Способ очистки оборотных и сточных вод Советский патент 1991 года по МПК C02F1/46 

Изобретение относится к способам очистки оборотных или сточных вод от солей щелочноземельных, тяжелых и цветных металлов и может быть использовано на промышленных предприятиях различных отраслей.

Цель изобретения - повышение степени очистки и снижение расхода электроэнергии.

Для очистки оборотных или сточных вод от ионов щелочноземельных, тяжелых и цветных металлов используют установку для очистки воды в непрерывном потоке. Она состоит из двух половин 1 и 2 электролитной ячейки с положительным и отрицательным электродами 3 и 4, разделенными полупроницаемой диафрагмой 5, и магнита 6, расположенного с внешней стороны первой половины 1 ячейки. Оборотной или сточной водой заполняют установку, затем в первую половину 1 ячейки с положительным электродом 3 вносят медный купорос и металлический железный порошок в соотношении 1:5 - 1:49 и проводят кондиционирование в магнитном поле при напряженности 30 - 80 Э. В магнитном поле происходит образование цепочек микрогальванопар 7, состоящих из частиц железного порошка с осажденной на нем медью. На концах цепочек развивается значительная разность потенциалов При этом происходит образование соединений типа CaMgFe20e, и т.д , а также ионов двух- и трехвалентного железа. Затем полученный раствор переходит по перетоку 8 во вторую половину ячейки 2 с отрицательным электродом 4, где происходит дальнейшее формирование осадка путем образования гидрооксидов (II) и (III), взаимодействующих с ранее полученными соединениями в первой половине ячейки Отделение образующегося осадка осуществляют после выхода воды из ячейки.

Пример 1. Влабораторныхусловияхбыли проведены опыты по очистке сточных вод по предлагаемому и известным способам от ионов щелочноземельных металлов АналоО СП 00

о

гично очистке сточной воды осуществляют очистку оборотной, и та, и другая вода может содержать ионы щелочноземельных, тяжелых и цветных металлов.

Для примера готовили модельный раствор в количестве 8 л, содержащий ионы щелочноземельных, цветных и тяжелых металлов, мг/л: Са2+ 200; Мд2+ 300; Си2 20; Zn2+ 40; Pb2 5. Установка представляла собой электролитную ячейку из двух половин 1 и 2 с двумя инертными электродами 3 и 4, разделенную полупроницаемой диафрагмой 5 (фильтроткань типа бельтинг) и снабженную электромагнитом 6. В половину 1 ячейки с положительным электродом 3 вносили 65 мг медного купороса и металлического железного порошка 1600 мг (соотношение медный купорос:металлический железный порошок 1:25).

После того, как воду залили в ячейку, с помощью электромагнита 6 создавали магнитное поле напряженностью 55 Э. Одновременно на электроды 3 и 4 подавали напряжение и проводили кондиционирование сточной воды. При этом у положительного электрода 3 происходит накопление ионов водорода, что сопровождалось снижением рН раствора менее 7. Это способствовало переходу в раствор ионов двух- и трехвалентного железа. Кроме того, за счет протекания окислительно-восстановительных реакций на частицах металлического железного порошка осаждалась медь (из медного купороса). Наложение магнитного поля способствовало образованию цепочек из металлических частиц железа, модифицированных медью.

Значительная разность потенциалов, развиваемая на концах этих цепочек, способствовала образованию кристалло- подобных соединений ионов железа с ионами щелочноземельных, цветных и тяжелых металлов типа CaMg FeaOe, CaFe20 i, MgFe20$ и т.д. (данные рентгеноструктур- ного анализа).

Сточная вода из первой половины 1 ячейки с положительным электродом 3 проходила через переток 8 во вторую половину 2 ячейки с отрицательным электродом 4. Переходя в другую половину ячейки, ионы железа образовывали гидрооксиды железа (II) и (III) в комплексе с ранее полученными кристаллоподобными соединениями и выпадали в виде кристаллоаморфного осадка. Отделение образующегося осадка осуществляли после выхода воды из ячейки.

