Способ очистки сточных вод

 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к очистке сточных вод от переходных металлов ионообменным волокнистым материалом, и может быть использовано в цветной металлургии и гальванической промышленности. Сточные воды пропускают через слой сорбента на основе катибнорбменного полиакрилонитрильного волокна, содержащего 32- 36% карбоксильных групп, который предварительно обрабатывают водным раствором гидроксиламина концентрацией 30-36 г/л при 90-95°С 1-2 ч. 1 табл.

,СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ННЫЙ КОМИТЕТ

ИЯМ И ОТКРЫТИЯМ техн отп локн пол галь нов о вод,;с лов. H низк я ная о что а хозя с сле р возр с тут тич ской химии им. В.И. Вернадского (72) С.Е..Курашвили, А.Н, Бараш и.

- М.П. Зверев (56) Серова И.Б;, Строганова К.Б., Ветрова !

О.Л. и Сарочан А,М. Журнал прикладной химии, 1982, № 4, с.784-789. ап Э.М., Абрамов Е.Г., Вульфсон Е,К., Бар ш А.Н, Журнал прикладной химии, 198, ¹ 1, с.42 — 46. зобретение относится к химической логии, а именно очистке сточных вод реходных металлов ионообменным востым материалом, и может быть исзовано в цветной металлургии и анической промышленности. промышленности применяют, в осм, реагентный метод очистки сточных одержащих ионы переходных металедостатком данного метода является степень очистки сточных вод (конечнцентрация металлов около 1 мг/л, 2-3 порядка больше их ПДК в рыботвенных водоемах). Кроме того; пооведения реагентной очистки сильно тает минерализация воды (концентраци ионов кальция достигает 700 мг/л), что з трудняет ее дальнейшую очистку. звестен ионообменный метод очистки сточ ых вод от ионов переходных металлов с по ощью зернистых ионитов, Недостатком такого способа является мала емкость сорбентов при низких концентрациях металлов. Например, емкость ! (я)5 С 02 F 1/28, В 01 J 20/26 ным волокнистым материалом, и может быть использовано в цветной металлургии и гальванической промышленности. Сточные воды пропускают через слой сорбента на основе катионообменного полиакрилонитрильного волокна, содержащего 3236$ карбоксильных групп, который предварительно обрабатывают водным раствором гидроксиламина концентрацией 30 — 36 r/ë при 90 — 95 С 1 — 2 ч. 1 табл, наиболее селективного к меди зернистого полиаминного анионита АН-31 из 0,5 н. раствора NaCI при концентрации меди 1 мг/л а составляет 5 мг/л. Емкость карбоксильного катионита КБ-4 по никелю из 0 01 н. раствора CaClz — 2 мг/г. Кроме того, скорости процесса фильтрования при использовании зернистых ионитов обычно не превышают О

2 м/ч, так как при более высоких скоростях сильно уменьшается динамическая емкость сорбентов и возрастает процент уноса смолы. Одной из причин возрастания уноса смолы при регенерации является необходимость взрыхления ионита перед пропусканием регенерируюгдего раствора. Недостатком данного способа являются также большие

° амй затраты регенерирующего раствора (до 20 обьемов на объем ионита).

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки слабоконцентрированных сточных вод от ионов переходных металлов с помощью волокнистого полиакрилонитрильного сорбента с карбоксильными группами ВИОН KH-1. Сорбент получают

1791391 путем обработки полиакрилонитрильного волокна "нитрон" гидразингидратом с целью формирования трехмедной химической сетки для придания ему химической стойкости к растворам минеральных кислот, а затем подвергают щелочному гидролизу до конверсии 25-45% нитрильных групп в карбоксильные. Статическая обменная емкость (СОЕ) полученного сорбента по 0,1 н, HCI составляет 3 — 6 мг — экв

Ч

Данный способ очистки слабоконцентрированных сточных вод позволяет извлекать переходные металлы даже из сильноминерализованных вод, например, емкость сорбента по меди из модельного раствора морской воды (0,5 н. раствор NaCI+ 0,1 í, Mg SO< 7HzO) при концентрации меди в растворе 1 мг/л составляет 60 мг/г (2). Сорбент полностью регенерируется 0,5 н. раствором HCI и способен к многократному использованию в циклах сорбция-регенерация.

