Установка для очистки сточных вод от шестивалентного хрома Советский патент 1985 года по МПК C02F1/46 C02F1/46 C02F101/22 

Изобретение относится к очистке воя электрохимическими методами, в частности к установке для очистки стсчных вод от шестивгпентного хром

Иэйестна установка для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, содержащая последовательно соединенные диафрагменный электролизер электрокоагулятор, флотатор,, фильтр Катодная и анодная камеры электролизера соединены с фильтром автономными трубопроводами, а катодная камера, кроме того, соединена с флотатором l .

Недостатком данной установки является значительный расход электроэнергии и железных электродов.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является установка для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов содержащая последовательно соединенные насос, электрокоагулятор, флотатор, фильтр и диафрагменный электролизер, верхняя часть катодной камеры которого снабжена газоотводной трубкой, соединенной с эжектором 2 .

Недостатком известной установки является повышенный расход энергии на очистку.

Цель изобретения - уменьшение расхода электроэнергии на очистку ,

Поставленная цель достигается тем, что установка для очистки сточных вод от шеетивалевтного хрома, содержащая последовательно соединенные насос, электрокоагулятор, флотатор, фильтр и диафрагменный электролизер, верхняя часть катодной камеры которого снабжена газоотводной трубкой, дополнительно снабжена барботажной камерой, вход которой соединен с ашамоприёмником флотатора, а выход - с катодной камерой диафрагменного электролизера, а также центрифугой, соединенной с выходом катодной камеры и входом анодной камеры, причем выход анодной камеры и газоотводная трубка соединена с всасывающим трубопроводом насоса..

На чертеже изображена схема предлагаемой установки.

Установка состоит из насоса 1 с всасывающим трубопроводом 2, электрокоагулятора 3 с железными электродами 4, противоточного колонного флотатора 5 с алюминевкми электродами б в нижней части, фильтра 7, барботажной камеры 8, диафрагменного электролизера 9, центрифуги 10

Установка работает следующим образом.

Сточную воду гальванического цеха поступающую от процессов промывки изделий, содержащую ионы тяжелых металлов, включая шесг-т алентныГ хром нейтрализуют до рИ ь,8 и подают в всасывающий трубопровод 2 насоса 1. Одновременно в трубоп.овод 2 посредством газоотводной трубки вводят водород, выделяющийся в диафрагменном электролизере 9, и регенерированный из шлама гицроксид алюминия. В насосе 1 происходит их смешивание со сточной водой, в результте чего водородом частично восстанавливается шестивалентный хром. Затем воду подают в электрокоагулятор 3 со стапьньми электродами 4, где под действием постоянного тока прсуисходит ее насыш,ен1.е электролитическими газами и ионами железа СП}, последние при этом полностью восстанавливают ыестивалентный хром. Одновременно в электрокоагуляторе 3 происходит образование хлопьев коагулянта, состоящего из гидроксидов железа и алюминия, которые эффективно адсорбируют соли тяжелых металлов.

Из электрокоагулятора 3 сточную воду подают в центральную часть противоточно1О колокного флотатора 5, где хлопья коагулянта всплывают, а предварительно осветленную .воду направляют в нижнюю часть флотатора при этом она доочищается,, встречаяс с .восходящим потоком электролитических газов и хлопьями гидроксида алюминия, генерируемыми алюминиевым электродами 6.

Из флотатора 5 воду подают нафильтр 7, где происходит ее полная очистка, после которой ее по трубопроводу направляют на повторное использование .

Всплывший на поверхность флотатора 5 шлам собирают в. шламоприемнике, откуда направляют в барботаж5 ную камеру 8, где дегизируют при перемешивании воздухом, который подают по трубе. Затем шлам из барботажной камеры 8 подают в катодную камеру диафрагменного электролизера 9, где подщелачивают до рН 11-12. При этом тяжелые металлы, адсорбированные хлопьями гидроксидов х елеза и алюминия, полностью переходят в нерастворимыесоединения, а Г1щроксиды алюминия растворяю.тся. Из катодной камеры шлам подают на це Трифугу 10, в которой под действием центробежных сил .уплотняют и отводят по трубопроводу, а отделенную дисперсионную среду, представляющую собой Щелочной-раствор алюминия, направляют в анодную камеру диафрагменного электролизера, где нейтрализуют до рН 7 и далее по трубопроводу вводят во всасывающую трубу

