Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов Советский патент 1992 года по МПК C02F1/62 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод (СВ) от ионов тяжелых металлов (ИТМ) и может быть использовано при очистке стоков травильных и гальванических отделений в черной металлургии, металлообрабатывающей и машиностроительной промышленности.

Известен способ удаления металлов из СВ путем введения ионов Fe(lll) или Fe(ll) или Fe(lll) и Fe(ll) так, чтобы концентрация

Fe(ll) составила п концентрации Fe(ll)6

после чего добавляют вещество с основными свойствами, чем достигается получение ферритного осадка, на частицах которого адсорбируются или связываются в кристаллической решетке удаляемые ИТМ.

Недостатком данного способа является зависимость свойств ферритного осадка от исходных концентраций ИТМ наличия

окислителей других веществ, подавляющих процесс ферритообразования (например, ПАВ) Эти факторы не позволяют получать осадок со стабильными адсорбционными и магнитными свойствами, занижают качество очистки и повышают расход реагентов, усложняют отделение от воды

Известен способ очистки гальвано- стоков, загрязненных ИТМ, путем обработки гидроксидом Fe(ll) при рН 8 8,5 с последующим вводом ионов AI в количестве 2-10 мг/дм3.

Недостатком данного способа является длительность отстаивания взвеси образующейся после обработки стоков гидроксидом Fe(ll) и алюминиевым коагулянтом

Наиболее близким является способ очистки СВ от ИТМ путем осаждения их в виде гидроокисей при рН 8,75-9,25 с последующим отделением осадка и нейтрализацией стоков до рН 8,5 и дополнительной обработЁ

sj

ел о к

00

4

ки гидроксидом Fe(ll), который вводят в количестве 50-250 мг/дм3.

Однако по этому способу в процессе обработки гальваностоков гидроксидом Fe(ll) образуется высокодисперсная взвесь, удаление которой требует длительного отстаивания Кроме того, известный способ эффективен при очистке средних по концентрации СВ, а при низких содержаниях ИТМ в стоках достижение заданной степени очистки этим способом ведет к перерасходу реагентов.

Цель изобретения - ускорение процесса очистки, снижение расхода гидроксида Fe(ll) и придание осадку магнитно-адсорбционных свойств.

Поставленная цель достигается путем обработки СВ гидроксидом натрия и гидроксидом железа (II) до концентрации хрома 4-7 мг/л, отделения осадка, обработки осветленной жидкости солью железа (II) в количестве 130-150 мг/л. Причем одновременно с гидроксидом натрия и гидроксидом железа (II) в качестве реагента используют осадок, полученный при обработке осветленной жидкости солью железа (II), а обработку воды гидроксидом натрия и гидроксидом железа (II) ведут в течение 15- 30 мин.

Сущность предлагаемого способа заключается в том,что при обработке исходных СВ гидроксидом Na и гидроксидом Fe(ll) удаляются основные количества ИТМ и вредных примесей, а при последующей обработке раствором соли Fe(ll) удаляются оставшиеся ИТМ и образуется магнитно-адсорбционный осадок, используемый как железосодержащий реагент при обработке исходных СВ. Для удаления тонкой взвеси на последней стадии обработки возможно использовать магнитные фильтры,

Способ осуществляют следующим образом.

В СВ, содержащие ИТМ, вводят гидро- ксид Na и гидроксид Fe(ll) в количестве, позволяющем достичь значения рН 9,5-10,5 и через 15-30 мин выдержки снизить содержание ионов Сг до промежуточной концентрации 4-7 мг/л.

Через указанный промежуток времени отделяют отработанный осадок, например, декантированием, а в надосадочную жидкость вводят раствор соли Fe(ll), например сульфата Fe(ll), в количестве ISO- ISO мг/л (в пересчете на ион Fe) Через 15-30 мин отделяют магнитно-адсорбционный осадок и направляют на очистку следующих порций СВ, а надосадочную жидкос1ь осветляют посредством магнитного фильтрования.