Недостатком известного способа яв "ляется йизкая емкость сорбента по ионам переходных металлов, особенно из сильно мИнерализовайных вод, что связано с селек.тивностью ионитов с карбоксильными труппами к щелочно-земельным металлам.

Цель изобретейия — повышение емкости сорбента при сорбции переходных металлов из слабоконцентрированных сточных вод, в том числе сильноминерализованных.

Поставленная цель достигается тем, что при очистке сточных вод используют волокнистый катионообменный материал, содер жащий 32-36% карбоксильных групп, который предварительно обрабатывают водным растворбм гидроксиламина концен трацией 30/36 г/л при 90 — 95ОС в течение

1-2 часа, Статическая обменная емкость полученйого волокнйстого сорбента по 0.1 и. HCI составляет 4,8-5,5 мг зкв ч

-. Существенйость заявленных признаков

Доказывается примерами и таблицей.

Пример 1. Волокнистый катионообменнйй материал (ВИОН КН-1), содержащий 32% карбоксильных групп, обрабатывают водным раствором гидрокси ламина концентрацией.30 г/л при 95 С в течение 1 часа. 165,8 мг обработанного таким образом сорбента помещают в колбу и заливают 100 мл раствора сульфата никеля с концентрацией 100 мг/л по никелю в модельном растворе морской воды указанного бентом БИОН КН-1, содержащим 45% карбоксильных групп, ДОЕо сорбента со35 ставила 16,2 —, ПДОŠ— 22,5 —; мг мг

r r

Исследование многократной сорбции ионов никеля из модельного раствора морской воды в циклах сорбция-десорбция во40 локнистым сорбентом, полученным по предлагаемому способу, показали что после 20 циклов емкость сорбента практически не меняется.

Формула изобретения

45 Способ очистки сточных вод от ионов переходных металлов путем их пропускания . через слой сорбента на основе катионообменного полиакрилонитрильного волокна, содержащего 36% карбоксильных групп, о т50 лича ющийся тем,что,сцельюповышения емкости сорбента по ионам переходных металлов при очистке слабоконцентрированныхсточных вод, пропускание ведутчерез сорбент, предварительно обработанный рас55 твором гидроксиламина с концентрацией

30 — 36 г/л при 90-95 С в течение 1-2 ч.

30 выше состава. Сорбцию осуществляют в статических условиях при непрерывном перемешивании в течение 3 суток. Конечная концентрация никеля в растворе 0,9 мг/л.

СОЕ сорбента по ионам никеля — 30,3 мг/л.

Пример ы 2-6, Волокнистый материал обрабатывают аналогично примеру 1 за исключением того, что изменяют условия обработки. Емкость сорбента приведена в таблице. Сорбцию осуществляют аналогично примеру 1. Равновесная концентрация по никелю и меди в морской воде составляет

1 мг/л, Пример 7. Сорбция проводится в динамических условиях. В стеклянную ко-. лонну диаметром 10,1 мм помещают 1 г волокнистого сорбента, обработанного, как в примере 3. Через колонку пропускают слабоминерализованную воду, получаемую после проведения реагентной очистки и содержащую 740 мг/л ионов кальция и 20 мг/л ионов никеля при рН = 8 со скоростью

2 мл/мин. Динамическая обменная емкость до проскока (ДОЕО) составила 25,5 —, полмг

Г ная динамическая обменная емкость (ПДОЕ) — 45,6 мг/л, Сорбент полностью регенерируется при пропускании 5 объемов 0,5 í, HCI на объем сорбента со скоростью 2 мл/мин, Для сравнения в тех же условиях проводят очистку сточной воды волокнистым сор1791391

Редактор С.Ходакова

Заказ 131, . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Составитель С.Курашвили

Техред М.Моргентал Корректор Е,Папп!

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