Способ очистки сточных вод обогатительных фабрик от флотореагентов Советский патент 1991 года по МПК C02F1/78 C02F1/78 C02F101/10 C02F101/30 C02F103/16 

ел о

Изобретение относится к очистке сточных вод обогатительных фабрик от флотореагентов, например керосина, олеина, а также катионов цветных металлов методом озонирования. Целью изобретения является повышение степени очистки от флотореагентов при одновременной очистке от катионов цветных металлов, сокращение расхода озона и повышение степени его использования. Для осуществления способа сточные воды подщелачивают до PH 10,5 - 11,0, озонирование ведут при температуре 35 - 45 °С и общем времени контактирования 30 - 40 мин в трех последовательно установленных адсорбционных колоннах, заполненных цеолитом, предварительно прошедшем термическую обработку при 240 - 250°С в течение 4 - 4,5 ч и дополнительно обработанным: для первой колонны 9,8 - 10,2%-ным раствором NAOH при 105 - 115°С в течение 4,5 - 5,5 ч, для второй колонны - водой, для третьей колонны - серной кислотой до PH 6 - 6,3 в течение 25 - 35 мин. При этом озоно-воздушную смесь подают во все колонны противотоком с концентрацией озона 15 - 25 мг/л при общей дозе озоно-воздушной смеси 4 - 7 мг на 1 мг первоначального значения ХПК. Предлагаемый способ обеспечивает повышение степени очистки по ХПК на 15%, практически 100%-ную очистку от флотореагентов и катионов цветных металлов, снижение в 1,8 раза расхода озона при практически полном его поглощении. 5 табл.

Изобретение относится к очистке сточных вод обогатительных фабрик от органических и неорганических флотореагентов.

Целью изобретения является повышение степени очистки от органических соединений при одновременной очистке от катионов цветных металлов и анионов, а также сокращение расхода озона и повышение степени его использования.

Для осуществления способа очистки сточные воды обогатительных фабрик предварительно подщелачивают до рН 10,5-11, озонирование ведут при 35-40°С и времени контактирования 30-40 мин в трех последовательно установленных адсорбционных колоннах(заполненных цеолитом, предварительно прошедшим термическую обработку при 240-250°С в течение 4-4,5 ч и

дополнительно обработанным: для первой колонны 9,8-10,2%-ным раствором NaOH при 105-115°С в течение 4,5-5,5 ч, для вто- рой колонны - ьидой, для третьей колонны - серной кислотой до рН 6-6,3 в течение 25-35 мин, при этом озоно-воздушную смесь подают в колонны противотоком во все колонны с концентрацией озона 15-25 мг/л при общей дозе озона 4-7 мг на 1 мг первоначального значения ХПК.

Сточную воду обогатительных фабрик с содержанием примесей по ХПК 160-180 мг/л, рН 10,5-11 и при 35-45°С направляют в три последовательно установленные адсорбционные колонны, в которые противотоком подают озоно-воздушную смесь с концентрацией озона 15-25 мг/л, при общей дозе 4-7 мг на 1 мг первоначального значения ХПК сточной воды и соотношении сточная вода: озоно-воздушная смесь 1:30- 1 : 100, при этом скорости газа и жидкости, отнесенные ко всему сечению колонны, равны соответственно 0,1-0,2 и 0,005-0,01 м/с, общее время обработки сточной воды 30-40 мин. Колонны заполнены на высоту 4-4,5 м цеолитом фракции 3-10 мм, который содержит около 90% клиноптилолита и 5-7% мо- нтомориллонита.

Перед загрузкой цеолит термически обрабатывают при 240-250°С в течение 4-4,5 ч. Далее дополнительно цеолит для первой колонны обрабатывают 9,8-10,2%-ным №ОН при 105-115°С в течение 4,5-5,5 ч, для второй колонны цеолит промывают водой, для третьей колонны цеолит обрабатывают HaS04 до рН - 6-6,3 в течение 25-35 мин при перемешивании.

При общей дозе озона 4-7 мг/мг ХПК на каждую колонну подают примерно треть озона 1,3 - 2,3 мг/мг ХПК.

В первой колонне происходит интенсивная адсорбция и разрушение примесей, скорость окисления которых выше в щелочной среде, при этом увеличивается адсорбция катионов металлов за счет сообщения поверхности цеолита отрицательного заряда после обработки щелочью, Вследствие образования кислых продуктов рН сточной воды снижается до 7,0-7,5.

Во второй колонне происходит адсорбция и окисление нейтральных примесей (керосин, свободные металлы, продукты распада от окисления, спирты и др.). При этом рН сточной воды снижается до 6,0-6,3.

