Способ очистки сточных вод обогатительных фабрик от флотореагентов

 

Изобретение относится к очистке сточных вод обогатительных фабрик от флотореагентов, например керосина, олеина, а также катионов цветных металлов методом озонирования. Целью изобретения является повышение степени очистки от флотореагентов при одновременной очистке от катионов цветных металлов, сокращение расхода озона и повышение степени его использования. Для осуществления способа сточные воды подщелачивают до PH 10,5 - 11,0, озонирование ведут при температуре 35 - 45 °С и общем времени контактирования 30 - 40 мин в трех последовательно установленных адсорбционных колоннах, заполненных цеолитом, предварительно прошедшем термическую обработку при 240 - 250°С в течение 4 - 4,5 ч и дополнительно обработанным: для первой колонны 9,8 - 10,2%-ным раствором NAOH при 105 - 115°С в течение 4,5 - 5,5 ч, для второй колонны - водой, для третьей колонны - серной кислотой до PH 6 - 6,3 в течение 25 - 35 мин. При этом озоно-воздушную смесь подают во все колонны противотоком с концентрацией озона 15 - 25 мг/л при общей дозе озоно-воздушной смеси 4 - 7 мг на 1 мг первоначального значения ХПК. Предлагаемый способ обеспечивает повышение степени очистки по ХПК на 15%, практически 100%-ную очистку от флотореагентов и катионов цветных металлов, снижение в 1,8 раза расхода озона при практически полном его поглощении. 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s С 02 F 1/78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPblTVIRM

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 (21) 4489409/26 (22) 28.06.88 (46) 07.07.91. Бюл, М 25 (71) Горьковский инженерно-строительный институт им. В.П, Чкалова и Ангарский филиал Иркутского политехнического института (72) В.В. Найденко, В.С. Овечкин, B.ß. Бадеников и P.Ä. Петров (53) 663.631.8 (088.8) (56) Проведение исследовательских, опытно-конструкторских и пусконаладочных работ по очистке промышленных сточных вод предприятий Казмехцвета озонированием.

Отчет. Инв. М 56 (11 — 81 — 039), Казмеханобр. — Алма-Ата, 1982, с. 119. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК ОТ ФЛОТОРЕАГЕНТОВ (57) Изобретение относится к очистке сточных вод обогатительных фабрик от флотореагентов, например керосина, олеина, а также катионов цветных металлов методом озонирования. Целью изобретения является повышение степени очистки от флотореагентов при одновременной очистке от

Изобретение относится к очистке сточных вод обогатительных фабрик от органических и неорганических флотореагентов.

Целью изобретения является повышение степени очистки от органических соединений при одновременной очистке от катионов цветных металлов и анионов, а также сокращение расхода озона и повышение степени его использования.

„„Я3 „„1661 150 А1 катионов цветных металлов, сокращение расхода озона и повышение степени его использования. Для осуществления способа сточные воды подщелэчивэют до рН 10,5—

11,0, оэонирование ведут при температуре

35 — 45 С и общем времени контактирования

30 — 40 мин в трех последовательно установленных адсорбционных колоннах, заполненных цеолитом, предварительно прошедшим термическую обработку при

240 — 250 С в течение 4 — 4,5 ч и дополнительно обработанным: для первой колонны 9,8—

10,2%-ным раствором NaOH при 105 — 115 С в течение 4,5 — 5,5 ч, для второй колонны— водой, для третьей колонны — серной кислотой до рН 6 — 6 3 в течение 25 — 35 мин. При этом озона-воздушную смесь подают во все колонны противотоком с концентрацией озона 15-25 мг/л при общей дозе оэоновоэдушной смеси 4 — 7 мг на 1 мг первоначального значения ХПК. Предлагаемый способ обеспечивает повышение степени очистки по ХПК на 15%, практически 100%ную очистку от флотореагентов и катионов цветных металлов, снижение в 1,8 раза рас- . хода озона при практически полном его поглощении. 5 табл.

Для осуществления способа очистки сточные воды обогатительных фабрик предварительно подщелачивэют до рН 10,5-11, озонирование ведут при 35 — 40 С и времени контэктирования 30 — 40 мин в трех последовательно установленных адсорбционных колоннах, заполненных цеолитом, предварительно прошедшим термическую обработку при 240 — 250 С в течение 4 — 4,5 ч и

1661150

20

30

50 дополнительно обработанным; для первой колонны 9,8-10,2%-ным раствором NaOH при 105 — 115 С в течение 4,5 — 5,5 ч, для второй колонны — водой, для третьей колонны — серной кислотой до рН 6-6,3 в течение

25 — 35 мин, при этом озоно-воздушную смесь подают в колонны противотоком «о все колонны с концентрацией озона 15-25 мг/л при общей дозе озона 4 — 7 мг на 1 мг первоначального значения ХПК.

