Способ извлечения алюминийсодержащего коагулянта из шлама водоочистки Советский патент 1983 года по МПК C02F1/52 C02F1/52 C02F101/00 C02F103/00 

Изобретение относится к очистке природных вод, в частности к регенерации алюминийсодержащего коагулянта, используемого для их очистки.

При очистке природных вод для использования их в энергетическом оборудовании применяют водород-катионовые фильтры, сорбирущие содержащиеся и природных водах катионы Са , Мд и На. В процессе эксплуатации возникает необходимость восстановления сорбционной способности водородкатионитовых фильтров, которую осуществляют раствором кислоты, в результате чего образуется значительное количество сточных вод, представляющих опасность для окружающей среды и до настоящего времени никак не используемых.

Для очистки природных вод от взвешенных и коллоидных частиц используются алюминийсодержащие коагулянты (А 1(50), А1С1з и др.). Их применение приводит к образованию большого

количества шлама, который составляет до 10 и более по объему от обрабатываемой воды Шлам имеет влажность 98,7-99,П.

Потери при прокаливании составля5 ют 37-55.

Состаё прокаленного остатка, %: SIOz- 5,6-27; R О,- - 17-39,7; AV|,03 16,6-33,3; Fe2.or-0,6-6,; CaO - 9,129,5; R bj/SiOa. - 0,бЗ-,5. 10 Из этого шлама извлекают соединения алюминия для повторного использования в качестве коагулянта.

Известен способ извлечения алюминий со держащего коагулянта путем обра15 ботки шлама щелочью 1 .

Недостатком этого способа является невысокое качество.получаемого коагулянта, обусловленное присутствием значительного количества органических

20 веществ, переходящих в раствор одновременно с коагулянтом.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому 399 результату является способ извлечени аяюминийсодержащего коагулянта из шЛймов вОдоо«1йстки путем обработки кислым раствором, в качестве которого используют раствор серной кислоты Растворение , начинается при рН , сопровождается сокращением объема осадка и медленным понижением рН. Чем ниже рН, тем процесс растворения идет лечше. При рН 2,5-3,0 в раствор переходит основная часть нахо дящейся в осадке гидроокиси алйминия 23Однако одновременно с гидроокисью алюминия в раствор переходит часть содержащихся в осадке органических веществ, количество которых возрастает с увеличением кислоты и снижением рН. Недостатки известного способа - не высокая степень извлечения коагулянта и недостаточная егЬ коагуляционная активность. Цель изобретения - повышение степени извлечения коагулянта и увеличение его коагуляционной активности. Поставленная цель достигается способом извлечения алюминийсодержащего коагулянта из шлама водоочистки путем обработки кислым раствором, согласно которому в качестве кислого раствора используют сточные воды после промывки водород-катионитовых фильтров, име ющие следующий состав, вес. %: K SQt0,2-0,8 CaS0420-25 MgS04 5-8 Na2.S043H,j5QiОстальное При использовании в качестве экстр агента указанных сточных вод в раствор переходят ионы алюминия, количест во которых превышает то, которое образуется при использовании серной кислоты. При этом содержащиеся в раст воре ионы других металлов из сточных вод также проявляют коагуляционную активность, что способствует увеличению активности регенерированного коагулянта. Кроме того, при взаимодействии сточных вод водород-катионитовых филь тров со шламом водоочистки образуются Малорастворимые соли органических кислот, имеющихся в шламе, которые выпадают в осадок и, следовательно, в растворе коагулянта содержится лишь незначительное количество органических веществ. П р и м е р. Регенерацию алюминийсодержащего коагулянта производят из шлама, образованного при коагуляции воды реки Северная Двина раствором А1(50д.)з. В качестве экстрагента для извлечения алюминийсодержащего коагулянта из шлама водоочистки применяют сточные воды в период прохождения через водород-катионитовый фильтр серной кислоты. После промывки .фильтра сточные воды с общим содержанием примесей 2% имеют следующий состав, %. 0.2-0,8; CaS04 20-25; MgS04 S 8; ( 3-4 и остальное. Проведено четыре опыта со шламом, отобранным в разные сезоны года. Во время опытов к 20 мл шлама с концентрацией твердой фазы 2% приливают iO мл сточной ВОДЫ; Значительная часть шлама растворяется. Раствор отделяют от осадка фильтрацией или отстаиванием. Далее определяют содержание в растворе регенерированного алюминия стандартным фотоколориметрическим методом с реактивом стильбазо, а также цветность коагулянта фотоколориметрическим методом и перманганатную окисляемость коагулянта. Для сравнения с тем же шламом параллельно проводят опыт по регенерации коагулянта раствором серной кислоты, предварительно опытным путем установив оптимальные величины концентрации и количества. К 20 мл шлама приливали 20 мл серной кислоты. Последующая обработка и испытания регенерированного коагулянта производятся способом, аналогичным приведенному. Результаты проведенных опытов приведены в табл. 1. Из табл. 1 следует, что количество алюминия, регенерированного сточными водами, больше количества алюминия, регенерированного кислотой, что означает более полное извлечение коагулянта предлагаемым экстрагентом. Кроме того, улучшение физико-химических показателей коагулянта, регенерированного сточными водами (цветность, окисляемость), повышает его качество. Активность регенерированного сточными водами коагулянта проверяют пробной коагуляцией воды реки Северная Двина. Проводили четыре оИыта в разные сезоны годы. К 500 мл воды прибавляют раствор регенерированного сточными водами коагулянта с дозой А1, равной 8 мг/л. Параллельно про водят очистку этой же воды коагулянтом, полученным регенерацией серной кислотой, при той же дозе алюминия. СравнТ|тельная характеристика очищенной воды этими двумя коагулянтами приведена в табл. 2. Из табл. 2 видно, что физико-хими ческие показатели кочества очищенной воды выше при использовании коагулян 9 826 та, регенерированного сточными водами, что означает его более высокую коагуляционнук активность. По сравнению с известным способом извлечения коагулянта серной кислотой (например, на Северной водопроводной станции г. Москвы), предлагаемый способ дает значительный экономический эффект, обусловленный применением более дешевого экстрагента. Экономический эффект на водоподготовительных сооружениях Архангельского ЦБК составляет около 251 тыс. руб. в год. Таблица 1 Формула изобретения 1.Способ извлечения алюминийсодержащего коагуляйта из шлама водоочистки путем обработки кислым раствором, отличающийся тем, Что, с целью повышения степени извлечения и , увеличения его коагуляционной активности, в качестве кислого раствора используют сточные воды после промывки водород-катионитовых фильтров. 2.Способ по п. 1 , о т л и ч а ю- . щ и и с я тем, что сточные воды посЛе промывки водород-катионитовых фильтрое имеют следующий состав, вес. : 0,2-0,8 KoSO СаЗрф MgSb4 . На2.50ф . Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № , кл. С 02 В 1/18, 1968. 2, Вейцер Ю.И. и др. Регенерация коагулянта из осадков водопроводных станций.- Водоснабжение и санитарная техника, 197, № 1, с. 6-9.