Способ очистки сточных вод от фосфора Советский патент 1981 года по МПК C02F1/74 C02F1/74 C02F101/10 C02F103/34 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от фосфора и может быть использовано в химической промышленности . Использование сточных вод в производстве удобрений, при подготовке шихты в качестве увлажнителя при агломерации или свяэуквдего при получении окатышей без предварительного обезвреживания невозможно из-за их токсичности. Захоронение же сточнь х вод и шламов, учитывая токсичные сво ства фосфора, загрязняет окружающий воздушный бассейн и грунтовые воды. В настоящее время на фосфорных за водах сточные воды и отходы производства с содержанием фосфора до 1% выбрасывают в испарительные, бассейны шламонакопители. Известен способ очистки сточных вод от фосфора, включающий отстаивание в отстойниках с отделением твер дой фазы и вывод ее в отвал с последующей очисткой осветленной части от фосфора и продувкой кислородом воздуха 1. В известном очистке от фосфора подвергают только осветленную часть сточной воды, тогда как твердую фазу выводят в отвалбез очистки. Степень очистки осветленной части от фосфора достигает 10% при интенсивности процесса очистки 0,6 кг фосфора на 1 м сточной воды. Кроме того, способ требует осуществления трех операций: отстаивания, вывода твердой фазы шлама в отвал, очистки осветленной части кислородом воздуха. Основными недостатками известного способа являются низкая степень очистки и малая интенсивность процесса. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ очистки сточных вод от фосфора окислением кислородсодержащим газом. В данном способе окисление элементарного фосфора/ содержёадегося в сточных водах, осуществляют топочными газалй с содержанием кислорода 616% в аппарате погружного горения. Топочные газы,подают в сточные воды через погружную горелку, и процесс ведут при 70-85° С 2. Однако, известный способ позволяет полностью окислить фосфор лишь в разбавленных суспензиях с начальной плотностьюРЦ 0,6-1,1 сравнительно малой начальной концентрацией фосфора Он О,15-0,2%. При -окислении шлама плотностью .7 1,12-1,25 содержанием боле 0,25-0,3% фосфора суспензия становится слишком густой еще задолго до --достимсения полного -окисления фосфора, что объясняется большей скоро тью испарения воды по сравнению со скоростью окисления фосфора. Полного окисления возможно достичь лиш возвратом испарившейся воды. Но для этого требуется длительное время {около 2 ч) и большие затраты на испарение влаги. Медленное окисление объясняется тем, что при барбота,же газа через слой шлама создается малая поверхность контакта фаз кислород-фосфор. Кроме того, низкая скорость процесса окисления обуслав ливается еще тем, что фосфор прочно диффузи6,Нно связан с твердой основой 1Ш1ама,и подвод кислорода затруд нен из-за низкой скорости диффузии окислителя s зону реакции. Целью изобретения является поззышение степени очистки сточных вод и сокращение времени отработки. Поставленная цель достигается окислением фосфорсодержшцих сточных вод кислородсодержащим газом при 45-60с в присутствии катализатора. Процесс осуществляется следукшщм образом. Сточную воду или шлам с содержанием элементарного фосфора 0,1-1% в смеси с катализатором,-ВЗЯТЫМ в соо ношении с фосфором (0,5-1): 1,рИ 5заливают в бак. Затем сточную воду нагревают до 45-60°С. По достижении указанной температуры электрообогрев отключают и сточную воду подвергают циркуляции насосом через гидродинамический смеситель. Температура процесса поддержив.ается постоянной за счет экзотермичности процесса. Кислород, подаваемый по линии подачи через эжектор непосред ственно в поток сточной воды, диспергируется и равномерно распределяется по всему сечению потока перед смесителем. Газожидкостная суспензия в смесителе подвергается инт енсивнол5у перемешиванию, в результате чего осуществляется равномерный подвод катализатора 3oijy реакции. В процессе реакции фосфор Iокисляется, затем продукты реакции гидратируются, переходя полностью в раствор. В процессе интенсивного перемеши вания газожидкостной суспензии в гидродинаг/глчесхсом смесителе обеспе чивается получение однородной физи ческой смеси, что способствует созданию развитой поверхности контакта фаз: катализатор-окислитель-фосфор. Поэтому присутствие катализатора интенсифицирует .процесс окисления особенно в начальной стадии, а затем и в продолжении всего процесса при довольно умеренных температурах - 45-бО°С. Предлагаемый способ позволяет эффективно очищать сточную воду плотностью 1,02г-1,30 г/см . При этом перемешивание проводят при В 4-10 -4,5-10 Пример 1. Сточную воду от первичного отстаивания фосфора нейтрализуют известковым молоком, отстаивают, и образующийся известковый ишам, содержащий 2% твердой фазы, 0,1% фосфора, остальное вода, в количестве 7 кг заливают в бак и нагревают до 45°С.. Одновременно со шламом вводят катализатор - закись меди, в соотношении с фосфором 0,5:1(в пересчете на медь). Затем.насосом шлам подают в гидродинамический смеситель, куда одновременно через эжектор подают кислород по стехиометрии. Обработку ведут в течение 15 мин в замкнутом цикле при 4,0-10 Степень окисления 99,97%. Пример 2. Известковый шлам, содержащий 5,5% твердой фазы, 0,98% фосфора, остальное вода, в количестве 7 кг заливают в бак. Количество катализатора закиси меди в соотношении с фосфором 1:1 (в пересчете на медь), Процесс ведут при j в течение 15 мин при Re 4,5,10Степень окисления 99,95%. Пример 3. Суспензию(шлам) образованный при гидроудалении пыли из электрофильтров очистки газа из фосфорной печи Электротермического производства фосфора/ содержащую 30% твердой фазы, 1% элементарного фосфора, остальное вода, в .количестве 7 кг обрабатывают, как в примере 2. Степень.окисления 99,91%. В условиях предлагаемой схемы проведена очистка сточных вод от фосфора по известному способу. Суспензию известкового шлама от нейтрализации сточных вод в количестве 7 кг, содержащую 6% твердой фазы, 0,98% элементарного фосфора, остальное вода, обрабатывают кислородсодержащим газом при тех же условиях, что и в известном способе. Полученные данные представлены в табл.

3. Продолжительность опыта, мин

4. Степень окисления,% 5. Перемешивание, Re

15

99,1-99,97 4 -10-4,5-10

Как видно из таблицы предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет увеличить ступень ок ления до 99,97%, уменьшить продолжительность процесса в 4 раза, сни зить температуру процесса. Кроме того, в процессе обезвреживания отсутствуют газовые выбросы, что я ляется немаловажным фактором по охране воздушного бассейна. Формула изобретения 1.Способ очистки сточных вод от фосфора путем окисления кислородосодержащим газом при повышенной тем пературе, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и сокршцения времени обработки, окисление ведут при 45-60с в присутствии катализатора. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют закись меди. 3.Способ по п. 1, о т л ч а ющ и и с я тем, -что процесс ведут при соотношении катализатор:фосфор 0,5:1-1:1. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Постников Н. Н. Термическая фосфорная кислота.М., 1970, с. 167168. 2.Авторское свидетельство СССР № 556113, кл. С 02 С 5/04 1977.