Способ очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов Советский патент 1988 года по МПК C02F1/62 C02F1/62 C02F101/20 C02F101/22 C02F103/16 C02F103/34 C02F103/36 

СО 00 Од СП

00

liu

Изобретение относится к машинострое- ,.ни1р, в частности к .физико-химическим спо- собам очистки сточных вод, содержащих взвешенные и растворенные соединения тяжелых металлов, и может быть использо- с вано в металлургической, химической промышленности, например для очистки сточных вод, производства органических полупродуктов, красителей, пигментного и технического оксида титана.

6,5 и 8,0-11,0, цинка 6,5-11, меди 6,0-7,5, никеля 7,5-9,5, а в совокупности оптимальное значение рН коагуляции расширяется до значения 3,5-II, т. е. при практически любом встречающемся рН обрабатываемой воды образуются агрегаты, способные к быстрому осаждению твердой фазы. Наиболее благоприятные условия протекания процесса обеспечиваются при введении в качестве коагулянта сточных вод гальЦель изобретения - повышение степени О ванического производства, содержащих во6,5 и 8,0-11,0, цинка 6,5-11, меди 6,0-7,5, никеля 7,5-9,5, а в совокупности оптимальное значение рН коагуляции расширяется до значения 3,5-II, т. е. при практически любом встречающемся рН обрабатываемой воды образуются агрегаты, способные к быстрому осаждению твердой фазы. Наиболее благоприятные условия протекания процесса обеспечиваются при введении в качестве коагулянта сточных вод галь ванического производства, содержащих во

Изобретение относится к машиностроению, в частности к физико-химическим способам очистки сточных вод, содержащих взвешенные и растворенные соединения тяжелых металлов. Целью изобретения является повышение степени очистки. Сущность изобретения заключается в том, что в способе очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов путем обработки неорганическим коагулянтом в щелочной среде с последующим введением полиакриламида в качестве неорганического коагулянта используют сточные воды гальванического производства, содержащие водорастворимые соли железа, цинка, меди и никеля, в количестве 0,5-5% от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества. I з.г.ф-лы, 1 табл. «

очистки.

Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов путем обработки неорганическим коагулянтом в ще- г лочной среде- с последующим введением полиакриламида в качестве неорганического коагулянта используют сточные воды гальванического производства, содержащие водорастворимые соли железа, цинка, меди и никеля в количестве 0,5-5% от количества об- 20 остается в сточных водах, рабатываемых сточных вод в пересчете наУвеличение количества вводимого неоргадорастворимые соли железа, цинка, меди и никеля в количестве 0,5-5% от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества.

Экспериментально установлено, что при меньщем количестве вводимого неорганического коагулянта не создаются условия образования прочных коагуляционных соединений и значительная часть взвешенных нерастворимых соединений тяжелых металлов

25

30

сухие вещества.

Сточные воды промышленных предприятий содержат взвешенные и растворенные соединения тяжелых металлов, например железа, никеля, хрома, цинка, меди, алюминия, кадмия. После их обработки щелочным реагентом соединения переходят во взвешенные нерастворимЬ1е соединения тяжелых металлов - гидроксиды, карбонаты, сульфиды, которые обладают высокой агрегативной устойчивостью, что связано с их гидратацией и образованием на поверхности час- тиц плотных оболочек из молекул воды. При добавлении в сточные воды, после их обработки щелочным реагентом, неорганического коагулянта он, гидролизуясь, образует ., малорастворимые продукты, обладающие противоположными электротехническими свойствами по сравнению с имеющимися в сточных водах взвешенными частицами. При этом они объединяются в крупные хлопья

нического коагулянта, содержащего водорастворимые соли железа, цинка, меди, никеля больще 5% от количества обрабаты- ваемых сточных вод в пересчете на сухие вещества, не приводит к повышению эффекта очистки и сопровождается усложнением процесса из-за изменения рН среды. При последующем введении в воду флокулянта их молекулы адсорбируются на поверхности скоагулированных хлопьев и с их помощью эти хлопья подвергаются дальнейшему укрупнению. Укрупненные хлопья быстро удаляются из воды отстаиванием.

Способ осуществляют следующим образом.

Сточную воду, содержащую взвешенные и растворенные соединения тяжелых металлов, таких как железо, никель, хром, цинк, медь, алюминий, кадмий, после их обработки щелочным реагентом подают в реактор, туда же одновременно подают сточ- (агрегаты) с нерастворимыми соединениями, 40 ные воды гальванического производства, содержащимися в обрабатьшаемой воде.содержащие водорастворимые соли железа.