В третьей колонне происходит адсорбция и окисление примесей, для которых оптимальной является кислая среда и общая положительно заряженная поверхность цеолита после обработки «го кислотой (например, олеин, продукты распада после первых двух колонн, анионы и др.).

На глубокое и интенсивное окисление примесей озоном, кроме активной поверхности цеолитов, их высокой адсорбционной емкости, возрастающей за счет термической и химической обработки, большое влияние также оказывает катализирующее действие ионов щелочных и других ме0 таллов, которые содержатся в цеолите, что обеспечивает глубину окисления примесей, более экономичное расходование озона.

В предлагаемом способе практически

5 исключается необходимость в регенерации сорбента, так как все адсорбированные вещества, кроме металлов, окисляются озоном до нетоксичных соединений.

Адсорбционная емкость цеолитов по

0 цветным металлам составляет 13 мас.%.

Такое насыщение может произойти только после нескольких лет непрерывной работы. После чего цеолиты могут быть направлены на переплавку для получения из

5 них цветных металлов. Озон с природным цеолитом не реагирует.

Влияние параметров обработки цеолита на эффективность очистки сточных вод обогатительных фабрик испытывают на

0 трехступенчатой установке при непрерывной подаче 8-10 л/ч сточной воды и 500-600 л/ч озоно-воздушной смеси, которую равномерно распределяют по всем трем ступеням (колоннам). Концентрация озона в газе

5 поддерживают на уровне 20 мг/л.Темпера- тура в колоннах около 40°С. Продолжительность обработки по всем трем ступеням 30-35 мин.

В табл.1 представлены данные по влия0 нию на окисление и адсорбцию примесей в первой колонне обработки цеолита щелочью разными концентрациями щелочи при разной температуре и времени обработки; в табл.2 - экспериментальные данные по

5 влиянию на очистку сточных вод во второй колонне промытого водой цеолита; в табл.3 - экспериментальные данные по влиянию на очистку сточных вод в третьей колонне обработки цеолита серной кислотой до разных

0 значений рН и разном времени обработки; в табл.4 - экспериментальные данные по сравнению методов очистки по известному и предлагаемому способам; в табл.5 - расчетные данные по глубине очистки приме5 сей по предлагаемому способу озоном в присутствии обработанного и необработанного цеолита и известному способу озоном.

Из представленных данных следует, что уменьшение концентрации и дозы озона до

10 мг/л и 2,76 мг/мг ХПК приводит к уменьшению глубины окисления примесей (степени очистки) вследствие нехватки озона (по дозе) и замедлении скорости химических реакций (по концентрации озона). С увеличением концентрации озона (более 25 мг/л) и дозы (более 7 мг/мг ХПК) степень очистки практически не изменяется, но увеличивается проскок озона.

Уменьшение времени обработки (менее 30 мин) приводит к значительному снижению степени очистки, увеличение времени (более 40 мин) практически не дает увеличения степени очистки, но при этом значи- тельно падает производительность и увеличивается расход озона за счет его непроизводительного использования.

Уменьшение температуры (менее 35°С) приводит к уменьшению степени очистки по ХПК за счет уменьшения скорости процессов окисления и адсорбции. Увеличение температуры до 50°С не изменяет степень очистки, но увеличивается расход озона за счет его терморазложения, а также повыша- ется расход тепла на обработку.

Таким образом, предлагаемый способ очистки сточных вод обогатительных фабрик позволяет повысить степень очистки по ХПК на 15%, а также достичь практически 100% очистки по органическим флотореа- гентам и катионам цветных металлов, сниПримеси, по- казатели

зить в 1,8 раза расход Оз по ХПК за счет уменьшения времени обработки, добиться практически полного использования озона, осуществлять способ при упрощенном аппаратурном оформлении и использовать сточные воды в технологическом процессе. Формула изобретения Способ очистки сточных вод обогатительных фабрик от флотореагентов, включающий обработку озоно-воздушной смесью в режиме противотока, при рН 10.5-11, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки от органических примесей при одновременной очистке от катионов цветных металлов и анионов, а также сокращения расхода озона и повышения степени его использования, озонирование проводят при 35-45°С и общем времени контактирования 30-40 мин в трех последовательно установленных адсорбционных колоннах, заполненных цеолитом, предварительно прошедшим термическую обработку при 240-250°С в течение 4-4.5 ч и дополнительно обработанным: для первой колонны 9,8-10,2%-ным раствором NaOH при 105-115°С в течение 4,5-5,5 ч, для второй колонны - водой, для третьей колонны - серной кислотой до рН 6-6,3 в течение 25- 35 мин, при этом озоно-воздушную смесь подают во все колонны с концентрацией озона 15-25 мг/л и общей дозой озона 4-7 мг на 1 мг первоначального значения ХПК.

Таблица t

Таблица 2

Таблица 5