Способ очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к физико-химическим способам очистки сточных вод, содержащих взвешенные и растворенные соединения тяжелых металлов. Целью изобретения является повышение степени очистки. Сущность изобретения заключается в том, что в способе очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов путем обработки неорганическим коагулянтом в щелочной среде с последующим введением полиакриламида в качестве неорганического коагулянта используют сточные воды гальванического производства , содержащие водорастворимые соли железа, цинка, меди и никеля, в количестве 0,5-5% от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества. I з.г.ф-лы, 1 табл. «

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

51 4 С 02 F 1/62

gg+pf 4 ).г, 1i °,, r г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3959630/23-26 (22) 01.10.85 (46) 07.04.88. Бюл. № 13 (71) Челябинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии

«ВОДГЕО» (72) Н. А.. Бунаков, В. Н. Трофимов и Е. М. Смирнов (53) 628.349 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 943207, кл. С 02 F 1/52, 1980.

Патент США № 4343706, кл. С 02 F 1/52, 1982. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

ОТ СОЕДИНЕН ИЙ ТЯЖЕЛ ЫХ МЕТАЛЛОВ,SU„„1386584 А1 (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к физико-химическим способам очистки сточных вод, содержащих взвешенные и растворенные соединения тяжелых металлов. Целью изобретения является повышение степени очистки. Сущность изобретения заключается в том, что в способе очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов путем обработки неорганическим коагулянтом в щелочной среде с последующим введением полиакриламида в качестве неорганического коагулянта используют сточные воды гальванического производства, содержащие водорастворимые соли железа, цинка, меди и никеля, в количестве 0,5 — 5% от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества.

1 з.v.ô-лы, 1 табл.!

386584

Изобретение относится к машинострое,нию, в частности к физико-химическим способам очистки сточных вод, содержащих взвешенные и растворенные соединения тяжелых металлов, и может быть использовано в металлургической, химической промышленности, например для очистки сточных вод, производства органических полупродуктов, красителей, пигментного и технического оксида титана.

Цель изобретения — повышение степени очистки.

Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов путем обработки неорганическим коагулянтом в ще.: лочной среде- с последующим введением полиакриламида в качестве неорганического коагулянта используют сточные воды гальванического производства, содержащие водорастворимые соли железа, цинка, меди и никеля в количестве 0,5 — 5Я от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества.

Сточные воды промышленных предприятий содержат взвешенные и растворенные соединения тяжелых металлов, например железа, никеля, хрома, цинка, меди, алюминия, кадмия. После их обработки щелочным реагентом соединения переходят во взвешенные нерастворимые соединения тяжелых металлов — гидроксиды, карбонаты, сульфиды, которые обладают высокой агрегативной устойчивостью, что связано с их гидратацией и образованием на поверхности частиц плотных оболочек из молекул воды. При добавлении в сточные воды, после их обработки щелочным реагентом, неорганического коагулянта он, гидролизуясь, образует малорастворимые продукты, обладающие противоположными электротехническими свойствами по сравнению с имеющимися в сточных водах взвешенными частицами. При этом они объединяются в крупные хлопья (агрегаты) с нерастворимыми соединениями, содержащимися в обрабатываемой воде.

Чем эффективнее гидролизуется коагулянт, тем быстрее и более крупные хлопья образуются. При добавлении неорганического коагулянта (сточных вод гальванического производства, содержащих водорастворимые соли железа, цинка, меди, никеля) образуются разнообразные продукты гидролиза оазных металлов со своими индивидуальными свойствами, эффективно взаимодействующие друг с другом и со взвешенными веществами, содержащимися в обрабатываемой воде.

Предлагаемый коагулянт содержит соли нескольких металлов: железа, цинка, меди, никеля, что способствует расширению интервала рН среды 3,5 — 11,0, при котором происходит эффективная очистка сточных вод, так как каждая соль имеет свою оптимальную зону действия, рН среды для железа 3 5—

6,5 и 8,0 — 11 О, цинка 6,5 — 11, меди 6,0 — 7,5, никеля 7,5 — 9,5, а в совокупности оптимальное значение рН коагуляции расширяется до значения 3,5 †, т. е. при практически любом встречающемся рН обрабатываемой воды образуются агрегаты, способные к быстрому осаждению твердой фазы.

