Способ очистки сточных вод Советский патент 1993 года по МПК C02F1/28 B01J20/26 

Изобретение относится к химической технэлогии, а именно очистке сточных вод от переходных металлов ионообменным волокнистым материалом, и может быть использовано в цветной металлургии и гальванической промышленности.

промышленности применяют, в основном, реагентный метод очистки сточных

вод.

содержащих ионы переходных металлов. Недостатком данного метода является низк 5я степень очистки сточных вод (конечная концентрация металлов около 1 мг/л, что ьа 2-3 порядка больше их ПДК в рыбо- хозЯ11ственных водоемах). Кроме того, после г роведения реагентной очистки сильно возрастает минерализация воды (концентрации ионов кальция достигает 700 мг/л), что з атрудняет ее дальнейшую очистку.

Известен ионообменный метод очистки сточ ых вод от ионов переходных металлов с по ощью зернистых ионитов.

Недостатком такого способа является мала| емкость сорбентов при низких концентрациях металлов. Например, емкость

наиболее селективного к меди зернистого полиаминногоанионита АН-31 из 0,5 н. раствора NaCI при концентрации меди 1 мг/л составляет 5 мг/л. Емкость карбоксильного катйонита КБ-4 по никелю из 0,01 н. раствора СаСЬ - 2 мг/г. Кроме того, скорости процесса фильтрования при использовании зернистых ионитов обычно не превышают 2 м/ч, так как при более высоких скоростях сильно уменьшается динамическая емкость сорбентов и возрастает процент уноса смолы. Одной из причин возрастания уноса смолы при регенерации является необходимость взрыхления ионита перед пропусканием регенерирующего раствора. Недостатком данного способа являются также большие затраты регенерирующего раствора (до 20 объемов на объем ионита).

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки слабоконцентрированных сточных вод от ионов переходных металлов с помощью волокнистого полиак- рилонитрильного сорбента с карбоксильными группами ВИОН КН-1. Сорбент получают

VI

Ю

GJ ЧЭ

«. у.

путем обработки полиакрилонитрильного волокна нитрон гидразингидратом с целью формирования трехмедной химической сетки для придания ему химической стойкости к растворам минеральных кислот, 5 а затем подвергают щелочному гидролизу до конверсии 25-45% нитрильных групп в карбоксильные. Статическая обменная емкость (СОЕ) полученного сорбента по 0,1 н.

..„.0 с мг - экв 10 HCI составляет 3-6 -----. ..

Данный способ очистки слабоконцентрированных сточных вод позволяет извлекать переходные металлы даже из сильноминерализованных вод, например, емкость сорбен- 15 та по меди из модельного раствора морской воды (0,5 н. раствор NaCI + 0,1 н. MgSO-q THaO) при концентрации меди в растворе 1 м г/л составляет 60 мг/г 2. Сорбент полностью регенерируется 0,5 н. раствором HCI и спо- 20 собен к многократному использованию в циклах сорбция-регенерация. Недостатком известного способа яв- ляётся низкая емкость сорбента по ионам

переходных металлов, особенно из сильно- 25 ШнералйзЬванных вод, что Связано с селёк- jSi-вностью ионитов с карбоксильными . труппами к щелочно-земельным металлам. Цель изобретения - повышение емкости сорбента при сорбции переходных металлов 30 из слабоконцентрированных сточных вод, в том числе сильноминерализованных.

Поставленная цель достигается тем, что при очистке сточных вод используют волокнистый катионообмённый материал, содер- 35 жащий 32-36% карбоксильных групп, . который предварительно обрабатывают водным раствЬр бмгййрбксиламй на концентрацией 30/36 г/л при 90-95°С в течение 1-2 часа. - -

Статй чёская обменная емкость полученного волокнистого сорбента по 0,1 н. HCI

. ;. :- МГ-ЭКВ

составляет 4,8-5,5 ---- .

-; - Существенность Заявленных признаков 45 Йо казыва ется примерами и таблицей. .

П р им е р 1. Волокнистый катионооб- менньчй материал (ВИОН КН-1), содержащий 32% карбоксильных групп, обрабатывают водным раствором гидрокси- 50 ламйна концентрацией .30 г/л при 95°С в течение 1 часа; 165,8 мг обработанного таким образом сорбента помещают в колбу и заливают 100 мл раствора сульфата никеля с концентрацией 100 мг/л по никелю в мо- 55 дельном растворе морской воды указанного

выше состава. Сорбцию осуществляют в статических условиях при непрерывном перемешивании в течение 3 суток. Конечная концентрация никеля в растворе 0,9 мг/л. СОЕ сорбента по ионам никеля - 30,3 мг/л. Примеры 2-6. Волокнистый материал обрабатывают аналогично примеру 1 за исключением того, что изменяют условия обработки. Емкость сорбента приведена в таблице. Сорбцию осуществляют аналогично примеру 1. Равновесная концентрация по никелю и меди в морской воде составляет

1 мг/л.

Пример 7. Сорбция проводится в динамических условиях. В стеклянную колонну диаметром 10,1 мм помещают 1 г волокнистого сорбента, обработанного, как в примере 3. Через колонку пропускают слабоминерализованную воду, получаемую после проведения реагентной очистки и содержащую 740 мг/л ионов кальция и 20 мг/л ионов никеля при рН 8 со скоростью

2 мл/мин. Динамическая обменная емкость

до проско,ка (ДОЁо) составила 25,5 - , полная динамическая обменная емкость {ПДОЕ)- 45,6 мг/л,

Сорбент полностью регенерируется при пропускании 5 объемов 0,5 н, HCI на объем сорбента со скоростью 2 мл/мин,

Для сравнения в тех же условиях проводят очистку сточной воды волокнистым сорбентом ВИОН КН-1, содержащим 45% карбоксильных групп. ДОЕ0 сорбента составила 16,2 -

Исследование многократной сорбции ионо.в никеля из модельного раствора морской воды в циклах сорбция-десорбция волокнистым сорбентом, полученным по предлагаемому способу, показали что после 20 циклов емкость сорбента практически не меняется.

Формула изобретения Способ очистки сточных вод от ионов переходных металлов путем их пропускания через слой сорбента на основе катионооб- менного полиакрилонитрильного волокна, содержащего 36% карбоксильных групп, о т- л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения емкости сорбента по ионам переходных металлов при очистке слабоконцентрированных сточных вод, пропускание ведутчерез сорбент, предварительно обработанный раствором гидроксиламина с концентрацией 30-36 г/л при 90-95°С в течение 1-2 ч.

ПДОЕ - 22,5 .

Изобретение относится к химической технологии, в частности к очистке сточных вод от переходных металлов ионообменным волокнистым материалом, и может быть использовано в цветной металлургии и гальванической промышленности. Сточные воды пропускают через слой сорбента на основе катибнорбменного полиакрило- нитрильного волокна, содержащего 32- 36% карбоксильных групп, который предварительно обрабатывают водным раствором гидроксиламина концентрацией 30-36 г/л при 90-95°С 1-2 ч. 1 табл.