Способ очистки сточных вод от фосфатов Советский патент 1993 года по МПК C02F1/58 

показатели очистки практически не меняются, поэтому из экономических соображений нижний предел отношения Са +:Р ограничивается значением 2,7.

Осаждением фосфатов то заявляемому способу получают бсадок, имеющий скорость отстоя при указанных условиях (35-50°С, ГПАА) до 1,5 м/ч (0,42 мм/с), что примерно в 20 раз превышает скорость отстоя шлама в известном способе (1) при степени очистки раствора 1-1,5 мг/дм остаточного фосфора.

При большой исходной концентрации фосфатов - 7,5 г/дм3 объем уплотненного шлама незначителен и составляет 21-23%. Согласно (1) такой же объем шлама отнесен к значительно меньшей исходной концентрации фосфатов - 1,35 г/дм .

Для очистки СВ от фосфатов можно применять минерализованные стоки, которые часто содержат в своем составе кальцинированную соду в большом избытке (например, стоки производства поликарбоната). При отсутствии ионов карбоната в стоках раствор кальцинированной соды в очищаемый раствор добавляется дополнительно в соответствии со стехиометрией уравнения (2)-СОз27Р 1.

После очистки от фосфатов содержание хлористого натрия в стоках повышается согласно уравнению (2). При этом возможна утилизация указанных солевых отходов, например, в производствах хлора и каустика. Для очистки растворов от фосфатов в качестве кальцийсодержащего реагента может быть использован непосредственно раствор хлористого натрия (сырой рассол), содержащий в качестве примесей хлористый кальций.

Таким образом, в присутствии ионов карбоната ионы фосфата реагируют с ионами кальция, образуя новое соединение, позволяющее значительно ускорить процесс отстоя, благодаря структуре осадка, что интенсифицирует и упрощает процесс очистки в целом.

Пример 1.1л сточной воды, имеющей состав (г/дм3): NaaPCM - 7,5; №2СОз -13; NaOH - 12,5; NaCI - 1,7 подогревают до 40°С и обрабатывают раствором хлористого кальция из расчета 4,86 г/дм3 Са2+, что соответствует молярному отношению Са к Р, равном 2,7. Перемешивают 10 мин, после чего добавляют 10 мг/дм гидролизованно- го полиакриламида (ГПАА) и отстаивают, Скорость отстоя шлама - 1,45 м/ч или 0,4 мм/с, прозрачность осветленного раствора- 100%; содержание примесей в осветленной сточной воде: + фосфора - 1 мг/дм3, 8 г/дм3, NaOH 11,6 г/дм3. Объем

уплотненного шлама - 21%. Фильтрация сточной воды не требуется.

Примеры 2-6. В условиях примера 1 проводят очистку растворов при разном

молярном отношении Са /Р. Результаты приведены в табл. 1.

Л р и м е р ы 7-11. В условиях примера 1 проводят очистку растворов при различных значениях температуры. Примеры приведены в табл. 2.

При ме ры 12-13. В условиях примера 1 проводят очистку растворов с дозировкой флокулянта - гидролизованного полиакриламида перед стадией отстоя и без флоку5 лянта. Результаты приведены в табл. 3.

П р и м е р 14.1 л раствора содержащего 7,5 г/дм3 МазР04, 1 г/дм3 NaOH, 1,7 г/дм3 NaCI (ЫааСОз отсутствует) подогревают до 40°С, добавляют раствор кальцинирован0 ной соды, доза которой соответствует стехиометрии управления (2) - СОз /Р - 1 обрабатывают раствором хлористого кальция, доза которого соответствует молярному отношению Са +/Р 2,7. Перемешивают

5 10 мин, добавляют 10 мг/дм3 ГПАА и отстаивают. Содержание фосфора в растворе после отстоя - 1 мг/дм , прозрачность 100%, скорость отстоя шлама 1,65 м/ч (0,46 мм/с), объем шлама 20%.

0Прим е р 15. 200 мл раствора, имеющего состав (г/дм3): №зРОл - 7;5, Ма2СОз - 13; NaOH - 1; NaC113,1 подогревают до 40°С и добавляют 1 л насыщенного рассола, содержащего 300 г/дм3 NaCI и 4,1 г/дм3

5 CaCl2 (1 г/дм3 Са j, что соответствует молярному отношению Са /Р 2,7. Пе- ремешивают 10 мин, после че го добавляют 3 мг/дм ГПАА и отстаивают.