Пример Очистке подвергают 1 л модельного раствора, содержащего ИТМ в количестве 25 мг/л Cr(IV) и 75 мг/л Zn. Вводят в раствор 100 мг гидроксидз Fe(ll) и

гидроксид Na в количестве, обеспечивающем значение рН 10,2. Через 15 мин выдержки раствора концентрация ионов Сг в надосадочной жидкости составляет 7,0 мг/л Отработанный осадок отдел я ют де0 квитированием, а в надосадочную жидкость вводят раствор соли Fe(ll) в количестве 150 мг. Через 20 мин отделяют декантированием грубодислерсную часть осадка, а надосадочную жидкость очищают

5 От тонкой взвеси путем пропускания через магнитный фильтр. В результате очистки остаточное содержание Сг и Zn составляет 0,001 и 0,01 мг/л, длительность очистки 0,7 ч, общее количество затраченного желе0 зосодержащего реагента (в пересчете на ион Fe) 250 мг, Полученный при обработке осветленной жидкости раствором соли Fe(ll) магнитно-адсорбционный осадок используют в качестве реагента Для этого его вводят

5 в количестве 66 мг совместно с 55 мг гидроксида Fe(ll) в исходный раствор Далее процесс очистки ведут, как описано. В результате остаточное содержание Сг и Zn составляет 0,001 и 0,01 мг/л соответствен0 но, длительность очистки 0,7 ч, общее количество затраченного железосодержащего реагента 205 мг, а конечный осадок обладает магнитно-адсорбционными свойствами. Аналогично описанному примеру проведе5 ны опыты для различных начальных концентраций ИТМ и различных параметров процесса согласно заявляемым диапазонам величин. Результаты приведены в табл. 1. Как видно из представленных данных, ин0 тервал промежуточных концентраций ионов Сг 4-7 мг/л является существенным, так как увеличение концентрации свыше 7 мг/л ухудшает качество очистки, а уменьшение менее 4 мг/л удлиняет время очистки,и ухуд5 шает ее качество (табл. 1, примеры 8.9). При вводе в осветленную жидкость раствора соли Fe(H) менее 130 мг/л и более 150 мг/л нарушаются концентрационные условия образования феррита. Это приводит к ухудше0 нию качества очистки, загрязнению очищаемой воды ионами Fe и ухудшению свойств осадка (табл. 1, примеры 10, 11) Время выдержки (длительность обработки воды гидроксидом Fe(ll) и гидроксидом Na)

5 является существенным фактором, определяющим дисперсность и количество тонкой взвеси в надосэдочной жидкости, а следовательно, магнитно-адсорбционные свойства осадка. Магнитный анализ и измерения ад- сорбционной активности осадков показывают, что выход за пределы интервала времени выдержки 15-30 мин ухудшает очистку и изменяет количество магнитной фазы в осадках (табл. 1, примеры 12, 13 и табл. 2).

В условиях известного способа для достижения указанной степени очистки необходимо затратить 300 мг гидроксида Fe(ll), a время очистки составляет 24 ч (табл. 1, примеры 14, 15).

Таким образом, экономия реагента составляет 17% без использования и 32% с использованием магнитно-адсорбционного осадка, при этом время очистки сокращается на 23 ч.

Формула изобретения 1. Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, включающий обработку гидроксидом натрия и гидроксидом железа (II), отделение осадка и обработку осветлен-

0

5

0

ной жидкости, отличающийся тем, -по с целью ускорения процесса очистки пени жения расхода гидроксида железа (II), обработку гидроксидом натрия и гидроксидом железа (II) ведут до концентрации хрома 4-7 мг/л, а осветленную жидкость после отделения осадка обрабатывают солью железа (II) в количегт- ве 130-150 мг/л.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что одновременно с гидроксидом натрия и гидроксидом железа (II) в качестве реагента используют осадок, полученный при обработке осветленной жидкости солью железа (II).

3.Способ по пп, 1и2,отличающи- й с я тем, что, с целью придания осадку магнитно-адсорбционных свойств, обработку воды гидроксидом натрия и гидроксидом железа (II) ведут в течение 15-30 мин

Таблица I

Использование очистка стоков травильных и гальванических отделений Сущность изобретения сточные воды обрабатывают гидроксидом натрия и гидроксидом железа (II) в течение 15-30 мин до снижения концентрации хрома до 4-7 мг/л, отделяют осадок, а надосадочную жидкость обрабатывают солью железа (II) в количестве 130- 150 мг/л Осадок, полученный при обработке надосадочной жидкости солью железа (II) используют в качестве реагента совместно с гидроксидом натрия и гидроксидом железа (II) Длительность очистки 0,7 ч при снижении расхода гидроксида железа (II) на 32%. 2 з п ф-лы, 2 табл

Таблица 2