Способ очистки сточных вод

Авторы патента:

C02F101/38 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

C02F101/36 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

C02F101/30 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД по авт. св. № , о т л и ч а rout и и с я тем, что, с целью сокращения продолжительности очистки, про;цесс проводят при рК 3-9 с одновременным охлаждением -внутренней поверхности катода.,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК з с 02 г 1/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 821409 (21) 3006584/23-26 (22) 18.11.80 (46) 15.04.83. Еюл. и 14 (72) В.Е.Зяблицев, И.п;Зяблицева,.

0.к.камалов и В.П.Васильев (1) Кировский политехнический институт (53) 628.543(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

: У 821409, кл. с 02 F 1/46, 1981.

, SU„„1011546 . A (54) (у) спосое очистки сточных Вод по авт. св. Р 821409, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сокраще" ния продолжительности очистки, про; цесс проводят при рн 3-9 с одновременным охлаждением внутренней поверхности катода.

1011546

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод преимущественно химической промышленности.

По основному авт. св. У 821409 из" вестен способ очистки сточных вод от 5 органических, хлорорганических, азотосодержащих органических примесей и соединений щелочно-земельных металлов путем обработки в бездиафрагменном электролиэере в присутствии хлор-ионов и повышенной температуре при анодной плотности тока 0,5-1,0 А/см ;, катод2 ной плотности тока 2,5-5 А/см, напряжении 50-250 В. Очистка сточных вод происходит в результате окисления 15 примесей "активным хлором", образующимся при растворении и гидролиэе выделившегося на аноде газообразного хлора. Ионы щелочно-земельного металла, участвующие в переносе тока, 20 не могут разрядиться на катоде (не достигается потенциал выделения), накапливаются вблизи поверхности элект-. рода. При достижении величин рН-гидратообразования (величина рН прика- 25 тодного слоя растет в результате выделения водорода) и произведения растворимости гидроокиси щелочно-зе мельного металла происходит пассивация, поверхности катода слоем незлектро- ЗО проводного осадка гидроокиси. При определенных величинах тока и напряжения наблюдается пробой катодного коронного разряда вЂ” светящихся. пульсирующих участков и перемещающихся участков, активно .воздействующих на процесс очистки: повышается степень очистки, наблюдается интенсивное перемешивание раствора в межэлектродной зоне, снижается время очистки, появляется возможность концентрировать очищаемые растворы соединений щелочно-земельных металлов. Эффект очистки сточных вод составляет: от азотосодержащих органических примесей более 99,04, от органических и хлорорганических веществ до .86,03 и 98,03 соответственно 1 ) .

Недостатком известного способа очистки является длительность процесса очистки, связанная с временем, необходимым для полной пассивации поверхности катода и возникновения устойчивого коронного разряда, в тече- . ние которого необходимо поддерживать: постоянную силу тока путем плавного повышения величины напряжения, что создает неудобства в обслуживании электролиэера.

Цель изобретения - сокращение продолжительности очистки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки стрчных вод от органических, хлорорганических, аэотосодержащих органических примесей и соединений щелочно-земельных металлов путем обработки в бездиафрагменном электролиэере в присутствии хлор-ионов и повышенной температуре, при анодной плотности тока 0,51,0 A/ам, катодной плотности тока

2,5-5,0 А/см и напряжении 50-250 В, процесс проводят при рН 3-9, с одно" временным охлаждением внутренней поверхности катода.

Электрохимическая очистка производится в бездиафрагменном проточном злектролизере, оснащенном окисно-ру тениевым анодом и охлаждаемым титановым катодом. В процессе очистки через катод прокачивается хладагент,, что позволяет поддерживать требуемую температуру поверхности катода.

Охлаждение. поверхности катода приводит к охлаждению приэлектроцного слоя электролита, что увеличивает произведение растворимости (ПР) гидроокиси щелочно-земельных металлов в растворе и, тем самым, ограничивает количество осадка на катоде, что в свою очередь, влияет на .создание устойчивого коронного разряда, участвующего в процессе очистки.

