СПОСОБ ОЧИСТКИ КИСЛЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СУЛЬФАТ-ИОНОВ

СПОСОБ ОЧИСТКИ КИСЛЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СУЛЬФАТ-ИОНОВ


RU (11) 2071451 (13) C1

(51) 6 C02F1/58 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 5021703/26 
(22) Дата подачи заявки: 1992.01.10 
(45) Опубликовано: 1997.01.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Сальникова Е.О., Передский О.Г. Выбор осадителя при очистке сточных вод от сульфата кальция. - Цветные металлы, 1983, N 12, с. 22 - 24. 
(71) Заявитель(и): Акционерное общество закрытого типа "Суперкерамика" 
(72) Автор(ы): Сурова Л.М.; Сидельникова С.Ю.; Сальникова Е.О.; Пинигин В.К.; Туранина Е.Н.; Статкевич Л.Д. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество закрытого типа "Суперкерамика" 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ КИСЛЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СУЛЬФАТ-ИОНОВ 

Использование: очистка сульфатсодержащих сточных вод, в том числе рудничных вод, сточных вод обогатительных фабрик, химических производств, поверхностного стока с промплощадок. Сущность изобретения: сточную воду обрабатывают известковым молоком и высокоосновным оксихлоридом алюминия, который предварительно подкисляют ортофосфорной кислотой до рН 1,4-1,8. 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к способам очистки сульфатсодержащих сточных вод и может быть использовано для очистки рудничных вод, сточных вод обогатительных фабрик, химических производств, производств минеральных удобрений, поверхностного стока с промплощадок.

Известен способ очистки сточных вод от сульфат-ионов, состоящий в обработке воды известкованием совместно с оксихлоридом алюминия (ОХА), являющимся отходом производства (Ehristoc J.K. Removol of Sulphate from Industrial Wastewater. J.Water 48, 2084, 1976).

За счет использования низкоосновного ОХА [Al(OH)Cl2] происходит вторичное загрязнение воды хлоридами в концентрациях выше предельно допустимой концентрации (ПДК), равной 300 мг/дм3, а также неполная очистка от сульфат-иона.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод от сульфат-ионов путем обработки воды известковым молоком совместно с высокоосновным оксихлоридом алюминия Al2(OH)5Cl при рН 11,5-12,5 (Сальникова Е.О. Передерий О.Г. Выбор осадителя при очистке сточных вод от сульфата кальция. Цветные металлы, 1983, N 12, c. 22-24). Он позволяет достичь достаточную концентрацию SO24-, удовлетворяющую самым жестким требованиям и не превысить при этом ПДК для хлоридов. Это происходит за счет того, что с высокоосновным оксихлоридом (Al2(OH)5Cl) в воду вносится в 4 раза меньше ионов Сl-, чем с низкоосновным (Al(OH)Cl2) при одинаковой дозе алюминия, который и является осадителем ионов SO24- по реакции:



Однако, как и отмечено в приведенном литературном источнике, растворы высокоосновного ОХА быстро теряют свою активность за счет полимеризации. При использовании таких "постаревших" растворов приходится или увеличивать время перемешивания сточных вод с реагентами до 16 ч или увеличивать дозу ОХВ в 2 раза, что приводит к превышению ПДК хлоридов в очищенной воде.

Изобретение направлено на сокращение продолжительности процесса при сохранении высокой степени очистки и соблюдении предельно допустимой концентрации вносимых компонентов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе очистки сточных вод с кислой средой от сульфат-ионов путем их обработки высокоосновными оксихлоридом алюминия и известковым молоком согласно изобретению оксихлорид алюминия предварительно подкисляют ортофосфорной кислотой до рН 1,4-1,8.

За счет подкисления ОХА полимерные связи разрываются, ОХА восстанавливает свою активность и продолжительность реакции сокращается до 30 мин вместо нескольких часов.

Предложенный способ иллюстрируется следующими примерами.

Cточные воды с содержанием 1970 мг/дм3 SO24- и 56 мг/дм3 Cl-обрабатывают 0,7 г раствора ОХА, активизированного ортофосфорной кислотой до рН 1,8, а затем доводят известковым молоком до рН 11,5 по показаниям рН-метра (примерно 120 мл). Смесь перемешивают в течение 30 мин. Содержание SO24- в очищенной воде составляет 300,9 мг/дм3 (ПДК=500 мг/дм3), Cl- 298,6 мг/дм3 (ПДК=300 мг/дм3).

Пример 2. Сточные воды с содержанием 1532 мг/дм3 SO24- и 48,5 мг/дм3 Cl- обрабатывают 0,6 г раствора ОХА, активированного ортофосфорной кислотой до рН 1,8, а затем доводят рН известковым молоком до 11,5 по показаниям рН-метра (например 100 мл). Смесь перемешивают в течение 30 мин. Содержание SO24- в очищенной воде составляет 298 мг/дм3 (ПДК 500 мг/дм3), Cl 300 мг/дм3 (ПДК= 300 мг/дм3).

Подкисление можно проводить азотной и соляной кислотой, однако NO-3 и Cl- анионы этих кислот вызывают недопустимое вторичное загрязнение воды (табл.1, опыт 6). При использовании ортофосфорной кислоты в режиме очистки воды образуются труднорастворимые гидроксилапатиты (ПР=1,610-58), а также их твердые растворы с сульфоалюминатом кальция. В результате этого остаточное содержание ионов PO34- не превышает ПДК (1,5 мг/дм3). Оптимальная величина рН подкисления раствора ОХА составляет 1,4-1,8. При более низких значениях резко возрастает расход СаО на нейтрализацию, а при рН=1,9 раствор становится нестабильным и может образовываться низкоактивный осадок.

Зависимость очистки раствора от основных параметров указаны в табл.1. По той же методике проводят очистку по способу-прототипу, результаты приведены в табл.2. Наиболее целесообразно использовать подкисленный раствор ОХА, т.к. при этом уменьшается дозируемый объем и доза СаО, необходимая для его нейтрализации.

Из представленных в таблицах данных следует, что обработка сточных вод ОХА, подкисленным ортофосфорной кислотой до рН 1,4-1,8 позволяет сократить продолжительность процесса с 16 ч до 30 мин без увеличения дозы алюминия при сохранении высокой степени очистки от сульфатов и отсутствии превышения ПДК по содержанию Сl- и PO3-4=.

Следовательно, способ позволяет получить экологический эффект за счет быстрой, глубокой и комплексной очистки сточных вод, вследствие чего снижаются капитальные затраты на строительство очистных сооружений за счет уменьшения объема реакторов, зданий и сооружений. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ очистки кислых сточных вод от сульфат-ионов путем их обработки высокоосновным оксихлоридом алюминия и известковым молоком, отличающийся тем, что оксихлорид алюминия предварительно подкисляют ортофосфорной кислотой до рН 1,4 1,8.