Способ очистки сточных вод Советский патент 1989 года по МПК C02F1/461 C02F1/461 C02F101/20 C02F101/38 

Изобретение относится к электрохимическим способам очистки сточных вод, содержащих соединения щелочноземельных металлов, от органических примесей (таких как, хлорорганических, азотсодержащих) и может быть использовано преимущественно в химической промьшшенности.

Цель изобретения - снижение энергозатрат.

Способ осуществляется следующим образом.

Электрохимическую очистку проводят в электролизере с разделенными электродными пространствами при помощи диафрагмы, позволяющей осуществлять перенос ионов в направлении действия силовых линий электрического поля (например, пористой, керамической), обеспечивающей перенос ионов из одного

электродного пространства в другое. Сточная вода, содержащая соединения щелочноземельных металлов и органические, хлорорганические и азотсодержащие органические примеси, поступает в анодное пространство электролизера. В катодное пространство подают раствор соединений переходных металлов (например, хлорида кобальта, никеля и др.). При пропускании тока на аноде выделяется хлор и происходит окисление органических примесей, окисление органических веществ происходит и в объеме анодного пространства продуктами гидролиза хлора. На катоде протекает процесс восстановления воды с выделением водорода, что приводит к защелачиванию слоя электролита, примыкающего к поверхности кдтода:

HjO - 1

1/2Н

2 -t- ОН

дновременно на котоде происходит неначительный разряд (концентрация ала) ионов переходных металлов с бразованием порошкообразного осада (разряд на предельной плотности ока), В результате этого заметно по- ьпцается катодная поверхность и, сответственно, снижается плотность тока. Это вызывает уменьшение скорости процесса восстановления водь и снижение интенсивности защелачивания прикатодного слоя,

Ионы щелочноземельного металла и хлор-ионы в результате диффузии и миграции переходят через диафрагму из одного злектродного пространства в другое. Ионы хлора разряжаются на аноде, а ионы щелочноземельного металла собираются в прикатодном слое (не могут разрядиться вследствие значительной электроотрицательности). Взаимный свободньй перенос ионов обеспечивает высокую электропровод- ность. С целью устранения пассивации диафрагмы осадком гидроксида щелочноземельного металла диафрагма устанавливается на расстоянии от поверхности катода, при котором устраняется действие ОН (связываются в гид- роксиды) и происходит растворение гидроокиси при взаимодействии с ионами H, поступающими из анодного пространства,

По мере увеличе1 ия рН прикатодно го слоя создаются условия для образования гидроксидов. При этом при величине рН 5-10 происходит образование гидроксидов переходного металла , который выпадает на поверхность катода, образуя рыхлый плохо сцепленный с металлом катода и маловлияющий на процессе выделения водорода осадок. Образование гидроксида переходного металла приводит к сниженизо рН прикатодного слоя, что затрудняет образование и выпадение осадка гидроксида щелочноземельного металла (возрастает время, необходимое для достижения рН - гидратообразования). При величине рН прикатодного слоя 12- 14 происходит образование гидроксида щелочноземельного металла, который выпадает на поверхности рыхлого и плохого сцепленного с поверхностью катода осадка гидроксида переходного металла. Вследствие этого не происходит образования плотного компактного неэлектропроводного осадка гид- роксида щелочноземельного металла, который в отсутствии добавки соединений переходных металлов вызывает пассивацию поверхности катода и нарушение режима процесса электролиза.

Пример. Очистку сточной воды, содержащей соединения щелочноземельного металла, от органических примесей проводят в электролизере с разделенным межэлектродным пространством при помощи непроточной диафраг5 мы. В качестве анода используют оксидный руте1шево-титановый анод, катодом служит титан. Содержание хлорида кальция в стоячей воде 80кг/м примесей (этилендиамин, трихлорэтиQ лен, глицерин) 1,0-1,5 кг/м . Плотность тока 0,3 А/см, температура 377 К. Сточную воду на очистку подают в количестве 0,15 л в анодное пространство электролизера, в катодное

5 пространство подают раствор хлоридов переходных металлов 0,05 - 0,50 кг/и (в расчете на металл). С целью сопоставления результатов проводят очистку сточной воды идентичQ ного состава по известному способу.

Результаты электрохимической очистки раствора КС1 от примесей этилендиамида приведены в табл.1; обоснование выбранных параметров процесса очистки раствора СаС от ор5

ганических примесей - в табл.2 и 3.

0

5

Формула изобретения

1, Способ очистки сточных вод, содержащих соединения щелочноземельных металлов, от органических примесей путем электролиза в присутствии хлор-ионов и при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, обработку ведут в анодной камере ди- афрагменного электролизера, подавая в катодную камеру раствора соединений переходных металлов в количестве 0,05-0,50 кг/м обрабатываемой воды в пересчете на металл.

2. Способ по п.1, отличающий с я тем, что в качестве соединений переходных металлов используют хлориды железа, кобальта, никеля и

меди.

Таблица I

Изобретение относится к электрохимическим способам очистки сточных вод, содержащих соединения щелочноземельных металлов от органических примесей, и может быть использовано в химической промышленности. Цель изобретения - снижение энергозатрат. В способе очистки сточных вод, содержащих соединения щелочноземельных металлов, от органических примесей в присутствии хлор-ионов и при повышенной температуре процесс ведут в анодном пространстве диафрагменного электролизера, подавая в катодное пространство раствор соединений переходных металлов в количестве 0,05 - 0,5 кг/м³ в пересчете на металл. В качестве соединений переходных металлов используют хлориды железа, кобальта, никеля и меди. 3 табл.

Верхняя иифоа соответствует времени очистки упариваемого рассола, нижняя - образовавшегося конденсата. Расход электроэнергии вез очистки конденсата, Кол гчество катализатора 0,3 кг/м CaCl (на металл).