Наиболее благоприятные условия протекания процесса обеспечиваются при введении в качестве коагулянта сточных вод галь 10 ванического производства, содержащих водорастворимые соли железа, цинка, меди и никеля в количестве 0,5 — 5Я от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества.

Экспериментально установлено, что при меньшем количестве вводимого неорганического коагулянта не создаются условия образования прочных коагуляционных соединений и значительная часть взвешенных нерастворимых соединений тяжелых металлов

20 остается в сточных водах.

Увеличение количества вводимого неорганического коагулянта, содержащего водорастворимые соли железа, цинка, меди, никеля больше 5Я от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества, не приводит к повышению эффекта очистки и сопровождается усложнением процесса из-за изменения рН среды. При последующем введении в воду флокулянта их молекулы адсорбируются на поверхности скоагулированных хлопьев и с их помощью эти хлопья подвергаются дальнейшему укрупнению. Укрупненные хлопья быстро удаляются из воды отстаиванием.

Способ осуществляют следующим образом.

Сточную воду, содержащую взвешенные и растворенные соединения тяжелых металлов, таких как железо, никель, хром, цинк, медь, алюминий, кадмий, после их обработки щелочным реагентом подают в реактор, туда же одновременно подают сточ40 ные воды гальванического производства, содержащие водорастворимые соли железа, цинка, меди, никеля в количестве 0,5 — 5ф от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества. Процесс осуществляют при непрерывном механическом перемешивании в течение 2 мин. Затем в реактор добавляют водный раствор органического флокулянта анионного типа (полиак рилат натрия, полиакриламид или гидролизованный полиакриламид) в количестве

0,01 — 0,05® в пересчете на сухое вещество по отношению к твердой фазе. Время контакта 2 мин. Образовавшуюся суспензию по трубопроводу подают в отстойники. Очищенная вода собирается сверху и самотеком поступает для повторного использования в промышленном производстве или ее сбрасывают в водоем без угрозы его загрязнения. Остаток собирают на дне отстойника, откуда периодически откачивают

1386584

5 !

О

Формула изобретения

3 насосом и после дополнительного обезвоживания отправляют потребителю для извлечения ценных компонентов или вывозят в отвал.

Пример 1. Промышленная сточная вода машиностроительного предприятия, содержащая железо, никель, хром, цинк, медь, алюминий, кадмий, после ее обработки щелочным реагентом (гидроксидом кальция) содержит 260 мг/л взвешенных нерастворимых гидроксидов тяжелых (железо, никель, хром, медь, цинк, алюминий, кадмий) металлов, рН среды 8,5. При непрерывном механическом перемешивании в течение 2 мин в сточную воду вводят сточные воды гальванического производства, содержащие водорастворимые соли железа, цинка, меди, никеля, в количествах 40 — 500, 60 — 400, 50—

300 и 50 — 250 мг/л соответственно в количестве 0,5Я от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества.

Затем в сточную воду вводят водный раствор полиакриламида в количестве О,ОЗЯ в пересчете на сухое вещество по отношению к твердой фазе. Время контакта с .этим реагентом 2 мин. Полученную суспензию отстаивают. Очищенная вода содержит !

5,0 мг/л взвешенных нерастворимых веществ. Осадок отстаивается быстро, т. е. скорость фазового разделения суспензии составляет 4,0 м/ч. Объем осадка после отстаивания составляет 5,ОЯ от объема воды.

Продолжительность всех стадий и операций

20 мин.

Пример 2. Промышленную сточную воду машиностроительного предприятия, содержащую после ее обработки щелочным реагентом — гидроксидом кальция

260 мг/л взвешенных нерастворимых гидроксидов тяжелых металлов, при рН среды 8,5 подвергают обработке аналогично примеру 1.

Количество вводимых в качестве неорганического коагулянта сточных вод гальванического производства составляет 2,5Я от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете,на сухие вещества.

