Способ очистки сточных вод от сульфат-ионов Советский патент 1992 года по МПК C02F1/58 

Изобретение относится к области очистки производственных сточных вод, преимущественно к технологии очистки сточных вод предприятий горно-добывающей и металлургической отраслей промышленности, содержащих в своем составе сульфат-ионы, и может быть использовано в гидрометаллургии цветных и редких металлов и химической промышленности.

Прототипом является способ очистки сточных вод от сульфат-ионов, в котором сточные воды контактируют со смесью глиноземистого цемента и оксида кальция при массовом отношении цемент : оксид кальция от 1,5 до 2,0. Контактирование проводят в шаровой мельнице в водопадном режиме в течение 1 ч, а затем жидкую фазу отфильтровывают и анализируют на содержание в ней сульфат-ионов.

Наиболее существенными недостатками этого способа являются:

недостаточная степень использования оксида кальция и глиноземистого цемента за счет экранирования поверхности частиц контактируемых компонентов образующимся труднорастворимым соединением (гид- росульфоалюминатом кальция);

невозможность быстрого срыва монопленки образующегося труднорастворимого гидросульфоалюмината кальция при контактировании реагентов в устройстве, работающем в водопадном режиме;

недостаточная степень активации реагента с цементирующими свойствами (глиноземистого цемента) и значительный его расход 4-5 г дм/3) при большом времени контактирования (60 мин);

использование для контактирования энергоемкого, дорогостоящего и громоздкого оборудования.

Целью изобретения является снижение расхода реагента при сохранении аналогичной степени очистки, сокращение времени процесса.

Пример 1 осуществление способа- прототипа). К 1 дм сточной воды, содержащей 1700 мг/дм сульфат-ионов, добавляют 3 или 5 г/дм глиноземистого цемента (Ц) совместно с оксидом кальция при массовом отношении Ц:СаО 2. Смесь глиноземистого

(Л

С

I

VI

цемента и оксида кальция контактируют со сточными водами в шаровой мельнице, работающей в водопадном режиме в течение 1 ч, а затем фильтруют. В фильтрате определяют содержание сульфат-ионов.

Результаты экспериментов приведены в табл. 1, из которой видно, что содержание сульфат-ионов в очищенных сточных водах ниже ПДК достигается при дозе реагента- осадителя 5 г/дм3.

Пример 2 (по прототипу). Условия опыта те же, что и в примере 1.

В качестве реагента-осадителя сульфат- ионов используют алюминий- и кальцийсо- держащий продукт термической обработки отходов алюминиевого и энергетического производства. Результаты экспериментов приведены в табл. 1, из которой видно, что ПДК по сульфат-ионам для источников ры- бохозяйственного значения достигается при дозе реагента-осадителя, равной 5 г/дм . Остаточная концентрация сульфат- ионов составляет 28 мг/дм3, что значитель- но ниже ПДК для воды источников рыбохозяйственного значения.

Пример 3 (по прототипу). Условия опытов те же, что и в примере 2.

Время контактирования реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами составляет 30 мин. Результаты экспериментов приведены в табл. 1, из которой видно, что при дозе реагента-осадителя 5 г/дм остаточная концентрация сульфат-ионов в очищенных сточных водах составляет 31 мг/дм3, что значительно ниже ПДК для воды источников рыбохозяйственного значения.

Пример 3 (по прототипу). Условия опытов те же, что и в примере 2.

Время контактирования реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами составляет 30 мин. Результаты экспериментов приведены в табл. 1, из которой видно, что при дозе реагента-осадителя 5 г/дм3 остаточная концентрация сульфат-ионов в очищенных сточных водах составляет 31 мг/дм3, что значительно ниже ПДК для воды источников рыбохозяйственного значения.

Пример 4 (по прототипу). Условия опытов те же, что и в примерах 2 и 3. Время контактирования реагента-осадителя с очищенными сточными водами составляет 15 мин. Результаты экспериментов приведены в табл. 1, из которой видно, что при дозе реагента-осадителя 5 г/дм3 остаточная концентрация сульфат-ионов в очищенных сточных водах составляет 33 мг/дм3, что ниже ПДК для воды источников рыбохозяйственного значения.

Пример 5 (по прототипу). Условия проведения опытов те же, что и в примерах

2, 3 и 4. Время контактирования реагента- осадителя с очищаемыми сточными водами составляет 15 мин. Результаты экспериментов приведены в табл. 1, из которой видно,

что при дозе реагента-осадителя 5 г/дм остаточная концентрация составляет 897 мг/дм3, что превышает ПДК почти в 9 раз (ПДК для воды источников рыбохозяйственного значения составляет 100 мг/дм.

0 Примерб (осуществление предложенного способа). К 1 дм3 сточной воды, содержащей 1700 мг/дм сульфат-ионов, добавляют 3,4 или 5 г/дм3 реагента-осадителя (продукта термической обработки отхо5 дов алюминиевого и энергетического производства) крупностью - 0,15 мм.

Реагент-осадитель контактирует со сточными водами в лабораторной флотома- шине 240 ФЛ-А в камере емкостью 2 л без

0 подачи воздуха и без работы пеногона при числе оборотов импеллера, равном 1350 об/мин.

Время контактирования реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами со5 ставляет 60 мин.

После контактирования осадок отстаивают и в декантакте определяют содержание сульфат-ионов. Результаты экспериментов приведены в табл. 1, из ко0 торой видно, что даже при дозе реагента- осадителя 3 г/дм достигается ПДК по сульфат-ионам. Остаточная концентрация сульфат-ионов в очищенных сточных водах равна 92,4 мг/дм3,

5 Пример (осуществление предложенного способа). Условия проведения опытов те же, что и в примере 6, Время контактирования реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами составляет 30

0 мин.