Чем меньше количество осадка, т.е. чем тоньше и равномернее слой осадка, тем меньше время возникновения (инкубационное время) устойчивого коронного разряда, обеспечивающего и общее сокращение времени процесса очистки.

Инкубационный период, устой,чивость процесса коронного разряда определяются в значительной степени величиной рН электролита и температурой поверхности катода. В кислых (рНс3) и щелочных (рН79 ) растворах инкубационный период длится 1-3 мин, коронный разряд неустойчив и занимает незначительную часть поверхности катода и приэлектродной зоны.

Обоснование рН процесса и условий охлаждения внутренней поверхности катода представлены в табл.1.

С7

1-. о

4п

00 л х

«ф

Ю о

Ю СФ

СЪ

I» W

O L е

I а

I IK

Е! Э Х

az сп

Э 1 х. л I

m l1 с х о !

4 10

1О

IC е а

Х 44

1 X Е

3- а и +I4 Х.о б а I 1- Z

Y Z е о

1 CL CL е о х х л

ФЧ о с о с 1

О 1

3- Е

v s л е

4l CL

* 3

ct a

IC С а в о

lo а а 1и

Фх з о

4К 3Х о к х а а Io

43 Ю с а

О >Х

I е

X lO

m x

X Э

J CL х с о

1- Z

O Y ли

Э Э

r J сс 5

ФС О ах lc

lo аи

Е Э I" ас э х з

«Т Z е z

ФО О

Л CL о с е

4t о

М ао

Х Iае

L Y

X Х

I» х и

Y О

I» Х

v x

m а

4l л ю э о

Л Ia m

Z Y о .

L X

X 3» х и

ФХ CC з о

I Х Х а

Э с о

z z х

X о о

К а и

Z 3J Э а а

X Э

J Ю

1 а

z х

1 К I I

X v

exz

aJz

1 Ю О X 1

1 1

3-1 о

ФЧ

Фл Ъ

4O IC е и а I»

43 о m

l Cf. о а х с

Z IO о m а z о

e >x

1 э с

2Х з

r о

z е

10 л

ФХ о

Ц о х о

Cf о

3lO

М е

Cf о м ( э 1

z e

СС

3о

IlO

lu о

z х

Фх о х

ФХ

34 р

С) I

1 о

Iо

Z х

Э о с

1v о

z х а

m о

Е г е

CL е

CL о

L о х

z о а о х

О3

z x

z o о а х о

ФХ

2I х х о

a I

Я з о о 44 и л

Э "Э

l- 4zr

z o

4а3

Y Ю

Z ФХ

z О

X 1и

IO л

Z х

В с о

ФХ

Э и с о

10 л э с о

4 !

1 !

l ! 1

l о с и

1 о

О Ю

3- 3o o о е х а

-Ф

С)

II а

ГО .Il т а

Фл Ф

CL О

0 х

1 с

ФО I

1 е

° Ь

443 О

4l Ю х х хе з еох

34 3- х ае э э ау со z

4-3 1 О

1 !

1 l0

1 Х

1 1и

I а

1 Э

1 1х

I lO

1 CL

1 Е х

r э

ы а х

CL с е

4l IC о а

М 40

lO э а

z m

Cf. 3о ы

C 4h

10 f 3CI46

% и

CK Э о z

XL %

Э IC .Э

Фх v з а

Z X о z

X у»

4О О л с

Y О

r Y

2 О

» и е

o r

Cl о z

Cf J

Фх

CL О

О 1z o а л

Фх а

2I 1О

z m х а о

Х лх

=г ъ е z

IO X л g о

K Y

ФХ >Х

2l З

X Х Ю оох

xaJ йОФЙ ехо

IO IY Л ли и

zo e

Л --0 X

Х и ,lO х е

ui3X О

Р Ц(ItO 103-Е х и м а л

Э X

С IZI! с и

Фх а. о зех хех

z aa о э

Х>Х IO

5 фо

IO X.

w О. х

Y а э тои

X Y m и

СФ )X, о

I»

4t V о л

X Э

Э с cf

)Х. CL

З 40 х е

r а о х х

3 23 !

