Способ очистки сточных вод от мышьяка Советский патент 1981 года по МПК C02F1/58 C02F1/58 C02F101/20 C02F103/00 C02F103/16 C02F103/34 

1

Изобретение относится к очист-ке сточных вод, в частности к способам очистки сточных вод от мышьяка и селена, и может быть использовано в металлургической, химической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности.

В настоящее время санитарными органами предъявляются следующие требования к очистке сточных вод от №1шьяка и селена: содержание мышьяка и селена в сточной воде после очистки не должно превышать 0,05 и 0,001 мг/.п соответственно, раствори1мость осадков в природных водах по мьшьяку не должна превышать 0,05 мг/л, по селену 0,001 мг/л. Подобные осадк-и можно хранить в простейших мо рильниках, например прудах-отстойниках. Более растворимые осадки необходимо хранить в бетонированных морильни-ках, что, требует больших капитальных вложений и эксплуатационных затрат и приводит к резкому повышению себестоимости очистки сточных вод.

Известен способ очистки водных растворов от мышьяка и селена путем обработки их сульфидсодержащиш реагентами, например NagS, Н 1.

Основным недостатком способа является необходимость вести процесс осаждения в кислой среде, что Требует наличия кислотостойкого оборудования. Растворимость осадков в нейтральной и щелочной среде высока. Осадки трисульфида мышьяка возможно перерабатывать в товарный продукт белый мышьяк. Однако это экономически выгодно лишь при условии получения богатых по ишшьяку осадков, которые получаются при очистке сточных вод с содержанз ем мышьяка 200 мг/л и более. При более разбав.-. ленных растворах получаются бедные осадки, переработка которых нерацио нальна, и их также необходимо хранить..

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ очистки сточных вод от мышьяка путем перевода его в труднорастворимое соединение обработкой фосфорной кислотой и гидроокисью кальция 2 . В этом способе к сточной воде добавляют фосфорную кислоту и нейтрализуют известковым молоком до рН 12-12,5. Фосфорную кислоту добавляют исходя из концентрации мышьяка в сточной воде. Критерием для ведения процесса

является соотношение между мышьяком и фосфором в растворе перед осаждением. Оптимальное соотношение As.O rPOjj. - (1,0-1,5) :1.

Основным недостатком этого способ является то, что осадок малорастворим только при наличии в нем избыточной извести. При контакте с водой избыточная известь вымывается и растворимость осадка возрастает. (Кроме того, при подобном ведении процесса сточные воды с содержанием мышьяка в несколько десятков мг/л необходимо очищать в две стадии.

Цель изобретения - повышение степени очистки -сточных вод от мышьяка при одновременной очистке от селена.

Поставленная цель достигается тем,, что кальций- и фосфорсодержащие реагенты вводят в соотношении (2,73,7):1-й выдерживают в течение 1011 сут.

Причем содержание мышьяка и селена в осадке не должно превышать ISIS мол.% от суммарного содержания фосфора и вышеуказанных соединений .

Необходимость добавления кальция и фосфора в таком соотношении про- диктована тем, что при этом соотношении осадок при старении кристаллизует ся и приобретает структуру гидрокси тапатита. -Мышьяк и селен в этой структуре занимают места ОН-групп. При соотношении Са:Р в растворе менее 2,7 осадок не способен захватывать мьгшьяк и селен, а при соотноше,НИИ более 3,7 в составе осадка возможно образование менее устойчивых структур, растворимость которых высока. Свежеосажденный осадок рентгеноаморфен и его -растворимость выше ПДК. При старении он приобретает Структуру гидроксилапатита и его растворимость по мышьяку в нейтральных и щелочных средах ниже ПДК. Необходимое времяЕ Старения для получения кристаллического осадка со структурой гидроксилапатита составляет 10-11 сут. При меньшем времени старения устойчивость осадка мала. Более длительное время старения не влияет на свойства осадка, так как происходит образование труднорастворимого минерала - гидроксилапатита. Фазы арсената и селенита кальция в осадке не обнаружено. Таким образом, очистка сточных вод от мышьяка и селена сводится к получению трудно0растворимого соединения типа гидроксилапатита, ,содержащего в своей решетке арсенат и селенит-ионы.

Образование подобного соединения зависит от соотношения кальция и

5 фосфора в растворе и времени старения. оСадк-а. При несоблюдении указанных условий не -происходит осаждение мышьйка или он осаждается,, но осадок не .имеет структуры гидроксилапатита

0 и его растворимость выше ПДК. В отдельных случаях осадок, не отвечающий по своей структуре апатиту, может иметь растворимость по мышьяку

.менее ПДК. Это возможно, когда осадок имеет избыточную окись кальция.

5 При конта.кте с водой избыточная окись кальция вымывается и растворимость

.осадка возрастает, т.е. он не удовлетворяет условиям хранения в простейших могильниках..

0

П р и.м е р .К промышленным сточным водам, содержащим 35 мг/л пятивалентного мышь .яка и 2 мг/л

)селена (общее селесодержание 3,0 г/л) ,. добавляют NOj Са ( ОН )2 .

5 Перемешивание ведут 30 мин. Затем осветленный слой анализируют на мышьяк и селен, а осадок с частью маточного раствора выдерживают необ- . ходимое время. Периодически осадок

0 отбирают и исследуют его растворимость по .мышьяку , а также проводят рентге-нофазовый и другие анализы. Рас.творимость осадка определяют- в отсутствие-гидроокиси кальция. Результаты приведены в таблице.

5

1,65 1,70 1,72 1,75 1,80 1,90

0,034 0,83 0,03 0,02 0,035 0,80 0,05 0,03 Как видно из представленных даншх растворимость образовавшихся осадков, содержащих токсичные элементы, в условиях предлагаемого способа минимальна, что позволяет удалять из сточной воды мышьяк и до ПДК. Формула изобретения 1. Способ очистки сточных вод от мышьяка путем перевода в труднорастворимое соединение обработкой кальций- и фосфорсодержащими реагентами отличающийся тем, что, с целью пов-ышения степени очистки от мышьяка при одновременной очистке от

Продолжение таблицы

0,030,02

0,040,04

0,020,01

0/300,22

0,400,46

0,600,78

0,800,80

1,000,60 селена, кальций- и фосфорсодержащие реагенты вводят в соотношении (2,73, и выдерживают в течение 10-11 сут. .2. Способ по П.1., отличающийся тем, что кальций- и фосфор содержащие реагенты вводят из расчета содержания мышьяка и селена в осадке, не превышающем 15-18 мол.% от суммарного содержания фосфора и вышеуказанных соединений. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3216787, кл. 23-22, 1976. 2.Николаев А.В., Мазурова А.А. Известия СО АН СССР, 1970, f 7.