Способ очистки циансодержащих сточных вод Советский патент 1987 года по МПК C02F1/78 C02F1/78 C02F101/18 C02F103/16 C02F103/34 

10

25

стки сточной воды безусловно необходимо при реальных объемах стоков.

Цель изобретения - ускорение процесса очистки циансодержащих сточных вод.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки циансодержащих сточных вод, включающему очистку окислением в вихревом слое ферромагнитных частиц, окисление осуществляют озонсодержащим газом, а в качестве ферромагнитных частиц используют катализатор СиО : ZnO : Fe,0j.

Разработан катализатор СиО : ZnO : Fe2. 64:5:31, обладающий каталитической активностью в реакциях окисления цианидов и тиоцианатов озоном и ферромагнитными свойствами, позволяющими применять этот катализатор

Недостатками известного способа яв-20 вместо никелевой проволоки, используемой в качестве насадки, создающей вихревой слой в рабочей камере аппарата.

Катализатор СиО : ZnO : 64:5:31 испытан в процессах очист- ки модельных растворов и сточной воды от цианидов и тиоцианатов в полунепрерывной системе, открытой по газу. Результаты испытаний, представ- ленные в табл.1, показывают, что испытанный катализатор проявляет актив- щемся во вращающемся электромагнитном процессах окисления CN и пола. Использование в очистке сточ- и,соответственно, в процессе ных вод хлором или гипохлоритом них- очистки сточной: воды от этих соеди- ревого слоя дает возможность провести 35 нений. При добавлении в систему ка- процессы окисления цианидов и разложе- тализатора скорость процесса увели- ния их в одну стадию при рН 9 - 10 и приводит к уменьшению времени контакта за счет генерации в магнитном электрическом поле и возникновению процессов, приводящих к активации реагирующих компонентов. Конечная концентрация CN ниже предельно допустимой (ПДК) и не зависит от начальной концентрации.

Однако в данном способе добавление в сточную воду хлора или гипохло- рита увеличивает концентрацию солей в очищенных водах, а также хлороорганических соединений, что не позво- 50 64:5:31, протекают процессы окисляет создать ни замкнутый цикл с мно- ления тиоцианатов и цианидов озоном: гократным использованием воды, ни

Изобретение относится к очистке производственных сточных вод от цианидов и тиоцианатов и может быть применено в коксохимической, металлургической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности.

Известны способы очистки циансодержащих сточных вод окислением хлором или гипохлоритом натрия или кальция . Очистку проводят в щелочных средах при рЙ 10,0 - 11,5, причем цианиды окисляются в цианаты, которые далее подвергаются гидролизу до N, и COj, при рН 7,0 - 7,5. Обычно используемые в промышленности секционные резервуары рассчитаны на пребывание в них очищаемых сточных вод в течение 30 - 40 мин.

ляются двухстадийность процесса с отдельным регулированием рН на каждой Стадии и необходимость большего времени контакта окислительного реагента со сточной водой.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ очистки циансодержащих сточных вод жидким хлором или гипохлоритом натрия в вихревом слое ферромагнитного материала, образуючивается в 2 раза. Для сравнения были проведены эксперименты с никелевой проволокой, рекомендуемой в каче40 стве ферромагнитной загрузки рабочей камеры аппаратов вихревого слоя. Эти эксперименты показали,, что никелевая проволока каталитической активностью в данной системе не обла45 дает.

В вихревом слое ферромагнитных частиц, представляющих собой таблетированный катализатор СиО : ZnO : Fe20j

SCN + О, + ZOlT- CN +

sol (1)

сбросить воду без доочистки от пог- бочно образующихся вредных компонентов в водоем. Кроме того, достигнутые скорости окисления при использовании вихревого слоя ферромагнитных частиц далеко не предельны и дальнейшее ускорение процессов очиКатализатор СиО : ZnO : 64:5:31 испытан в процессах очист- ки модельных растворов и сточной воды от цианидов и тиоцианатов в полунепрерывной системе, открытой по газу. Результаты испытаний, представ- ленные в табл.1, показывают, что испытанный катализатор проявляет актив- процессах окисления CN и и,соответственно, в процессе очистки сточной: воды от этих соеди- нений. При добавлении в систему ка- тализатора скорость процесса увели-

64:5:31, протекают процессы окисления тиоцианатов и цианидов озоном:

чивается в 2 раза. Для сравнения были проведены эксперименты с никелевой проволокой, рекомендуемой в качестве ферромагнитной загрузки рабочей камеры аппаратов вихревого слоя. Эти эксперименты показали,, что никелевая проволока каталитической активностью в данной системе не обладает.

В вихревом слое ферромагнитных частиц, представляющих собой таблети рованный катализатор СиО : ZnO : Fe20j

64:5:31, протекают процессы окисления тиоцианатов и цианидов озоном:

SCN + О, + ZOlT- CN +

sol (1)

55

2CN + О, + 20Н

COj +

Nj + HjO (2)

Исследования показывают, что катализатор, добавленный в систему, ускоряет процесс окисления цианид31

иона и, как следствие, процесс очистки в целом. Вследствие использова- ния в качестве ркислителя озона очистка происходит без введения в воду каких-либо дополнительно загрязняю- щих или засоляющих воду ионов, а именно хлора, хлоратов, хлороорга

НИКИ, натрия и т.д. Очищенная и сохранившая неизменный солевой состав вода может быть либо возвращена в цикл газоочистки, либо направлена на слив в водоемы.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример . Сточную воду аммиачного производства из смесителя-дис пергатора, в котором происходит смешение ее с озонированным воздухом, подают в реакторы вихревого слоя, создаваемого движением ферромагнитного катализатора во вращающемся электромагнитном поле. Очищенную воду через емкости-делители передают либо в производственный цикл, либо на слив.

В табл.2 представлены показатели очистки сточной, воды в реакторах вихревого слоя (примеры 1-3). Для срав

Как видно из представленных данных не проявляет каталитической активности в реакциях окисления цианидов и тиоцианатов озоном. В то же время его количество в составе катализатора диктуется необходимостью участия катализатора в образовании, вихревого слоя, т.е. ферромагнитными свойствами, появляющимися в результате образования шпинели, для чего 25 теоретически необходимо наличие 50% FejO. Поскольку практически инертна в процессе, количество этого оксида бьшо нами по возможности уменьшено до минимального, при котором сонения скоростей очистки проведены

опыты по окислению CN в вихревом 30 храняются ферромагнитные свойства слое ферромагнитных частиц, представ- катализатора, т.е. до 31%, Оксиды ме ляюш;их собой обрезки никелевой проволоки НП-2 (согласно прототипу). Результаты этих опытов представлены в

35

табл.2 (примеры 4 и 5).

Как видно из представленных дан;ных, использование катализатора ускоряет процесс очистки в 1,8-2,0 ра.за, что выражается в увеличении во столько же раз производительности реактора по очищенной воде. Это приводит к уменьшению энергетических и капитальных затрат примерно во столько же раз при равном объеме обрабатываемых стоков.

Показатели процесса очистки сточных вод озоном с использованием вихревого слоя весьма высоки. Кроме того, очищенная вода имеет неизменный солевой состав и может использоваться в замкнутой бессточной системе водопользования, создание которой явди и цинка проявляют активность в реакциях окисления цианидов и тиоцианатов, поэтому их суммарное соотношение по отношению к должно составлять 69:31, предпочтительное соотношение СиО : ZnO : выбрано 64:5:31.

40 Формула изобретения

1. Способ очистки циансодержащих сточных вод окислением в вихревом слое ферромагнитных частиц, о т л и45 чающийся тем, что, с целью ускорения процесса, окисление осуществляют озонсодержащим газом, а в качестве ферромагнитных частиц используют катализатор СиО : ZnO .

50 2. Способ поп.1,отлича- ю щ и и с я тем, что используют катализатор СиО : ZnO : в соотношении 64:5:31 соответственн о .

ляется в настоящее время главным инженерно-экологическим направлением водохозяйственной деятельности.

В табл.3 представлены результаты экспериментов по озонированию модельных растворов и сточной воды в . присутствии каждого из оксидов входящего в состав катализатора и их сочетаний. Все катализаторы готовят в одинаковых условиях с осаждением гидроксидов металлов из растворов их нитратов с последующими сушкой и прокаливанием при 550-600 С.

Как видно из представленных данных не проявляет каталитической активности в реакциях окисления цианидов и тиоцианатов озоном. В то же время его количество в составе катализатора диктуется необходимостью участия катализатора в образовании, вихревого слоя, т.е. ферромагнитными свойствами, появляющимися в результате образования шпинели, для чего теоретически необходимо наличие 50% FejO. Поскольку практически инертна в процессе, количество этого оксида бьшо нами по возможности уменьшено до минимального, при котором сохраняются ферромагнитные свойства катализатора, т.е. до 31%, Оксиды ме

ди и цинка проявляют активность в реакциях окисления цианидов и тиоцианатов, поэтому их суммарное соотношение по отношению к должно составлять 69:31, предпочтительное соотношение СиО : ZnO : выбрано 64:5:31.

40 Формула изобретения

1. Способ очистки циансодержащих сточных вод окислением в вихревом слое ферромагнитных частиц, о т л и45 чающийся тем, что, с целью ускорения процесса, окисление осуществляют озонсодержащим газом, а в качестве ферромагнитных частиц используют катализатор СиО : ZnO

50 2. Способ поп.1,отлича- ю щ и и с я тем, что используют катализатор СиО : ZnO : в соотношении 64:5:31 соответственн о .

Модельный раст- Катализатор

CuO:ZnO:FejO, 64:5:31, 1 мас .%

Реактор.загруженкатализатором СиО:2пО:Ге,Оз

180 О 10,6 0,3130,6

260 О 10,5 0,3030,4

310 О 10,6 0,3230,4

Реактор загруженникелевой проволокой

280 О 10,5 0,3215,.2

320 О 10,6 0,3115,7

Таблица 1

210 95 45 1 . 0,25 О 0,2 0,4 0,1 0,05

Таблица 2

Редактор Т.Митейко

Составитель Г.Лебедева

Техред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1273 /26Тираж 852Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Таблица 3

Изобретение относится к очистке циансодержащих сточных вод и позволяет ускорить процесс окисления цианидов и тиоцианатов в вихревом слое ферромагнитных частиц. Окисление осуществляют озонсодержащим газом, а в качестве ферромагнитных частиц используют катализатор,СиО : ZnO : FejOj, причем предпочтительно использовать СиО : ZnO : в соотношении 64:5:31 соответственно. 1 з.п. ф-лы, 3 табл. (Л со о 00 сл О5