СПОСОБ ОЧИСТКИ КИСЛЫХ СТОЧНЫХ ВОД

СПОСОБ ОЧИСТКИ КИСЛЫХ СТОЧНЫХ ВОД


RU (11) 2011639 (13) C1

(51) 5 C02F1/461 

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

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

(21) Заявка: 4906802/26 
(22) Дата подачи заявки: 1991.01.31 
(45) Опубликовано: 1994.04.30 
(71) Заявитель(и): Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения АН СССР; Пермский отдел Института химии Уральского отделения АН СССР 
(72) Автор(ы): Горшков В.А.; Фролова С.И.; Чижов Н.Н.; Кудрявский Ю.П. 
(73) Патентообладатель(и): Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения РАН 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ КИСЛЫХ СТОЧНЫХ ВОД 

Сточные воды электролизом аэрируют до содержания Fe (II) не более 40% от общего содержания железа с последующим электролизом при пропускании через катодную камеру до 90% потока от общего объема обрабатываемой воды при pH 7,0 - 8,5. Упрощается технология очистки, увеличена производительность процесса, снижен расход электроэнергии. 1 ил. , 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к способам очистки кислых природных и сточных металлосодержащих вод от ионов железа, алюминия, и других цветных металлов и может быть использовано при очистке шахтных, черной и цветной металлургии сточных вод.

Для сброса воды в гидрографическую сеть уровень очистки воды от металлов и величина рН недостаточны. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ очистки кислых шахтных вод при соотношении Fe(III): Fe(II) = 1: 2 электролизом в диафрагменном электролизере с нерастворимым анодом в две стадии. На первой стадии рН католита доводится до 10-11 при трехкратном обороте анолита, переводимого в техническую серную кислоту. Из католитного потока образовавшийся осадок гидроокиси железа отделяют фильтрованием и фильтрат подвергают электролизу на второй стадии. Разделяемые потоки этой стадии анолита и католита смешиваются таким образом, чтобы рН смеси составляла 6,0-6,5. При этом выделяется избыток алюминия в виде гидроокиси, который отделяется фильтрованием после отстаивания. Фильтрат представляет собой очищенную воду, пригодную для сброса в водоемы.

Повышение рН кислой воды при обработке более 8,5 ведет к растворению амфотерных гидроксидов алюминия, цинка, железа III и превышение их содержания выше ПДК. Это, в свою очередь, требует выделения их избытка последующей обработкой и снижение рН очищенной воды до санитарных норм.

При этом большое содержание 2-валентного железа (более 40% от общего) для полного осаждения гидроксида Fe(II) до нормативных показателей в очищенной воде требует повышения рН католита не менее 10.

Все это значительно осложняет процесс очистки, делает его длительным и требует соответственно больших материальных и энергетических затрат.

Целью изобретения является упрощение и интенсификация процесса очистки.

Указанная цель достигается тем, что сточные поды перед электролизом аэрируют до содержания Fe (II) не более 40% от общего содержания железа с последующим электролизом при пропускании через катодную камеру до 90% потока от общего объема обрабатываемой воды при рН 7,0-8,5.

На чертеже представлен график зависимости степени очистки воды электpолизом от качественного состава примеси железа в обрабатываемой воде при различных режимах рН католита.

П р и м е р. Электролиз очищаемой воды, содержащей Fe(II) и Fe(III) в соотношении 1: (1,5-9), проводится в одну стадию при рН катодного потока до 7-8,5 и объеме последнего до 90% с предварительным окислением избытка Fe(II) обрабатываемой воды путем аэрации. Согласно предлагаемому способу обрабатываются кислые металлосодержащие стоки с большим количеством железа, как Fe(II), так и Fe (III). Основная трудность при осаждении в виде гидроксида ионов Fe(II) - необходимость повышения рН до 10 для полного их осаждения, тогда как гидроксид Fe(III) может быть осажден уже при рН 5. Повышение рН среды до щелочного уровня приведет к растворению амфотерных гидроксидов алюминия цинка, а также Fе(III). Таким образом, возникает проблема снижения Fe(II) в шахтной воде, тем самым изменяются условия осаждения ряда гидроксидов металлов при рН, близких к нейтральной. По этой причине снижен уровень подщелачивания католитного потока не более 8,5 при условии содержания Fe(II) в обрабатываемой электролизом воде не более 40% . Это достигается путем окисления избытка Fe(II) барботированием через воду кислорода воздуха. Некоторое присутствие в очищаемой воде Fe(II) однако необходимо, так как образуется ферритный осадок, который фиксирует загрязняющие примеси других металлов. Объем же пропускаемой в католитной камере воды достигает не менее 90% при многократном обращении потока в анолитной камере.

При малых концентрациях загрязнений Feобщ = 100-150 мг/л выбирают нижний предел содержания Fe (II) и рН (соответственно не менее 10% - 7,0). При больших концентрациях загрязнений в стоках они обрабатываются при параметрах: Fe (II) более 40% , рН 8,5.

Шахтную воду, содержащую 210 мг/л железа III и 25 мг/л железа II с рН 2,68 подвергли электролизу в диафрагменном электролизере при плотности тока в 560 А/дм2. Католитный поток с рН 8,0 отстаивался 2 ч. Осветленный слой с рН 7,2 содержал железа 0,25 мг/л Al 2,0 мг/л (в исходной воде Al 110 мг/л).

Обработке по предлагаемому способу подвергали кислые воды с тремя различными составами загрязнений. Для сравнения производили также обработку тех же стоков по прототипу (первой ступени). Результаты обработки по предложенному и известному способам приведены в табл. 1. На чертеже видно, что основное загрязнение железо - в очищенной воде не превышает ПДК, если достаточно высокий уровень относительного содержания Fe (III) в обрабатываемой воде (более 60% ) и режим обработки католита при рН 7-8. В этих условиях и другие загрязнения цветных металлов значительно ниже, чем в прототипе (кривая 1 - рН католита 11; 2 - 10; 3 - 9; 4 - 8,5; 5-8; 6-7).

Использование предлагаемого способа очистки кислых металлосодержащих сточных вод позволяет по сравнению с существующим резко увеличить интенсивность процесса (увеличение производительности в 2 раза, см. табл. 2), уменьшить расход электроэнергии, вести процесс в одну стадию. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ОЧИСТКИ КИСЛЫХ СТОЧНЫХ ВОД, содержащих катионы железа и других металлов, включающий обработку воды в диафрагменном электролизере с образованием осадка и его последующим отделением, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса, перед электролизом сточные воды аэрируют до содержания Fe (II) не более 40% от общего количества железа и обработку в электролизере ведут с подачей в катодную камеру до 90% от всего количества сточной воды при рН 7,0 - 8,5, а остальное количество сточной воды подают в анодную камеру.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru