов сорб101и и десорбции за сч турбулизации потоков, повышения степени использования сорбционной емкости ионита. Поставленная цель достигается тем, что аппарат для ионообменной обработки сточных вод, включающий корпус, патрубки для ввода и вывода раствора и ионита, неподвижные решет;ки,слои ионита, соединенные пере точными каналами, снабжен установле ными коаксиально корпусу намагничивающими катушками и размещенной меж ду ними на неподвижных решетках магнитной загрузкой и подвижными ре тетками, установленными над неподви ными, при этом СЛОИ ионита размещены на подвижных рещетках. Кроме того, корпус решетки и переточные каналы выполнены из диамагнитного материала. На чертеже схематически показан предлагаемый аппарат. Аппарат состоит из корпуса 1, патрубков для ввода раствора 2, ионита 3, а также для вывода раствора 4 и ионита 5, неподвижных опорно-распределительных решеток 6 со сферической магнитной загрузкой 7, переточных каналов 8, подвижных опорнораспределительных решеток 9, на которых помещаются слои 10. Коаксиально корпусу расположены намагничивающие катушки 11, создающие переменное магнитное поле, периодически включаемые с помопц ю распределительного электрического устройства 12 с возможностью регулировали подаваемого из них напряжения реостатами 13. Корпус, опорно-распределительные решетки, переточные каналы изготавливают из диамагнитного материала. В качестве сферической магнитной загрузки используются сферы, диаметром 4-8 мм из керамики, спеченной совместно с ферритом бария, предварительно намагниченные до состояния магнитного насыщения, которые покры1ДЯ1Л7 в / ТТ/чОК1 тттт о т Д-. ваются слоем пластмассы, например фторопластом производства опытного за- вода Института проблем материаловедении АН УССР (г. Киев). Высота слоя этой загрузки на неподвижной опорно-распределительцой рещетке должна составлять 0,3-0,5 расстояния до подвижной решетки для возможности ее движения в переменном магнитном поле. Аппарат в режиме сорбции работает следующим образом. Раствор никельсодержащих сточных вод подается через патрубок 2 до заполнения полного объема корпуса аппарата 1. С помощью распределительного . электрического устройства 12 поочередно производится в направлении снизу вверх по ходу движения воды BKJm4eHHe катушек 11, представлякящх собой соленоид, в сеть переменного тока. При этом сферическая магнитная загрузка 7 начинает совершать хаотические колебательные движения и выбросы в верхнем ее слое. Величина такого движения и выбросов может регулироваться величиной подаваемого на соленоид напряжения. Благодаря этому происходит колебательное движение подвижных решеток 9, чем обеспечивается псевдоожижение слоя ионита, eio перетекание через переточные каналы 8 в нижележащие секции аппарата и последующее выведение ионита через патрубок 5. В результате воздействия переменного магнитного поля, создаваемого катушками 11, и постоянного магнитного поля сферической магнитной загрузки 7, происходит Магнитная обработка раствора сточных вод, что позволяет повысить обменную емкость ионита как в условиях взвешенного, так и стационарного слоя. Реостатами 13 регулируется величина напряже ния, подаваемого на катушки 11, чем варьируется величина колебательного хаотического движения магнитной загрузки 7 . Обработанный раствор сточ ных вод выводится через патрубок 4, .а загрузка ионита произво дится через патрубок 3. При десорбции в аппарат вводится через патрубок 2 раствор кислоты или соли, например сернокислого натрия, и выводится через патрубок Порядок работы остальных элементов аппарата аналогичен описанноь у для режима сорбции. При этом достигается повьшенная степень извлечения никеля, сорбированного на ионитах, и возможность получения элюата с высокой концентрацией в нем метал ла, близкой к концентрации его в электролите гальванической ванны никелирования, что позволяет утилизировать соединения никеля при введении в рабочие электролиты. Одновременное воздействие постоя ного и переменного магнитных полей способствует повьшению сорбции ионо никеля за счет изменения степени их гидратации, а также степени десорбции никеля в режиме регенерации ионитов. Создание псевдоожиженного слоя ионитов за счет колебательного движения сферической магнитной загрузк в переменном магнЛном поле, обеспе чивающее турбулизацию потока раствора сточных вод, позволяет более полно использовать обменную емкость ионитов ввиду интенсивного перемешивания частиц и отсутствия метрвых зон. Возможность регулирования напряжения, подаваемого на катушки, обеспечивает необходимое расширение псевдоожиженного слоя ионитов в зоне сорбции, что также способствует увеличению степени использования-обменной емкости и обеспечивает получение элюатов с максимальной .концентрацией по ионам никеля при регенерации ионитов, например, раствором сернокислого натрия. Кроме того, возможность регулирования величины подаваемого на катушки напряжения устраняет недостаток, присущий известному аппарату, обусловленный снижением степени расширения псевдоожиженног слоя по мере увеличения удельного веса ионита вследствие постепенной сорбции на нем ионов тяжелых металлов. Возможность поочередного создания псевдоожиженного слоя ионита в различных секциях аппарата по его высоте обеспечивает дополнительное увеличение степени использования обменной емкости ионита вследствие сочетания в одном аппарате преимуществ псевдоожиженного и неподвижного слоя ионита, одновременно с -этим снижается его механическая деструкция . Таким образом, предлагаемый аппарат позволяет интенсифицировать процесс сорбции ионов никеля из растворов сточных вод путем одновременного воздействия на них переменного и постоянного магнитного полей и создания сочетания регулируемого псевдоожиженного слоя ионитов с неподвижным, а также соответственно процесс десорбдаи для получения элюатов с повышенной концентрацией солей никеля в нем для возможности последующего введения .его в электролит никелирования. Достигаемый экономический эффект от при- 1менения предлагаемого аппарата определяется снижением затрат на количество используемых ионитов, уменьшением габаритных размеров аппаратов и занимаемых производственных площадей, а также рекуперацией воды и солей никеля в производстве.

lAimAPAT ДЛЯ ИОНООБМЕННОЙ ОБРАБОТКИ сточных вод, включающий корпус, патрубки для ввода и вьшода раствора и ионита, неподвижные решетки, слои ионита, соединенные переточными каналами, отлича-ющ и и с я тем, что, с цепью интенсификации процессов сорбции и десорбции за счет турбулизации потоков, повьппения степени использования сорбционной емкости ионитов, он снабжен установленными коаксиально корпусу намагничивающими катушками и размещенной между ними неподвижных решетках магнитной загрузкой и под вижными решетками, установленными нйд неподвижными, при этом слои ионита размещены на подвижных решетках., 2. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что корпус-,,решетки и переточные каналы выполнены из диамагнитного материала.