В лабораторных условиях были проведены опыты по очистке сточных вод по известному способу. Готовили модельный раствор в количестве 8 л, содержащий ионы

щелочноземельных, цветных и тяжелых металлов, мг/л: Са2+ 200; Мд2 300; 20; Zn2+ 40; РЬ2+ 5.

Результаты опытов приведены в табл. 1.

Из табл,1 видно что расход электроэнергии по предлагаемому способу в сравнении с известным в 1,9 раза меньше, эффект очистки также выше благодаря комбинированному воздействию на обрабаты0 ваемую воду.

Пример 2. В лабораторных условиях были проведены опыты по очистке сточных вод от ионов щелочноземельных металлов по предлагаемому способу с подбором оп5 тимального соотношения медный купо- росгметаллический железный порошок 1:2. 1:5, 1:25, 1:49, 1:65 соответственно. Аналогично очистке сточной воды осуществляли очистку и оборотной воды, и та и другая веда

0 может содержать ионы щелочноземельных, тяжелых и цветных металлов.

Подготовку модельного раствора и осуществление способа проводили аналогично примеру 1.

5Результаты опытов приведены в табл.2,

где показано также влияние соотношения медный купорос:металлический железный порошок на достижение положительного эффекта (напряженность магнитного поля

0 55 Э).

Из табл.2 видно, что расход электроэнергии снижается, а степень очистки повышается в присутствии медного купороса и металлического железного порошка в соот5 ношении 1:5 - 1:49.

Пример 3. В лабораторных условиях были проведены опыты по очистке сточных вод от ионов щелочноземельных металлов по предлагаемому способу с подбо0 ром оптимальной величины напряженности магнитного поля 20, 30, 55. 80, 90Э соответственно. Аналогично очистке сточной воды осуществляли очистку оборотной воды, и та и другая вода может содержать ионы щелоч5 поземельных, тяжелых и цветных металлов. Подготовку модельного раствора и осуществление способа проводили аналогично примеру 1. Результаты опытов приведены в табл.3, где показано также влияние вели0 чины напряженности магнитного поля на достижение положительного эффекта (соотношение медный купорос:металлический железный порошок равно 1:25).

Наиболее оптимальное значение величины напряженности магнитного поля находится в пределах 30-80 Э. Если напряженность магнитного поля менее 30 Э, то образуются цепочки микрогальванопар меньшей длины, что приводит к снижению величины потенциалов и соответственно

снижает эффект очистки. При напряженности более 80 Э резко уменьшается подвижность частиц железа, они группируются в области полюсов магнита, длина цепочек уменьшается и эффект очистки снижается. Максимальная степень очистки наблюдается при напряженности магнитного поля 55 Э.

Использование изобретения позволит повысить степень очистки воды от щелочноземельных, тяжелых и цветных металлов, снизить расход электроэнергии в 1,4 - 1,9 раза по сравнению с известным способом, осуществить защиту водных ресурсов и охрану окружающей среды, а также сократить

объем чистой воды на технологические процессы.

Формула изобретения Способ очистки оборотных и сточных вод, включающий обработку воды последовательно в анодной и катодной камерах ди- афрагменного электролизера, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и снижения расхода электроэнергии, оработку в анодной камере ведут в магнитном поле напряженности 30-80 Э при подаче в неё медного купороса и ферромагнитного металлического порошка при массовом соотношении их 1 : 5-49.

Изобретение относится к способам очистки оборотных или сточных вод от солей щелочноземельных, тяжелых и цветных металлов и может быть использовано на промышленных предприятиях различных отраслей. Цель изобретения - повышение степени очистки воды и снижение расхода электроэнергии Очистку воды ведут при последовательной ее обработке в анодной и катодной камерах диафрагменного электролизера, при этом обработку в анодной камере ведут в магнитном поле напряженностью 30-80 Э в присутствии медного купороса и металлического порошка при соотношении 1:5 - 1:49, а отделение образующегося осадка осуществляют после выхода воды из ячейки 3 табл , 1 ил

Таблица 1

Таблица 2

у

./

Таблица 3

Вода с осадком