Очищенная вода содержит 2,5 мг/л взвешенных веществ. Осадок отстаивается быстро, скорость фазового разделения суспензии составляет 7,3 м/ч. Объем осадка составляет 6,0Я от объема сточной воды. Продолжительность всех стадий и операций

18 мин.

Пример 8. Сточную воду машиностроительного предприятия согласно примеру 1 обрабатывают аналогично примеру !. Количество вводимых в качестве неорганического коагулянта сточных вод гальванического производства составляет 5,0Я от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества. Очишенная вода не содержит взвешенных веществ. Осадок отстаивается быстро, скорость фазового разделения суспензии 11,0 м/ч, объем осадка 6,5Я от объема сточной воды. Продолжительность всех стадий и операций 15 мин.

Пример 4. Сточ ную воду м а ш и ностроительного предприятия, состава как в примере

I, обрабатывают аналогично примеру I. Количество вводимых в качестве коагулянта сточных вод гальванического производства составляет 0,25 от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества. Очищенная вода содержит

35,0Я мг/л взвешенных веществ, осадок отстаивается медленно, скорость фазового разделения суспензии 0,9 м/ч. Объем осадка составляет !1",б от объема сточной воды.

Продолжительность всех операций и стадий

30 мин.

Пример 5. Сточную воду машиностроительного предприятия, состава как в примере 1, обрабатывают аналогично примеру l.

Количество вводимых в качестве коагулянта сточных вод гальванического производства составляет 6Я от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества. Очищенная вода содержит 20 мг/л взвешенных веществ. Осадок отстаивается медленно, скорость фазового разделения суспензии 2,0 м/ч. Объем осадка составляет

l0,0Я от объема сточной воды. Продолжительность всех стадий и операций 25 мин.

Пример б. (по известному способу). Промышленная сточная вода машиностроительного предприятия, загрязненная соединениями железа, никеля, хрома, меди, цинка, алюминия, кадмия, после ее обработки щелочным реагентом (гидроксидом натрия) содержит 270 мг/л взвешенных нерастворимых гидроксидов тяжелых (железо, никель, хром, медь, цинк, алюминий, кадмий) ме аллов, рН среды 8,5. В сточную воду вводят гидроксид кальция и хлорное железо в количествах 250 и 200 мг/л соответственно.

Пробу взвешивают в течение 30 мин, а затем 90 мин отстаивают. Очищенная вода имеет рН 8,5 и содержит 65,0 мг/л взвешенных нерастворимых веществ. Осадок отстаивается медленно. Скорость фазового разделения суспензии составляет 0,70 м/ч.

Объем осадка после отстаивания составляетт 17,0 г от объема воды. П родол ж ительность всех стадий и операций 130 мин.

Сравнительные результаты по очистке сточных вод предлагаемым и известным способами приведены в таблице.

Как видно из таблицы, использование предлагаемого способа очистки обеспечивает по сравнению с известным резкое повышение степени очистки, значительную интенсификацию фазового разделения суспензии, уменьшение объема выделенного осадка и сокращение продолжительности процесса очистки.

1. Способ очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов путем обработки

1386584 меди и никеля с последующим введением полиакриламида.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что неорганический коагулянт вводят в количестве 0,5 — 5Я от количества обрабатываемых сточных вод в пересчете на сухие вещества. неорганическим коагулянтом в щелочной среде, отличающийся тем, что, с целью повыщения степени очистки, в качестве неорганического коагулянта используют сточные воды гальванического производства, содержащие водорастворимые соли железа, цинка, Пример

Содержание взвешенных нерастворимых веществ, мг/л

Продолжительность процесса очистки мин

Скорость фазового гулянта, 7. в педо очистки после очистки ивания, 7. от объема ресчете на сухие вещества воды

1 0,5

260

5,0 4,0

2,5 7,3

5,0

2,5

260

6,0

5,0

260

Отсутст- 11,0 вует

35,0 0,9

6,5

0,25

260

11,0

6,0

260

20,0 2,0

10,0

75,0

65,0

270

0,7

17,0

130

Составитель Г. Лебедева

Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 1219/27 Тираж 854 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г: Ужгород, ул. Проектная, 4

Количество неорганического коаразделения суспензии, м/ч

Объем осадка после отста