СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ КИСЛЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СОЕДИНЕНИЙ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА

СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ КИСЛЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СОЕДИНЕНИЙ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА


RU (11) 2058941 (13) C1

(51) 6 C02F1/70 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 94001942/26 
(22) Дата подачи заявки: 1994.01.19 
(45) Опубликовано: 1996.04.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Торошечников Н.С., Родионов А.И., Кельцев Н.В., Клушин В.Н. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия, 1981, с.205-206. 2. Авторское свидетельство СССР N 882951, кл. C 02F 1/70, 1981. 
(71) Заявитель(и): Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева 
(72) Автор(ы): Соловьев Г.С.; Гудков А.Г.; Окоренков В.Ю.; Ковбаса С.В. 
(73) Патентообладатель(и): Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева 

(54) СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ КИСЛЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СОЕДИНЕНИЙ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА 

Способ обезвреживания от соединений шестивалентного хрома включает фильтрование кислых сточных вод через колонну, заполненную комбинированным материалом, который представляет собой смесь порошкообразного углеграфита фракциями 50 мкм и алюминированных стекловолокон при весовом соотношении алюминия к углеграфиту от 500 : 1 до 1 : 1, объемной скорости фильтрования <10 объемов колонки/ч и при pH стоков <2. Способ позволяет очищать сточные воды от ионов шестивалентного хрома до значений ПДК, прост в осуществлении и не требует специального оборудования. 1 з. п. ф-лы, 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к технологии обезвреживания промышленных сточных вод от ионов шестивалентного хрома и используется для глубокой очистки и доочистки хромсодержащих стоков.

Известен способ очистки сточных вод от ионов шестивалентного хрома, заключающийся в восстановлении его ионов бисульфатом натрия в кислой среде, нейтрализации раствора до рН выпадения гидрооксида Cr(VI) и отделения осадка [1]

Недостатки этого метода являются необходимость введения избытка восстановителя и, как следствие, загрязнение вод сульфат-ионами, трудности в разделении осадка и очищенной воды.

Наиболее близким к изобретению по технической реализации является способ очистки сточных вод от соединений хрома фильтрованием воды через смесь алюминиевой стружки и порошка железа, в результате чего происходит восстановление хрома (VI) до трехвалентного состояния [2]

Недостатки этого способа недостаточная степень очистки, неэффективное использование алюминия вследствие недостаточно большой реакционной поверхности по отношению к его массе, необходимость предварительного нагрева сточной воды до 40-80оС.

Задача изобретения разработка способа обезвреживания кислых сточных вод от соединений шестивалентного хрома при увеличенной концентрации Cr(VI), снижение загрязнения минеральными солями при одновременном увеличении объемной скорости, а также предотвращение растворения железа.

Для этого в способе кислые сточные воды, содержащие соединения хрома (УI), фильтруют через колонку, заполненную смесью алюминированных стекловолокном с порошкообразным углеграфитом материалом фракциями > 50 мкм при скорости фильтрования 1-10 объемов колонки/ч. рН < 2, соотношение по массе алюминия к углеграфиту от 500:1 до 1:1.

Исходный материал является отходом специального производства и представляет собой стеклянные нити диаметром 50-60 мкм, покрытые слоем алюминия толщиной 15-20 мкм. Материал образуется на стадии нанесения алюминиевого покрытия на стекловолокна горячим способом. Состав алюминиевого покрытия: медь 0,005; магний 0,01; кремний 0,01.

Перед заполнением колонки сформированные в жгуты однонаправленные алюминированные волокна предварительно измельчают до длины 4-5 см и смешивают с порошкообразным углеграфитовым материалом фракциями > 50 мкм.

Обезвреживание хрома (VI) заключается в его восстановлении до трехвалентного состояния при помощи микрогальванических элементов с парами Al-C, которые образуются при смешивании.

Увеличение эффекта и скорости обезвреживания способствует большой коэффициент массопередачи, развитая поверхность волокон, наличие большого числа центров, на которых происходит реакция.

В предлагаемом способе не содержится других, кроме алюминия, компонентов, которые могут переходить в фильтрат.

Предлагаемый способ обезвреживания кислых сточных вод от ионов хрома (VI) был апробирован на модельных растворах и результаты приведены в сравнении с прототипом.

П р и м е р 1. Через колонку объемом 160 см3, заполненную смесью алюминированных стекловолокон с порошкообразным углеграфитом, отношение массы алюминия к углеграфиту 1:1, пропускают раствор кислых сточных вод, содержащих ионы Cr(VI) с концентрацией 50 мг/л, скорость фильтрования 8,65 объемов колонки/ч, рН раствора 1,0.

П р и м е р 2. То же самое, но скорость фильтрования 9,81 объемов колонки/ч, соотношение массы алюминия к углеграфиту 10:1, рН раствора 2,0.

П р и м е р 3. То же самое, но концентрация ионов Cr(VI) 100 мг/л, скорость фильтрования 7,55 объемов колонки/ч, соотношение массы алюминия к углеграфиту 100:1, рН раствора 1,0.

П р и м е р 4. То же самое, но концентрация ионов Cr(VI) 100 мг/л, скорость фильтрования 7,93 объемов колонки/ч, соотношение массы алюминия к углеграфиту 500:1, рН раствора 2,0.

В таблице приведены результаты апробирования способа и два примера из прототипа.

Анализ на ионы Cr(VI) проводился методом фотоколоpиметрии, точность измерения при этом составляла 0,05 мг/л.

Таким образом, результаты апробирования показали, что способ позволяет очищать до значений ПДУ стоки с большей на порядок по сравнению с прототипом исходной концентрацией ионов Cr(VI) до значений ПДК, с большей объемной скоростью: не вызывает, в отличие от прототипа, дополнительного загрязнения стоков ионами железа, прост в осуществлении и не требует специального оборудования. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ КИСЛЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СОЕДИНЕНИЙ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА, включающий фильтрацию сточных вод через комбинированный материал, содержащий алюминий, отличающийся тем, что в качестве комбинированного материала используют смесь металлизированных алюминием стекловолокон с порошкообразным углеграфитовым материалом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что применяют порошкообразный углеграфитовый материал фракциями более 50 мкм при соотношении по массе алюминия к углеграфиту от 500 1 до 1 1, а фильтрование ведут с объемной скоростью менее 10 объемов колонки/ч и при pH сточных вод менее 2.