5 -2 насоса 1. Таким образом происходит возврат в процесс очистки 75-80% алюминиевого коагулянта. Снабжение установки барботаж ной камерой, подсоединенной к шламоприемнику колонного флотатора, оборудованного алюмине ffHMH электродами, позволяет собранный в шламоприемнике шлам направлять в барботажную камеру, где он перемешивается с помощью воздуха. При этом происходят дегазация шлама и полное окисление гидроксидов железа, одновременно разрушаются крупные агрегаты, обладающие упруги структурным каркасом, из которых состоит гидроксидный шлам, что повышает его эодоотдайицее свойство Последовательное соединение шламоприемника флотатора, барботажной камеры и катодной камеры диафрагменного электролизера позволяет .дегазированный шлам из барбо тажной камеры направлять в катодную камеру диафрагменного электролизера, где при подщелачивании до рН 11-12 происходит растворение гидроксида алюминия, находящегося в шламе в результате электрокоагуляционно-флотационной доочистки сточных вод в флотаторе с алюминиевыми электродами. Кроме того, при подщелачивании находящиеся в шламе тяжелые металлы одсор бированные гидроксидами алюминия и железа, полностью переходят в нерастворимые соединения. Обработан ный таким образом шлам представляет собой суспензию, в которой дисперсионная среда - вода содержит растворенную э ней окись алюминия и гидрооксиды тяжелых металлов. Снабжение установки центрифугой и соединение ее с выпуском катодной камеры диафрагменного электролизера обеспечивают эффективное уплотнение центрифуге шлама с отделением дисперсной среды, представляющий собой регенерированный щелочной раствор алюминия. Одновременно получается уплотненный шлам-с низким влагосодержанием, хорошо поддающийся транс портировке. Тиксотропные свойства шлама при этом в значительной степени нейтрализованы при предварител ной обработке в барботажной камере и наличием в нем алюминия. Соединение центрифуги с анодной камерой диафрагменного электролизер выход которой подсоединен к всасыва щему трубопроводу насосд, позволяет нейтрализовать в анодной камере до рН 7 регенерированный раствор алюминия, последний при этом переходит в гндроксид, а затем с помоп1ью лопа ток насоса смешивать его с поступаю щей на очистку водой. В результате происходит возвращение 75-80% алюминия в процесс очистки. При присоединении к всасывакияей трубе насоса катодной камеры происходит диспергирование и перемешивание в сточной воде лопатками насоса пузырьков водорода, который частично восстанавливает шесТивалентный хром. Эффективность восстановления обеспечивается развитой площадью контакта пузырьков водорода с шестивалентным хромом и перемешиванием лопатками насоса, поэтому не требуются избыточные количества водорода и давления, обеспечивающего его растворение. Пример. Очищают сточную воду гальванического цеха с рН 6,0, содержанием шестивалентного хрома 50 мг/л и. ионов тяжелых металлов: меди, цинка, никеля в сумме 27 кг/л. Сточную воду, подаваемую на предлагаемую установку, нейтрализуют до рН 6,8. Напряжение и сила тока на электрокоагуляторах со стальными электродами известной и предлагаемой установок одинаковы и равны 2,8 в и 3 А. Расход жидкости, обрабатываемой в диафрагменном электролизере, сила тока и напряжение соответственно составляют на известной установке 30 л/ч, 3,2 А, 4,5 В, а на предлагаемой 3 л/ч; 0,7Aj 4,0 В. Напряжение и сила тока на алк 1ийиеаых электродах колонного флотатора предлагаемой установки равны соответственно 0,7 В и 0,5 А. Количество регенерируемого и постоянно циркулирующего на предлагаемой установке алюминия 20 мг/л. В процессе очистки на обеих установках достигается 100%-ный эффект удаления шестивалентного хрома и ионов тяжелых металлов. Результаты исследований сведены в таблицу. Применение -предлагаемой установки, в которой осуществляется регенерация алюминиевого коагулянта, позволяет без дополнительных затрат использовать дорогостоящий алюминий. При этом смешанный алюминий и железосодержащий коагулянт обеспечивают полную очистку сточ«ых вод от ионов тяже.пых металлов при рН 6,8-7, что на 80% сокращает рабход щелочи, и исключает необходимость в подкислении очищенной воды, на что в известной установке тратится большое количество электроэнергии. В результате стоимости, очистки воды на предлагаемой установке на 20-25% ниже, чем на известной. Уменьшение количества щелочи, которая повышает солесодержание очищенной воды, позволяет очищенную на предлагаемой установке воду использовать повторно.

Показатели

Расход электроэнергии,кВт.ч/м

+6

Расход стали, кг/кг С

Расход алюминия, мг/л

Расход щелочи NaOH, мг/л

Установка

Ш

Известная-1 Предлагаемая

0,760

0,385

2,75

2,74

0,0

4,4

29

уеФАЙОВКА ДЛЯ СТОЧНЫХ ВОД ОЭ ШЕСТИВАЛЕЮРЙОГО XPO№i, содержащая последовательно Соединенные насос, электрокоагулятор, флотатор, фильтр и диафрагменный электролизер, верхняя часть катодцрй камеры которого снабжена газоотводной: трубкой/ отличающаяся тем, что, с целью уменьшения расхода электроэнергии на очистку, установка дополнительно снабжена барботажной камерой, вход которой соединен с шламоприемнйком флотатора, а выход - с катодной камерюй диафрагменного электролизёра, а также центрифугой, совдинен« й1 с ВьаЕходом катодной камеры и входом анодной камеры, йричем вьнсод анодной камеры и газортводяая трубка соединены с всасываю-. В8им трубопроводом насоса. г