Сточную воду обогатительных фабрик с содержанием примесей по ХПК 160-180 мг/л, рН 10,5-11 и при 35-450С направляют в три последовательно установленные адсорбционные колонны, в которые противотоком подают озоно-воздушную смесь с концентрацией озона 15-25 мг/л, при общей дозе 4 — 7 мг на 1 мг первоначального значения ХПК сточной воды и соотношении сточная вода: озоно-воздушная смесь 1: 30—

1: 100, при этом скорости газа и жидкости, отнесенные ко всему сечению колонны, равны соответственно 0,1 — 0,.2 и 0,005 — 0,01 м/с, общее время обработки сточной воды 30 — 40 мин. Колонны заполнены на высоту 4 — 4,5 м цеолитом фракции 3 — 10 мм, который содержит около 90 ф клиноптилолита и 5 — 70/, монтомориллонита.

Передзагрузкой цеолиттермически обрабатывают при 240-2500С в течение 4-4,5 ч. Далее дополнительно цеолит для первой колонны обрабатывают 9,8-10,27;-ным

NaOH при 105 — 115 С в течение 4,5 — 5„5 ч, для второй колонны цеолит промывают водой, для третьей колонны цеолит обрабатывают Н2$0 до рН вЂ” 6-6„3 в, течение 25-35 мин при перемешивании.

При общей дозе озона 4 — 7 мг/мг ХПК на каждую колонну подают примерно треть озона 1,3 — 2,3 мг/мг ХГIK.

В первой колонне происходит интенсивная адсорбция и разрушение примесей, скорость окисления которых выше в щелочной среде, при этом увеличивается адсорбция катионов металлов за счет сообщения поверхности цеолита отрицательного заряда после обработки щелочью. Вследствие образования кислых продуктов рН сточной воды снижается до ",0-7,5.

Во второй колонне происходит адсорбция и окисление нейтральных примесей (керосин, свободные металлы, продукты распада от окисления, спирты и др.), При этом рН сточной воды снижается до 6,0 — 6,3.

В третьей колонне происходит адсорбция и окисление примесей, для которых оптимальной является кислая среда и общая положительно заряженная поверхность цеолита после обработки его кислотой (например, олеин, продукты распада после первых двух колонн, анионы и др,).

На глубокое и интенсивное окисление примесей озоном, кроме активной поверхности цеолитов, их высокой адсорбционной емкости, возрастающей за счет термической и химической обработки, большое влияние также оказывает катализирующее действие ионов щелочных и других металлов, которые содержатся в цеолите, что обеспечивает глубину окисления примесей, более экономичное расходование озона.

В предлагаемом способе практически исключается необходимость в регенерации сорбента, так как все адсорбированные вещества, кроме металлов, окисляются озоном до нетоксичных соединений.

Рдсорбционная емкость цеолитов по цветным металлам составляет 13 мас.,(,, Такое насыщение может произойти только после нескольких лет непрерывной работы, После чего цеолиты могут быть направлены на переплавку для получения из них цветных металлов. Озон с природным цеолитом не реагирует.

Влияние параметров обработки цеолита на эффективность очистки сточных вод обогатительных, фабрик испытывают на трехступенчатой установке при непрерывной подаче 8 — 10 л/ч сточной воды и 500-600 л/ч озоно-воздушной смеси, которую равномерно распределяют по всем трем ступеням (колоннам). Концентрация озона в газе поддерживают на уровне 20 мг/л.Температура в колоннах около 40 С. Продолжительность обработки по всем трем ступеням

30-35 мин.

В табл.1 представлены данные по влиянию на окисление и адсорбцию примесей в первой колонне обработки цеолита щелочью разными концентрациями щелочи при разной температуре и времени обработки; в табл.2- экспериментальные данные по влиянию на очистку сточных вод во второй колонне промытого водой цеолита; в табл.3— экспериментальные данные по влиянию на очистку сточных вод в третьей колонне обработки цеолита серной кислотой до разных значений рН и разном времени обработки; в табл.4 — экспериментальные данные по сравнению методов очистки по известному и предлагаемому способам; в табл.5 — расчетные данные по глубине очистки примесей по предлагаемому способу озоном в присутствии обработанного и необработанного цеолита и известному способу озоном.

Из представленных данных следует, что уменьшение концентрации и дозы озона до

1661150

Та блица

Значение концентраций примесей н сточной воде, мг/л

Пр1иеси, по казатели

Иск нос обработки цео ви 102 в течен личной темпера

С сле обработки цеолн и 110 С и времени зюачи концентрапил почи, мас.2 после обработки цеолнта, нелочви

IDZ прн 110оС и различном времени обработкия ч

4 0 4 5 5 D 5,5 6 ° О зоб-96 98 l бо тки

105 110 115

Бутнловый ксантогенат калил (BKK)

Т-80

Со

БЬ2

ХПХ рН

4 3 3 3 3

7 6 6 6 6

2,5 2 2 2 2

1т2

115 I IO 10 110 110

75 71 71 7! 7!

19

16

2

10,5

9 4

9 . 7

4 2,5

1,5 I,Z

125 115

7,6 7 ° О

3 4 3 3

6 7 6 6

2 2 ° 5 2 2

1 1 ° 5 1 1

110 115 110 10

72 76 71 7!