Результаты экспериментов приведены в табл. 1, из которой видно, что даже при дозе реагента-осадителя 3 г/дм3 достигается ПДК по сульфат-ионам.

5 Остаточная концентрация сульфат- ионов в очищенных сточных водах равна 95 мг/дм3.

Пример 8 (осуществление предложенного способа). Условия проведения опы0 тов те же, что и в примере 6 и 7. Время контактирования реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами составляет 15 мин. Результаты экспериментов приведены в табл. 1, из которой видно, что даже при

5 дозе 3 г/дм3 достигается ПДК по сульфат- ионам. Остаточная концентрация сульфат- ионов в очищенных сточных водах равна 91,9 мг/дм3.

Пример 9 (осуществление предло- женного способа). Условия проведения опытов аналогичны примерам 6, 7 и 8, но время контактирования составляет 5 мин.

Результаты экспериментов приведены в табл. 1, из которой видно, что при испытанных дозах реагента-осадителя (от 3 до 5 г/дм j не достигается ПДК для воды источников рыбохозяйственного назначения. Остаточная концентрация сульфат-ионов в очищенных сточных водах при дозе реагента 5 г/дм3 составляет 670 мг/дм3, что почти в 7 раз превышает ПДК.

Как видно из табл. 1, предлагаемый способ контактирования реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами обеспечивает ПДК по сульфат-ионам в очищенных сточных водах при дозе реагента-осадителя 3 г/дм3 (но прототипу 5 г/дм3) и времени контактирования не менее 15 мин (по прототипу 60 мин).

Пример 10 (предложенного способа). К 1 дм сточной воды, содержащей 805 мг/дм сульфат-ионов, добавляют 3 г/дм реагента-осадителя (продукта термической обработки отходов алюминиевого и энергетического производства крупностью - 0,15 мм). Реагент-осадитель контактирует со сточными водами в течение 15 мин в различных установках.

П р и м е р 10.1 (табл. 2). Контактирование осуществляют в агитаторе с общей емкостью 2,0 дм с импеллерной мешалкой при числе оборотов импеллера 1350 об/мин, обеспечивающей однократное контактирование реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами (опыт № 10.1).

Пример 10.2 (табл. 2). Контактирование осуществляют в агитаторе в общим объемом 2,0 дм3 с турбинной шестидисковой мешалкой при числе оборотов турбинки 1350 об/мин, обеспечивающий двухкоорди- натное контактирование реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами (опыт Ns 10.2).

Пример 10.3 (табл. 2). Контактирование осуществляют в лабораторной флотома- шине 240 ФЛ-А (в камере объемом 2,0 дм3), обеспечивающей трехкоординатное контактирование реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами без подачи воздуха при числе оборотов импеллера равном 1350 об/мин (опыт К- 10.3).

Осадок после контактирования отстаивают до полного осветления сточных вод, а затем в декантате определяют содержание сульфат-ионов.

Результата экспериментов приведены в табл. 2.

Как видно из табл 2, остаточной содер жание сульфат-ионов ниже ПДК (ПДК-100 мг/дм ) достигается лишь при контактировании реагента-осэдителя с очищаемыми

сточными водами в устройстве (например, флотомашине), осуществляющем трехкоординатное контактирование, которое обеспечивает постоянный принудительный срыв образующейся монопленки труднорастворимого соединения с поверхности микрочастиц реагента-осадителя при полностью развитом турбулентном гидродинамическом режиме (опыт 10.3 предложенный способ). При осуществлении этого способа

остаточная концентрация сульфат-ионов в очищенных сточных водах составляет 31,4 мг/дм , в то время как однокоординатное (опыт 10.1) и двухкоординатное (опыт 10.2) контактирование в неполностью развитом

турбулентном гидродинамическом режиме обеспечивают остаточные содержания сульфат-ионов соответственно 618 и 237 мг/дм3, что превышает ПДК в 6 и 2 раза. Таким образом, осуществление предложенного

способа обеспечивает активацию поверхности микрочастиц реагента-осадителя с цементирующими свойствами, увеличивает степень взаимодействия реагента-осадителя с сульфат-ионами и снижает его расход,

в 4 раза сокращает время контактирования и обеспечивает глубокую (ниже норм ПДК) степень очистки сточных вод от сульфат- ионов.

Использование данного способа контактирования оеагента-осадителя с очищаемыми сточными водами обеспечивает, по сравнению с известными способами (прототипом, базовым объектом), следующие преимущества:

сокращение времени контактирования по прототипу с 60 мин до 15 мин;

снижение расхода реагента-осадителя с 5 до 3 г/дм3.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от сульфат- ионов, включающий контактирование реагента-осадителя со сточными водами и отделение образующегося осадка отстаиванием, отличающийся тем, что, с целью

снижения расхода реагента, при аналогичной степени очистки, и сокращения времени процесса, в качестве реагента-ссадителя используют алюминий- и кальцийсодержащий продукт термической обработки отходов

алюминиевого и энергетического производств, а контактирование проводят во флотомашине.

Таблица 1

Время кон- Величина рН сточных вод Содержание в сточных вотактирова- дах

ния. мин ГГ ---

ния, мин Г контакт.

после конт. |до очистки

после очистки

Таблица 2

дах

после конт. |до очистки

после очистки

Сущность изобретения: реагент-осади- тель вводят в сточные воды. Доза реагента 3-5 мг/л. Время контакта во флотомашине 15 мин. В качестве реагента-осадителя используют алюминий и кальцийсодержащий продукт термической обработки отходов алюминиевого и энергетического производств. Остаточное содержание сульфат- ионов составляет 95 мг/л. 2 табл.

15

15

15

10,2

805

618

7,7

10,5

805

237

7,7

805

31,4