Содержание фосфора в отстоявшемся

0 растворе - 1 мг/дм , прозрачность раствора 99%, скорость отстоя-шлама 3,6 м/ч (1 мм/с). Объем шлама 9%, Раствор хлористого натрия направляется на хлорное производство.

5

При м е р 16.1 л раствора, содержащего (г/дм3): NasPO4-7,5; NaOH-12,5, NaCf- 1,7, ЫааСОз - отсутствует подогревают до 40°С и отрабатывают раствором хлористого

0 кальция из расчета 3,35 г/дм3 Са2, что соответствует молярному отношению Са и Р, равном 1,87. в присутствии ретурного шлама - ранее образованного осадка гидрокси- лапатита кальция, который добавляли в зону

5 реакции в количестве 50% к свежеобразую- щемуся осадку гидроксилапатита. Смесь перемешивали 90 минут и отстаивали. Скорость отстоя шлама - 0.19 м/ч (0,05 мм/с) прозрачность осветленной части раствора - 80%, содержание остаточного фосфора в отфильтрованном растворе - 15 мг/дм3, объем шлама - 40%.

Результаты опытов показывают, что оптимальными условиями проведения процесса очистки сточных вод и технологи- ческих растворов от фосфатов является соотношение реагентов Са2+/Р 2,3-2,7(табл. 1), поддержание температуры в пределах 35-50°С (табл. 2), добавление флокулянта - гидроизолированного полиакриламида пе- рёд стадией отстоя (табл. 3), присутствие кальцинированной соды в процессе очистки (пример 1).

Верхний и нижний пределы ограничения молярного отношения Са2+/Р (2,3 - 2,7) обусловлены достижением глубокой очистки от фосфора, высокой скорости отстоя при минимальном объеме шлама. Кроме того, ведение процесса при отношении Са /Р более 2,7 нецелесообразно из-за повы- шённого расхода реагента-осадителя (см. табл. 1).

Приведенные в табл, 2 данные показывают, что при повышении температуры более 50°С ранее осажденный фосфор начинает переходить обратно в раствор. При температуре ниже 35°С скорость реакции и скорость отстоя шлама незначительны, Оптимальным интервалом температуры является 35-50°С.

Как видно из таблицы 3 с применением флокулянта значительно увеличивается скорость отстоя шлама и уменьшается его объем. Доза ГПАА зависит от исходного содержания фосфата в стоках, количества образующегося шлама и устанавливается в каждом конкретном случае опытным путем.

Результаты исследований показывают, что при отсутствии кальцинированной соды процесс образования осадка гидроксилапа-

тита даже при повышенной температуре (40°С) и v большой дозировке ретурного шлама (50% к образующемуся) имеет неудовлет- ворйтельные технические показатели (пример 16),

Таким образом, предлагаемое техническое решение в сравнении с известным позволяет наряду с глубокой очисткой от фосфата интенсифицировать процесс за счет значительного увеличения скорости отстоя шлама, и уменьшения его объема. Обеспечение прозрачности осветленного раствора 99-100% позволяет исключить дополнительную стадию фильтрации осветленного раствора. Уменьшается расход реагента-осадителя, появляется возможность утилизации очищенных стоков. Все это делает процесс технологичным и экономически выгодным.

Формула изобретения

1. Способ очистки сточных вод от фосфатов путем обработки кальцийсодержа- щим реагентом в щелочной среде с последующим отделением осадка, отличающийся тем, что, с целью интенсификации и упрощения процесса очистки при обеспечении высокой степени очистки сточных вод от фосфатов, в качестве каль- цийсодержащего реагента используют раствор хлористого кальция, а очистку ведут при молярном соотношении Са2+/Р, равном 2,3-2,7, и температуре 35-50°С в присутствии кальцинированной соды с последующим введением гидролизованно- го полиакриламида.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что в качестве раствора хлористого кальция используют сырой рассол хлорида натрия.

Таблица 1

-2-1Са /Р 2,7, доза ГПАА 10 мг/дм 3

Таблица 2

Таблица 3