3 3

6 6

2 2

1!О 110

7,1 7,1

3 3 3

6 6 6

2 2 2

l 1

l 10 110 110

7 7 715

10 мг/л и 2,76 мг/мг ХПК приводит к уменьшению глубины окисления примесей (степени очистки) вследствие нехватки озона (по дозе) и замедлении скорости химических 5 реакций (по концентрации озона). С увеличением концентрации озона (более 25 мг/л) и дозы (более 7 мг/мг ХПК) степень очистки практически не изменяется, но увеличивается проскок озона. 10

Уменьшение времени обработки (менее

30 мин) приводит к значительному снижению степени очистки, увеличение времени (более 40 мин) практически не дает увеличения степени очистки, но при этом значи- 15 тельно падает производительность и увеличивается расход озона за счет его непроизводительного использования.

Уменьшение температуры (менее 35 С) приводит к уменьшению степени очистки по 20

ХПК эа счет уменьшения скорости процессов окисления и адсорбции. Увеличение температуры до 50 С не изменяет степень очистки, но увеличивается расход озона за счет его терморазложения, а также повыша- 25 ется расход тепла на обработку.

Таким образом, предлагаемый способ очистки сточных вод обогатительных фабрик позволяет повысить степень очистки по 30

ХПК на 15%, а также достичь практически

100% очистки по органическим флотореагентам и катионам цветных металлов, снизить в 1,8 раза расход 03 по ХПК за счет уменьшения времени обработки, добиться практически полного использования озона, осуществлять способ при упрощенном аппаратурном оформлении и использовать сточные воды в технологическом процессе.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод обогатительных фабрик от флотореагентов, включающий обработку озона-воздушной смесью в режиме противотока, при рН 10,5 — 11, о тлича ющийсятем,что,сцельюповышения степени очистки от органических примесей при одновременной очистке от катионов цветных металлов и анионов, а также сокращения расхода озона и повышения степени его использования, озонирование проводят при 35 — 45 С и общем времени контактирования 30 — 40 мин в трех последовательно установленных адсорбционных колоннах, заполненных цеолитом, предварительно прошедшим термическую обработку при 240 — 250 С в течение 4 — 4,5 ч и дополнительно обработанным: для первой колонны 9,8 — 10,2%-ным раствором NaOH при 105 — 115 С в течение 4,5 — 5,5 ч, для второй колонны — водой, для третьей колонны— серной кислотой до рН 6-6,3 в течение 25—

35 мин, при этом озона-воздушную смесь подают во все колонны с концентрацией озона 15 — 25 мг/л и общей дозой озона 4-7 мг на 1 мг первоначального значения ХПК.

1661150

Та блица 2

Примеси, Концентрация примесей в показател сточной воде, мг/л бе з промывки водой цеолита после промывки водой цеолита

0,1

6,8

0,05

57

6,3

Керо син

ХПК рН

Таблица 3

Концентрация примесей в сточной воде, мг/л

Приме си, показатели после обработки цеолита серной кислотой до р11 за время обработки цеолита кислотой до рН 6-6,3, мин без об- 5,/ 6,0 6,3 6,6 работки цеолита

20 25 30

35

0,6 0,5 0,5 0,5 0,6 055 О>5 Оэ5 Оэ5

12 10 10 10 12 11 10 10 10

15 10 10 10 15 12 10 10 10

6э3 6э5 6ю6 6ю7 6э3 6э6 6е5 6э5 6з5

Олени

ХПК

S(P

РН"

1,5

26

6,8

Таблица 4

Концентрация примесей в сточной воде, мг/л т

Примеси, показатели после второй хо ло ни ы по способу

IIOCJIQ первой колонны по способу после третьей олонны по способу исходны перед первой колонно предлагаемому т" известному предлагаемому предлагаемому извесь» ному известному с обработ- без обракой цеолита ботки цеолита

5,5

БКК

Т-80

Олеин

Керосин

ХПК рН

Си

Pba

g<

Zn

Аз2Ф

2"

Расход озона мг/л ХПК

19 10

16 10

10 10

0,2 0,2

170 1 35

10,5 8,5

8 8

2 2

2 2

1,5 1,5

102 93

6 !

О

0,1

7,1

1

0,5

0,6

3,0

0,2

88

7 5

2

1,5

0,5

1,О

0> 05

57

6,3

0,5

0,5

0,4

0,1

0,001

1,0

0i2

34

6,8

2

1,5

0,001

0,15

0,5

0,01

6,5

0,01 о,!

0i01

0,05

0,001

0,8

1,5

0,05

26

6,8

0,5

0,5

0,5

0i2

1661150

1

Та блица 5

Приме си, показатели

Степень (глубина) очистки примесей, Х, по способу предлагаемому с цеолитом известному с необработанным с обработанным

47,3

39,5

0

20,5

БКК

Т-80

Сй

РЪ

ХПК

48

Керосин

ХПК

21,5

Олени

ХПК

80 +

Составитель Л.Ананьева

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор Н. Гунько

Заказ 2094 Тираж 633 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

После

84,2

62,5

35,2

После

66,4

После

94,1

90,1 первой колонны

52,6

43,7

26,4 второй колонны

58,2 третьей колонны

84,7

65,6