Способ электрохимической очистки сточных вод от фтора Советский патент 1992 года по МПК C02F1/46 

(Л

С

Изобретение относится к электрохимическим методам очистки сточных вод от фтора и может быть использовано в различных производствах, в сточных водах которых находится фтор. Цель - повышение степени очистки и отделения образующегося осадка. Электролиз проводят с использованием растворимых электродов и механической активацией их поверхности за счет использования абразивного вращающегося электрода при наложении периодического тока и с введением в очищаемую, воду затравки, причем в качестве материала растворимого электрода используется алюминиево-крем- невые сплавы с содержанием кремния 3- 12%, а в качестве затравки используется каолин в количестве 0.05-0,1 кг/м . 1 табл.

Изобретение относится к электрохимическим методам очистки сточных вод от.фтора и может быть использовано в различных производствах, веточных водах которых находится фтор.

Цель изобретения - повышение степени очистки.

Применение алюминиево-кремневого анода из силуминовых сплавов не только удешевляет исходный материал, который является распространенным и общедоступным литейным сплавом, причем в производствах всегда имеются литейные отходы этого сплава, которые целесообразно использовать для отливок в качестве растворимых электродов. В процессе электролиза при достаточно высоких плотностях тока благодаря наличию кремния в составе шлама образуются микроколичества продуктов его окисления в виде кремневых соединений, наличие которых в среде суспензии способствует протеканию коагуляционно- флокуляционных процессов и соответственно, укрупнению частиц осадка, представляющего собой гидроксид алюминия, шлам от нерастворившейся части анодной массы, а также суспендированные частицы других веществ, вводимых в обрабатываемую воду, и образующихся в результате побочных реакций, протекающих при электролизе и при гомогенном взаимодействии ингредиентов в; дисперсной среде. При этом на поверхности этих частиц благодаря ее развитости и специфических свойств протекаютсорбционные процессы, в результате которых ионы фтора и образующиеся алюмофторидные комплексы адVJ

ю сь со

00 00

сорбируются, а в результате укрупнения частиц - окклюдируются с образованием ус- тойчивых от вторичного растворения форм осадка. За счет коагуляционно-флокуляци- онного укрупнения частиц осадка обеспечивается увеличение его гидравлической крупности, а значит, и снижение затрат на последующие операции осветления, фильтрации и доочистки воды, на отстаивание и обезвоживание осадка.

Алюминиево-кремниевые сплавы (силумины) применяют преимущественно в виде отливок питьевых отходов, образующихся в производстве, которые существенно дешевле и доступнее, чем обычно применяемый по условиям прототипа в качестве пластинчатых электродов конструкционный алюминий. Наиболее распространенные марки силуминов АЛ-2 (Si - 10-13%). АЛ-6 (SI - 4.5-6%) и др. АЛ-4 (8-10,5% Si).

Введение затравки в виде суспензии каолина обеспечивает инициированную кристаллизацию частиц осадка из его аморфных форм, повышает его общую сорбцион- нуюемкость,увеличивает

седиментационные свойства, а после отделения и обезвоживания - легкую утилизиру- емость. При этом наиболее целесообразным методом утилизации таких осадков является гидротермическое изготовление из них цеолитов - эффективных адсорбентов, чему способствует образующийся состав осадка, основу которого составляют соединения алюминия и кремния. Причем ценность синтезируемых цеолито- вых адсорбента из образующихся осадков при очистке сточных вод по предлагаемому решению может не уступать по важности решению проблемы самой очистке воды от ионов фтора.

Каолин - минеральное вещество, в состав которого входит SlOz (50-75). АДОз (17- 34%), ТЮ2 (0,2-2%), СаО (0,1-1,0%), МдО (0,1-0,5%), применяют после обогащения путем отделения глинистой составляющей от грубозернистой.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Пример. Сточную воду с рНисх. 5,5, содержащую 25 мг/л ионов.что соответствует реальному количеству в производственных условиях, пропускали через электролизер с вращающимся абразивным катодом. В качестве анода использовали силумины марок АЛ с различным содержанием кремния. Источником питания служила установка ИПТОРИ-16 00 (источник питания током обратным регулируемым импульсом), обеспечивающим регулирование прямого и

обратного импульсов тока в широком диапазоне.

Концентрации ионов фтора в воде до и после очистки определяли ионселективнь(м электродом по стандартной методике. Сравнительную скорость осветления определяли в цилиндре по величине уплотнения осадка за 30 мин по отношению к общему обьему жидкости. 0

Результаты приведены в таблице.

Как следует из представленных данных, предлагаемые пределу содержания кремния в силуминовом сплаве, а также затрав5 ки

каолина

составляющие

соответственно 3-12%, и 0,05-0,1 кг/м3, являются оптимальными. Применение силуминов с содержанием кремния в сплаве менее 3% (опыты 2,3) недостаточно эффективно как с точки зрения степени очистки

0 воды, так и седиментационных характеристик Осадка. Также недостаточно влияние низких концентраций вводимого каолина (опыт 4) на эти характеристики процесса очистки воды.

5 При содержании кремния в сплаве свыше 12% (опыты 13-15), как и количества вводимого каолина свыше 0,1 кг/м3 (опыт 6) является достаточным для достижения поставленных целей, так как их увеличение

0 свыше предлагаемых пределов не отражается на степени очистки воды и седиментационных свойствах.

Технико-экономические показатели процесса очистки сточных вод от ионов фто5 ра по предлагаемому решению по сравнению с известными условиями по прототипу, следующие:

-возрастает эффективность очистки от ионов фтора с обеспечением их остаточных

0 количеств до ПДК (для сброса в горколлек- тор);

-упрощается процесс очистки, возрастает надежность эксплуатации установки, обеспечивается возможность автоматиза5 ции режимов электролиза и дозирования добавок;

-снижаются удельные энергозатраты на процесс электролиза благодаря непрерывной активации поверхности электродов,

0 удешевляются затраты на расходуемый металл анодов как за счет более дешевых си- луминовых заготовок взамен конструкционного алюминия, так и за счет снижения его общего количественного рас5 хода по отношению к ионам фтора благодаря более высокой сорбционной емкости образующегося осадка, содержащего гид- роксид алюминия, соединения кремния и другие:

-одновременно обеспечивается корректирование рН обрабатываемой среды и полное связывание свободных ионов алюминия в очищаемой воде;

-создана возможность разработки единого комплекса очистки воды, включающего ее электролитическую обработку, осветление и фильтрацию очищенной воды, отстаи- вание.уплотнение и фильтрацию осадка на установке типа Элефтор.

Формул а изо бретени я Способ электрохимической очистки сточных вод от фтора с использованием растворимых электродов с механической активацией их поверхности за счет использования абразивного вращающегося электрода при наложении периодического тока с обратным регулируемым импульсом, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, в качестве материала растворимого электрода применяют алюмини- ево-кремнёвые сплавы с содержанием

кремния 3-12% и с введением в очищаемую воду затравки каолина в количестве 0,05- 0,1 кг/м3.