Способ извлечения и регенерации хрома из сточных вод кожевенных заводов Советский патент 1982 года по МПК C02F1/46 C02F1/46 C02F101/22 C02F103/24 

(S) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ И РЕГЕНЕРАЦИИ ХРОМА ИЗ сточных вод КОЖЕВЕННЫХ ЗАВОДОВ Изобретение относится к очистке сточных сод, содержащих трехвалентный хром, преимущественно к очистке хромсодержащих сточных вод кожзавоДов. Известен способ извлечения и регенерации хрома из сточных вод, по которому хром из сточных вод извлекают ионообменными смолами, регенерация хрома производится раствором кислоты Cl3Недостатком указанного способа является сложность процесса и расход химических реагентов на его осу ществление. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту явл ется способ электрофлотационной очи ки. сточных вод кожевенного завода о хрома и его регенерация из пенопродукта, по которому хромсодержащие сточные воды после перевода хрома в нерастворимые соединения в виде гидроокиси с помощью известкового молока подвергают электрофлотации с целью выделения нерастворимых соединений хрома в пенопродукт. Для регенерации хрома пенопродукт подвергают термической обработке при , в результате которой он обезвоживается, стерилизуется и частично сжигается его органическая часть. После термической обработки пенопродукт растворяют серной кислотой. Дальнейшая стадия регенерации хрома из.пеи0лродукта заключается в отделении полученного сульфата хрома от.нерастворимого осадка. Раствор сульфата хрома разбавляют до рабочих концентраций дубильных растворов и отфильтровывают от осадка. Полученный фильтрат корректируют свежими дозами солей хрома и используют повторно в технологическом цикле основного производства Г2. Недостатками указанного способа являются недостаточно полное извле39

чен.ие и регенерация хрома; прим.енение термической обработки пенопродукта; применение серной кислоты для регенерации хрома из пенопродукта; применение дополнительных операций по доочистке регенерированного раствора хрома от примесей; сложность аппаратурного оформления,

Цель изобретения - повышение степени извлечения и регенерации хрома и снижение затрат на проведение процесса за счет сокращения расхода реагентов и исключения термообработки продукта.

Поставленная цель достигается тем что хромсодерж-ащие стоки подвергают электро/1изу в катодном отделении диафрагменного электролизера при плотности тока 25-150 А/м до выделения хрома в пенопродукт в виде гидр-оокиси, окиси и металла при рН 8-10 с последующей обработкой пенопродукта в анодном отделении электролизера при

плотности тока 30-200 А/м и достижения рН 1,2-4,5 с получением раствори мых соединений хрома. Полученный расвор хрома после корректировки повторно используют в технологическом цикле основного производства.

Указанные параметры процесса являются оптимальными.

рН стоков в катодной камере оказывает существенное значение на остаточные концентрации хрома в стоках

Например, при значении рН сточных вод в катодной камере равной 6,5 остаточная концентрация хрома составляет 5-10 мг/л; при рН 7 остаточная концентрация хрома составляет 3-5 мг при рН О 7,5, концентрация хрона составляет уже 0,5-1)0 мг/л, при рН стоков в интервале , концентрация хрома снижается до 0,,1 мг/л. При рН более 10 остаточная концентрация хрома в стоках остается в пределах 0,1-0,05 мг/л, при этом увеличивается на 10-20 расход электроэнергии чем при рН 10, еледует отметить что ,1ри рН 8-10 хром в сточной воде находится в виде нерастворимых соединений и ег легко можно удалить до остаточных коцентраций 0,01-0,5 мг/л при фильтрации стоков через пенополистирольный

фильтр.

Плотность тока в катодной камере существенно влияет на продолжительность извлечения хрома из сточных

3 4вод, а значит и на расход электро-энергии.

Например, при плотности тока . 20 А/м продолжительность извлечения составляет более 60 мин, при плоности тока 25 А/м соответственно мин, при 50 25-30 мин, при 100 А/м - 15-18, мин, при 150 О мин.

При дальнейшем увеличении плотности тока продолжительность извлечения снижается незначительно и находится в пределах мин, в ,то время как расход электроэнергии увеличивается значительно из-за резкого увеличения напряжения на электродах. плотности тока 120 А/м напряжение составляет 9,0 В, а при плотности тока 1бО А/м напряжение возрастает уж до 12,5 В, т.е. увеличивается на 38% соответственно на столько же увеличивается и расход электроэнергии.

рН стоков в катодной камере, и рН раствора в анодной камере также влияет на напряжение и расход электроэнергии, так, например, при рН стоков в катодной камере равным 7 и рН раствора в анодной камере равной 5, напряжение на ванне составляет 10,2 В, а при рН стоков в катодной камере равной и рН раствора в анодной камере равной 3 напряжение на ванне снижается до 6,2, т.е. снижение происходит на 40%.

рН раствора в анодной камере влияет на степ«нь регенерации хрома из пенопродукта.

