Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов Советский патент 1982 года по МПК C02F1/463 C02F1/463 C02F101/20 C02F101/22 C02F103/16 

(5) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕ/ЫХ МЕТАЛЛОВ

I

Изобретение относится к технологии процессов очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, преимущественно сточных вод гальванических производств.

Известны электрохимические методы очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов, механических примесей с использованием растворимых электродов til.

Недостатком известных решений является повышенный расход электроэнергии.

Наиболее близким техническим рё.шением к предлагаемому является способ электрокоагуляционной очистки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов (хром, никель, цинк и др,), заключающийся в обработке таких вод в проточном электрокоагуляторе, снабженном пакетом стальных электродов. Выходящая из электролизера суспензия содер):(ит хлопья гидроокисей металлов

В основном железа и соосажденных с ними ионов тяжелых металлов 12,

Недостатком этого способа является то, что процесс электролиза сопровождается пассивацией ионов, что приводит через определенное время к снижению эффекта-очистки. Для обеспечения постоянного и полного эффекта очистки необходимо периодически повышать напряжение на электролизеtoре, что связано с дополнительными затратами электроэнергии.i Принимаемые на практике специальные меры предотвращения пассивации (периодическая смена полярности электродов,

15 механическая очистка или травление их поверхности, введение в сточные воды хлоридов и - т.д„),неэффективны и также требуют дополнительных затрат. Кроме того, при этом способе

20 очистки образуется трудно разделяющаяся суспензия гидроокисей металлов, что требует применения крупногабаритных и дорогостоящих отстойников 39 и шламоуплотнителей, а также высокопроизводительных фильтров. Цель изобретения - снижение энергозатрат на проведение процесса очистки и повышение его эффективности за.счет предотвращения пассивации электродов и получения легко разделяющейся суспензии магнетита, Доставленная цель достигается тем, что процесс электрохимической очистки сточных вод проводят в электролизере, помещенном в поле переменного тока частотой кГц. При этом обеспечивается более активное состояние поверхности элект родов, что интенсифицирует анодное растворение металла и стабилизирует режим электролиза. При такой обработке образуется суспензия кристаллических частиц магнетика, эффективн разделяющаяся в магнитном поле

Извест- k,0

0,12 1,5 ный

Как следует из таблицы, в процессе электролиза без включения генератора ТВЧ происходит уменьшение величины тока за счет возрастания сопротивления в электролизере при частичной пассивации электродов. Это приводит к постепенному снижению эф69,6

фекта очистки и превышению значений ПДК загрязняющих веществ. Для обеспечения достаточного эффекта очистки необходимо периодически повышать напря ; ение на электролизере, удельный расход элект эоэнергии при этом состав ляет в среднем за 10 ч работы электПример. Сточную воду, содержаи ую 50 мг/л шестивалентного хрома, а также по 10 мг/л ионов никеля,цинка, меди, имеющую рН в интервале 4,0-7,0 пропускают через электролизер, выполненный из термостойкого материала, внутри которого расположен пакет стальных пластинчатых электродов, попеременно подсоединенных к разным полюсам источника постоянного тока. Электролизер помещен в контур индуктора генератора тока высокой частоты СТВЧ).. В таблице приведены характеристика процесса электролиза во времени и свойства суспензий, образующихся при проведении процесса очистки по предлагаемому и известному способу, Тое. без наложения поля ТВЧ, при прочих равных условиях. ролизера 2,Q-3t квт.ч, на 1 м стоков. При очистке по известному способу образуется суспензия хлопьевидных частиц гидроокисей металла, имеющая зеленоватый цвет, переходящий в цвет ржавчины, характерный для гидроокиси железа. Частицы такой суспензии являются парамагнитными и обладают низкой гидравлической крупностью. При проведении процесса электролиз с наложением поля переменного тока частотой бО- кГц с удельной мощностью 40-80 Вт/дм(в расчете на поверхность электродов внутри контура) изменения величины тока в процессе электролиза через 10 ч работы электролизера практически не происходит. При этом достигается необходимая степень очистки воды от ионов тяжелых металлов до значений их ПДК. Средний расход электроэнергии 1,9-2,Зквт,ч на 1 м стоков, что примерно в 1 ,-5 ра за меньше, чем в известном слособе. В электролизере образуется суспензия черного цвета, твердые частицы которой, соответствуют (по данным рентгенографического анализа) структуре магнетита и проявляют магнитные свойства, их гидравлическая крупность в 2,3-2,8 раза выше, чем в известном способе. Величина удельной магнитной восприимчивости этих частиц свидетельствует об их ферромагнитных свойствах и обеспечивает их эффективное отделение в магнитном поле. При уменьшении значения частоты удельной мощности указанных в формуле пределов эффект активации поверхности электродов недостаточен. При ма/шх значениях удельной мощности реакция образования магнетита протекает с незначительной скоростью и преобладающей реакцией становится окисление Fe в Fe с образованием суспензии аморфной гидроокиси железа цвета ржавчины. Повышение частоты вызывает излишний перегрев суспензии. Таким образом, проведение электролиза при наложении поля переменного тока частотой 60-7 кГц приводит к стабилизации режима электролиза и сокращению энергозатрат на его пррведение, а также повышению эффективности процесса очистки за счет предотвращения пассивации электродов и получения суспензии магнетита. Формула изобретения Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов путем обработки их в электролизере с растворимыми электродами, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат за счет предотвращения пассивации электродов, обработку ведут в электролизере, помещенном в поле переменного тока частотой 60-7 кГц.р Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Апельцина Е.И, Электрохимические методы в технологии природных и сточных вод. ЦИНИС. М., 1971, с.35« 2.Перспективные методы очистки сточных вод в промышленности. НИИНТИ. Минск, 197, с. 26 (прототип).