IO Z ло

Y CL х о

X Y е .z ° и. а

an *J

ФХ сс о

О 3z o а л э с ct

ФХ CL

З IO т m х о.

X 1Х

=т 3 е z

IO, Z л о

ы а х о

x m 6I а аз

Э IC>x е э е

4» о

10 о

S 101

Пример. Испытание способа проводят в проточном цилиндрическом электролизере. Анодом служит стенка электролизера, покрытая с внутренней стороны окисью рутения. Катодом служит титановая трубка, установленная с возможностью прокачки через нее хладагента, по центру электролизера. р У

2, Поверхность анода составляет 180 см, катода 36 см . Иежэлектродное раса стояние 10 мм. Электролиз проводят

Эффект коронного разряда

Степень

Содержание хлоратов в очищенных растворах, г/л

Кислотность растворов очистки от органики, 3

Катод без охлаждения Катод с охлаждением

Длительный инкубационный период, эффект коронного разряда очень неустойчив, охватывает лишь небольшие участки поверхности катода, наблюдается периодическое прекращение эффекта коронного разряда рН=1,3 t

До 0,3 Не более 40

Инкубационный период около 10 с, коронный разряд устройств на большей поверхности катода 0,4

Инкубационный период до 7-8 с, коронный разряд устойчив по всей поверхности катода 0,45

Инкубационный период

5 с, коронный разряд устойчив на большей поверхности катода 0,5

РН=3

75 рН=6

Инкубационный период

20 с, коронный разряд мигрирует по поверхности катода рН=9

85 рН=10

Инкубационный период непродолжителен, до

1 мин, эффект коронного разряда охватывает часть поверхности катода и отличается неустойчивостью, частное снижение силы тока и прекращение очистки

До 1,8 Не более 30

Длительный инкубационный период до 3 мин, эффект коронного разряда неустойчив, наблюдается кратковременное свечение небольших участков катодной поверхности, светящиеся участки мигрируют по поверхности катода, наблюдаются периодические перекоезегия эффекта коронного разряда

Инкубационный период около 1 мин, светящиеся участки мигрируют по поверхности катода

Инкубационный период до 40 с, коронный разряд неустойчив

Инкубационный период непродолжителен, эффект коронного разряда очень неустойчив и прекращается через

2-3 мин

1546 d при плотностях тока анодной 0,75 Alñì и катодной 3,75 А/см, напряжении

150 В. Эксперименты проводят как с охлаждаемым катодом, так и без его охлаждения. В экспериментах варьируют рН раствора. На электролиз подают раствор хлорида кальция, содержащий

60 г/л СаСl и 0,71 г/л органического углерода (окись пропилена, пропиленгликоль, хлорацетон и др). Данные опытов представлены в табл.2.

Таблица 2

546

Составитель Ю.Федькушев

Редактор А.Химчук Техред И,Гепер Корректор М.Коста

Заказ 2670/25 Тираж 939 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 1011

Элект рохими ческая обработ ка сточных вод, содержащих соединения щелочно-земельных металлов и различные органические примеси, при величине рН 3 -9 и температуре поверхности ка- s тода, недостаточной для образования толстых катодных осадков и термическо го разложения гидроокиси щелочноземельного металла, позволяет производить процесс очистки. в устойчивом режиме длительного коронного разряда, охватывающего большую часть рабочей поверхности катода и приэлектродной зоны, отличается малой продолжительностью инкубационного периода, высокой степенью очистки и незначительным со-: держанием хлоратов в очищенном растворе.