Способ очистки сточных вод от ионов металлов

 

Использование: для очистки сточных вод от ионов тяжелых и радиоактивных металлов. Сущность изобретения: сточные воды обрабатывают ультрадисперсными порошками алюминия и/или железа, полученными электрическим взрывом проводников. Порошки добавляют в сточную воду в количестве 200 - 500 мг/л, перемешивают и через 0,5 ч отделяют осадок. Способ позволяет извлечь из сточных вод такие металлы, как хром, свинец, торий, стронций. 3 табл.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от ионов тяжелых и радиоактивных металлов и может быть исполь- зовано при очистке стоков гальванических производств и предприятий цветной металлургии, а также для очистки растворов от ионов радиоактивных металлов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, согласно которому обрабатывают стоки, содержащие ионы цинка, меди, никеля, шестивалентного и трехвалентного хрома, переводят тяжелые металлы в их гидроокиси, отделяют осадок. Недостаток способа - сложность его осуществления, так как при обезжиривании ионов тяжелых металлов путем перевода их в форму нерастворимых гидроокисей ионы различных тяжелых металлов наиболее полно переведены в форму гидроокиси при различных значениях рН. По этой причине не может быть выбран такой диапазон рН, в котором одновременно обеспечивается полный перевод ионов тяжелых металлов в форму нерастворимых гидроокисей. Поэтому необходимо работать в определенном интервале рН, а также дополнительно вводить гидрозакись железа в количестве 50-250 мг/л в пересчете на железо. После отделения гидроокиси металлов от обработанной воды стоки необходимо нейтрализовать до определенного рН. Гидрозакись железа, используемая в этом способе, неустойчива на воздухе и требует особых условий хранения (Ахметов Н. С. Неорганическая химия. М. : Высшая школа, 1975, с. 624).

Цель изобретения - упрощение процесса очистки сточных вод от ионов металлов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки сточных вод от ионов металлов, включающем обработку сточных вод металлосодержащим реагентом и последующее отделение осадка, в качестве реагента для осаждения используют ультрадисперсные порошки алюминия и/или железа, полученные электрическим взрывом проводников, в количестве 200-500 мг/л. Очистку проводят при любом рН воды в диапазоне ≥3. Необходимое значение рН воды устанавливается в процессе очистки за счет протекающих химических процессов между порошками алюминия, железа и водой.

Способ осуществляют следующим образом.

П р и м е р. Обработке подвергают сточные воды, содержащие ионы хрома, тория и стронция с концентрацией 100 ПДК. Обработку проводят в реакторе объемом 10 м³. Ультрадисперсный порошок алюминия, полученный методом электрического взрыва проводников в среде аргона, с размером частиц 0,23 мкм в количестве 200; 350; 500 мг/л всасывают в реактор, наполненный водой, перемешивают, оставляют на 0,5 часа. Затем отделяют осадок путем отстаивания. Определяют остаточное содержание ионов металлов в воде. Радиоактивные металлы определяют по методике радиоактивных индикаторов. Тяжелые металлы определяют фотоколориметрическим методом (физико-химические методы анализа. Л. : Химия, 1974, с. 89).

Результаты анализов приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, при обработке воды достигается практически полная очистка воды от ионов металлов при добавлении алюминия в количестве 200-500 мг/л. Если добавлять алюминий меньше 200 мг/л, то очистка воды происходит недостаточно и количество ионов металлов превышает ПДК. Больше 500 мг/л алюминия добавлять нецелесообразно, так как очистка происходит уже при добавлении 500 мг/л.

В табл. 2 приведены результаты испытаний очистки воды от ионов металлов ультрадисперсным порошком железа с размером частиц 0,15 мкм.

Как видно из табл. 2, при обработке воды достигается практически полная очистка воды от ионов металлов, если добавлять железо в количестве 200-500 мг. Больше 500 мг/л добавлять нецелесообразно. Если добавлять меньше 200 мг/л, то не происходит достаточной очистки воды от ионов металлов.

При использовании в качестве металлосодержащего реагента смеси порошков алюминия и железа очистка от ионов происходит аналогично очистке, когда алюминий и железо добавляются раздельно. Результаты приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, при обработке воды достигается практически полная очистка, если добавлять 200-500 мг/л реагента. В данном случае в смеси порошков содержатся алюминий и железо в равных частях. Если добавлять реагент в количестве меньше 200 мг/л, то не происходит достаточной очистки от ионов металлов. Добавлять реагент больше 500 мг/л нецелесообразно, так как уже при добавлении 500 мг/л вода очищается от примесей ионов металлов.

Таким образом, при обработке воды, содержащей ионы как тяжелых (Cr, Pb), так и радиоактивных (Th, Sr) металлов, происходит практически полная очистка от ионов металлов, если добавлять реагент в количестве 200-500 мг/л. Предложенный способ прост в исполнении, не требует дополнительных операций по установлению рН воды и обработке химреактивами. Отсутствие этих операций упрощает способ очистки сточных вод от ионов металлов и снижает затраты на очистку воды от ионов металлов по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ, включающий обработку реагентом, перемешивание и отделение осадка, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса очистки, в качестве реагента используют ультрадисперсные порошки алюминия и/или железа, полученные электрическим взрывом проводников, в количестве 200 - 500 мг/л.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2