Чем эффективнее гидролизуется коагулянт, тем быстрее и более крупные хлопья образуются. При добавлении неорганического коагулянта (сточных вод гальванического производства, содержащих водорастворимые соли железа, цинка, меди, никеля) обра-- зуются разнообразные продукты гидролиза разных металлов со своими индивидуальными свойствами, эффективно взаимодействующие друг с другом и со взвещенными ве- , 0,01-0,05% в пересчете на сухое вещест- ществами, содержащимися в обрабатывае-во по отношению к твердой фазе. Время

мой воде.контакта 2 мин. Образовавшуюся суспенПредлагаемый коагулянт содержит соли зию по трубопроводу подают в отстойни- нескольких металлов: железа, цинка, меди,ки. Очищенная вода собирается сверху и

никеля, что способствует расширению интер- самотеком поступает для повторного ис- вала рН среды 3,5-11,0, при котором проис- 55 пользования в промышленном производстве ходит эффективная очистка сточных вод, так или ее сбрасывают в водоем без угрозы как каждая соль имеет свою оптимальную его загрязнения. Остаток собирают на дне зону действия, рН среды для железа 3,5- отстойника, откуда периодически откачивают

цинка меди, никеля в количестве 0,5-5% от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества. Процесс осуществляют при непрерывном механическом перемешивании в течение 2 мин. Затем в реактор добавляют водный раствор органического флокулянта анионного типа (полиак- рйлат натрия, полиакриламид или гидроли- зованный полиакриламид) в количестве

остается в сточных водах, Увеличение количества вводимого неоргадорастворимые соли железа, цинка, меди и никеля в количестве 0,5-5% от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества.

Экспериментально установлено, что при меньщем количестве вводимого неорганического коагулянта не создаются условия образования прочных коагуляционных соединений и значительная часть взвешенных нерастворимых соединений тяжелых металлов

0

нического коагулянта, содержащего водорастворимые соли железа, цинка, меди, никеля больще 5% от количества обрабаты- ваемых сточных вод в пересчете на сухие вещества, не приводит к повышению эффекта очистки и сопровождается усложнением процесса из-за изменения рН среды. При последующем введении в воду флокулянта их молекулы адсорбируются на поверхности скоагулированных хлопьев и с их помощью эти хлопья подвергаются дальнейшему укрупнению. Укрупненные хлопья быстро удаляются из воды отстаиванием.

Способ осуществляют следующим образом.

Сточную воду, содержащую взвешенные и растворенные соединения тяжелых металлов, таких как железо, никель, хром, цинк, медь, алюминий, кадмий, после их обработки щелочным реагентом подают в реактор, туда же одновременно подают сточ- ные воды гальванического производства, содержащие водорастворимые соли железа.

0,01-0,05% в пересчете на сухое вещест- во по отношению к твердой фазе. Время

цинка меди, никеля в количестве 0,5-5% от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества. Процесс осуществляют при непрерывном механическом перемешивании в течение 2 мин. Затем в реактор добавляют водный раствор органического флокулянта анионного типа (полиак- рйлат натрия, полиакриламид или гидроли- зованный полиакриламид) в количестве

Пример 4. Сточную воду машиностроительного предприятия, состава как в примере 1, обрабатывают аналогично примеру I. Количество вводимых в качестве коагулянта сточных вод гальванического производства составляет 0,25% от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества. Очищенная вода содержит 35,0% мг/л взвешенных веществ, осадок отстаивается медленно, скорость фазового

насосом и после дополнительного обезвоживания отправляют потребителю для извлечения ценных компонентов или вывозят в отвал.

Пример 1. Промышленная сточная вода машиностроительного предприятия, содержащая железо, никель, хром, цинк, медь, алюминий, кадмий, после ее обработки ще - лочным реагентом (гидроксидом кальция) содержит 260 мг/л взвещенных нерастворимых гидроксидов тяжелых (железо, никель, Ю разделения суспензии 0,9 м/ч. Объем осадка хром, медь, цинк, алюминий, кадмий) метал- составляет 11% от объема сточной воды, лов, рН среды 8,5. При непрерывном меха- Продолжительность всех операций и стадий ническом перемешивании в течение 2 мин 30 мин.

в сточную воду вводят сточные воды галь-Пример 5. Сточную воду машиностроиванического производства, содержащие во- тельного предприятия, состава как в примере 1, обрабатывают аналогично примеру 1. Количество вводимых в качестве коагулянта сточных вод гальванического производства составляет 6% от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вев сточную воду вводят водньж 20 щества. Очищенная вода содержит 20 мг/л

взвешенных веществ. Осадок отстаивается медленно, скорость фазового разделения сус25

30

дорастворимые соли железа, цинка, меди, никеля, в количествах 40-500, 60-400, 50- 300 и 50-250 мг/л соответственно в количестве 0,5% от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества.

Затем

раствор полиакриламида в количестве 0,03% в пересчете на сухое вещество по отношению к твердой фазе. Время контакта с .этим реагентом 2 мин. Полученную суспензию отстаивают. Очищенная вода содержит 5,0 мг/л взвешенных нерастворимых веществ. Осадок отстаивается быстро, т. е. скорость фазового разделения суспензии составляет 4,0 м/ч. Объем осадка после отстаивания составляет 5,0% от объема воды. Продолжительность всех стадий и операций 20 мин.

Пример 2. Промышленную сточную воду машиностроительного предприятия, содержащую после ее обработки щелочным реагентом - гидроксидом кальция - 260 мг/л взвешенных нерастворимых гидрок- с сидов тяжелых металлов, при рН среды 8,5 подвергают обработке аналогично примеру 1. Количество вводимых в качестве неорганического коагулянта сточных вод гальванического производства составляет 2,5% от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете ,на сухие вещества.