Так, например, при рН раствора в аноднойкамере равной 5 степень регенерации составляет 42, при рН 4,5-701, а при рН 4 - 80, при рН 3-2 степень регенерации составляет уже 90-95 при рН в пределах 1,9 1,2 хром почти полностью находится в растворенном состоянии, т.е степень регенерации составляет 100%, Дальнейшее снижение рН, т.е. меньше 1,2, нецелесообразно из-за интенсивного выделения газообразного хлора, снижения степени окисления органических загрязнений и повышении расхода электроэнергии.

Наличие плотности тока в анодной камере менее 300 А/м приводит к увеличению продолжительности регенерации хрома из пенопродукта. Так, например: при плотности тока 25 А/м продолжительность регенерации составляет более 2,5 ч при плотности то5ка 30 А/м - 60 мин, при плотности тока 100 А/м - 30 мин. При этом степень регенерации хрома в первом случае составляет менее 50, во вто ром - 80, в третьем случае -.100. Увеличение плотности тока более 250 А/м приводит к резкому увеличению непроизводительных затрат эле троэнергии из-за повышения напряжения на электродах, а также приводит к разогреву раствора до высоких тем ператур. П р- и м е р 1 . Хромсодержащие сточные воды в количество 5000 л с концентрацией хрома 25 мг/л и рН 5,5 подвергают электрохимической обработке в катодном отделении элек тролизера при плотности тока 75 А/м и.напряжении на электролизере 8,6 В Образующийся в результате обработки стоков пенопродукт из катодного отделения в течение всего процесса поступает в анодное отделение где он подвергается электрохимическому растворению и регенерации. В результате извлечения хрома из 5000 хромсодержащих стоков получено 507 регенерированного раствора хрома с концентрацией хрома 2,5 г/л и рН 2,1. На извлечение хрома и его регенерацию из пенопродукта через электролизер было пропущено 2030 А/ Расход электроэнергии составляет в пересчете на 1 кг регенерированного хрома 13.3 кВт.ч., а а пересчете на 1 м отработанной сточной воды 3, кВт.ч. Стоки после электрохимического извлечения из них хрома, на выходе из катодного отделения электролизера имеют следующие параметры: рН 7,8, концентрация хрома - 13,, взвешенные вещества - 48 мг/л, а по сле доочистки их на фильтрахч,с пенополистирольной загрузкой при скорости фильтрации 2,5 м/л параметры составили рН 7,73 концентрация хро ма -0,23 мг/л. Взвешенные вещества - 8,t мг/л. П р и м е р 2. Хромсодержащие ст ные воды в количестве 4000 л с концентрац 1ей хрома 2,8 г/л и рН подвергают электрохимической обработке в катодном отделении электролизера при плотности тока 120 А/м , при напряжении на электролизере Образующийся в результате обрабо ки стоков пенопродукт из катодного отделения в течение всего процесса 3« поступает в анодное отделение, где он подвергается электрохимическому растворению и регенерации. В результате извлечения хрома из kQOO л хромсодержащих стоков получено 327,5 л регенерированного хрома с концентрацией хрома 32,1 г/л и рН 1,95. На извлечение хрома и его регенерацию, из пенопродукта через электролизер было пропущено 15б80 А.ч. Расход электроэнергии составляет в пересчете на 1 кг регенерированного хрома 12,8 кВт.ч., а в пересчете на 1 м обработанной сточной воды 35,9 кВт.ч. Стоки, после электрохимического извлечения из них хрома, на выходе из катодНОГ9 отделения электролизера имеют следующие параметры: рН 8,5 концентрация хрома - 12,1 мг/л, взве-шенные вещества - 35 мр/л, а после доочистки их на фильтре с пенополистирольной загрузкой при скорости филь трации 2,5- м/ч параметры составляют рН 8,5; концентрация хром - 0,15 мг/л, взвешенных веществ 6,5 мг/л. Применение предлагаемого способа позволяет извлекать в регенерировании хром из сточных вод кожевенных .заводов при низких производственных .затратах, а очищенную воду после доочистки на фильтре с пенополистирольной загрузкой повторно использовать в технологическом цикле. Формула изобретения Способ извлечения и регенерации хрома из сточных,вод кожевенных заводов, включающий выделение нераст- . воримых соединений хрома в пенопродукт с его последующей регенерацией, отличающийся тем, что, . с целью бодее полного извлечения и регенерации хрома из сточных вод и : снижения затрат на его регенерацию, выделение нерастворимых соединений хрома ведут в катодной камере диафрагменного электролизера при плотности тока 25-150 А/м до достижения рН обрабатываемых стоков 8-10, а извлечение хрома из пенопродукта ведут в анодной камере при плотности тока 30-200 А/м до достижения рН 1,2 19622138

Источники информации,2, Манахов А. А. и др.

принятые во внимание при экспертизе Известия АН Молдавской ССР,

1. Евелкова Л. П., и др. Труды .Сер. Физико-технических и математиВоронежского университета, 1971, ческих наук, 1973, № 1, с. 87-83 с., 114-1l8.S (прототип).