Очищенная вода содержит 2,5 мг/л взвещенных веществ. Осадок отстаивается быстро, скорость фазового разделения суспензии составляет 7,3 м/ч. Объем осадка составляет 6,0% от объема сточной воды. Про- должительность всех стадий и операций 18 мин.

Пример 3. Сточную воду мащинострои- тельного предприятия согласно примеру 1 обрабатывают аналогично примеру 1. Количество вводимых в качестве неорганического коагулянта сточных вод гальванического производства составляет 5,0% от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества. Очищенная вода не содержит взвешенных веществ. Осадок отстаивается быстро, скорость фазового разделения суспензии 11,0 м/ч, объем осадка 6,5% от объема сточной воды. Продолжительность всех стадий и операций 15 мин.

пензии 2,0 м/ч. Объем осадка составляет 10,0% от объема сточной воды. Продолжительность всех стадий и операций 25 мин.

Пример 6. (по известному способу). Про мыщленная сточная вода машиностроительного предприятия, загрязненная соединения ми железа, никеля, хрома, меди, цинка, алю миния, кадмия, после ее обработки щелоч ным реагентом (гидроксидом натрия) содер жит 270 мг/л взвешенных нерастворимых гидроксидов тяжелых (железо, никель, хром, медь, цинк, алюминий, кадмий) ме таллов, рН среды 8,5. В сточную воду вводят гидроксид кальция и хлорное железо в количествах 250 и 200 мг/л соответственно Пробу взвешивают в течение 30 мин, а затем 90 мин отстаивают. Очищенная вода имеет рН 8,5 и содержит 65,0 мг/л взвешенных нерастворимых веществ. Осадок от- 40 стаивается медленно. Скорость фазового разделения суспензии составляет 0,70 м/ч Объем осадка после отстаивания составляет 17,0% от объема воды. Продолжительность всех стадий и операций 130 мин. Сравнительные результаты по очистке сточных вод предлагаемым и известным способами приведены в таблице.

50

55

Как видно из таблицы, использование предлагаемого способа очистки обеспечивает по сравнению с известным резкое повышение степени очистки, значительную интенсификацию фазового разделения суспензии, уменьшение объема выделенного осадка и сокращение продолжительности процесса очистки.

Формула изобретения

. Способ очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов путем обработки

Пример 4. Сточную воду машиностроительного предприятия, состава как в примере 1, обрабатывают аналогично примеру I. Количество вводимых в качестве коагулянта сточных вод гальванического производства составляет 0,25% от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества. Очищенная вода содержит 35,0% мг/л взвешенных веществ, осадок отстаивается медленно, скорость фазового

разделения суспензии 0,9 м/ч. Объем осадка составляет 11% от объема сточной воды, Продолжительность всех операций и стадий 30 мин.

взвешенных веществ. Осадок отстаивается медленно, скорость фазового разделения сус25

пензии 2,0 м/ч. Объем осадка составляет 10,0% от объема сточной воды. Продолжительность всех стадий и операций 25 мин.

0

с

Пример 6. (по известному способу). Про- мыщленная сточная вода машиностроительного предприятия, загрязненная соединениями железа, никеля, хрома, меди, цинка, алюминия, кадмия, после ее обработки щелочным реагентом (гидроксидом натрия) содержит 270 мг/л взвешенных нерастворимых гидроксидов тяжелых (железо, никель, хром, медь, цинк, алюминий, кадмий) металлов, рН среды 8,5. В сточную воду вводят гидроксид кальция и хлорное железо в количествах 250 и 200 мг/л соответственно. Пробу взвешивают в течение 30 мин, а затем 90 мин отстаивают. Очищенная вода имеет рН 8,5 и содержит 65,0 мг/л взвешенных нерастворимых веществ. Осадок от- 0 стаивается медленно. Скорость фазового разделения суспензии составляет 0,70 м/ч. Объем осадка после отстаивания составляет 17,0% от объема воды. Продолжительность всех стадий и операций 130 мин. Сравнительные результаты по очистке сточных вод предлагаемым и известным способами приведены в таблице.

Как видно из таблицы, использование предлагаемого способа очистки обеспечивает по сравнению с известным резкое повышение степени очистки, значительную интенсификацию фазового разделения суспензии, уменьшение объема выделенного осадка и сокращение продолжительности процесса очистки.

Формула изобретения

. Способ очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов путем обработки

неорганическим коагулянтом в щелочной среде, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, в качестве неорганического коагулянта используют сточные воды гальванического производства, содержащие водорастворимые соли железа, цинка.

0,5

2,5

5,0

0,25

6,0

75,0

260 260 260 260 260 270

5,0 2,5

4,0 7,3

Отсутст- 1 1,0

вует

35,О 0,9

20,0 65,0

2,0 0,7

меди и никеля с последующим введением полиакриламида.

5,0

6,0

6,5

1 1,0

10,0

17,0

20 18 15 30 25 130