Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов

 

Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод в машиностроительной, химической, металлургической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: предлагаемый способ позволяет очищать сточные воды гальванических производств от ионов токсичных металлов, например никеля, железа, меди и цинка, комбинированием электрохимического (электро- или гальванокоагуляционного) и флотационного методов. Для повышения степени извлечения и скорости очистки воды от ионов токсичных металлов очистку проводят последовательно в коагуляторах и пневматическом колонном флотоаппарате с пульсирующим аэратором. В качестве флотационного реагента используют 2 - 5% -ные водные растворы следующего состава, мас.% : Na - мыла синтетических жирных кислот фракции выше C₂₁ 85 - 95, спирты пиранового и диоксанового ряда 5 - 15. Способ позволяет повысить скорость флотационной очистки до 2 - 3 мин, снизить расход реагента в 2 - 3 раза и обеспечить очистку воды от ионов никеля, железа, меди и цинка до 98 - 100%. 2 табл.

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод, например, гальванических производств и может быть использовано для очистки воды от ионов токсичных металлов: железа, никеля, меди, цинка. Известны способы очистки сточных вод гальванических производств электрохимическими, химическими и другими способами и их комбинацией. При нанесении двухслойного никель-хромового покрытия на латунные детали образуются сточные воды, для очистки которых используется метод электрокоагуляции, обеспечивающий очистку до предельно допустимых концентраций (ПДК) только по хрому и не обеспечивающий по железу, никелю, меди и цинку.

Наиболее близким по технической сущности является способ флотационной очистки сточных вод гальванических продуктов от ионов никеля, меди, железа и цинка, включающий двухстадийную флотацию в механической и пневматической флотомашинах и применение в щелочной среде флотореагента в основном синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆, С₁₇-С₂₀ при рН 8-8,5. Недостатком способа является осуществление его в две стадии флотации, длительность процесса и применение дефицитных реагентов.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении вредного воздействия сточных вод гальванопроизводства на окружующую среду за счет обеспечения в сбросах содержания ионов тяжелых металлов не выше ПДК.

Результат достигается тем, что в способе очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов путем флотации последнюю осуществляют в одну стадию с использованием в качестве флотореагента 2-5%-ного водного раствора смеси веществ следующего состава, мас. Na мыла синтетических жирных кислот с длиной углеводородного радикала выше С₂₁ 85-95, спирты пиранового и диоксанового ряда 5-15. Применение во флотореагенте Na-мыл кислот фракции выше С₂₁ приводит к образованию в воде труднорастворимых мыл тяжелых металлов, что обеспечивает высокую степень очистки воды, а введение спиртов пиранового и диоксанового ряда способствует снижению мицеллообразования Na-мыл СЖК, повышает их флотоактивность по отношению к ионам тяжелых металлов, увеличивает дисперсность и устойчивость воздушных пузырьков при флотации.

Для осуществления способа очистку сточной воды гальванопроизводств проводят сочетанием электрохимического и флотационного методов. Флотационной очистке подвергают слив электро- или гальванокоагуляторов. Процесс флотационной очистки проводят в пневматической флотационной колонне, например в пневматическом колонном аппарате с пульсационным аэратором, разработанным институтом ИПКОН РАН. Флотация осуществляется пузырьками воздуха диаметром (на 90% ) менее 0,8 мм при количестве диспергируемого воздуха 1 м³/мин на 1 м³ объема камеры. В качестве флотационного реагента используют 2-5%-ные водные растворы флотореагента, содержащего натриевые мыла синтетических высших жирных кислот с длиной радикала выше С₂₁ (мыла алифатических, дикарбоновых окси- и изокислот, ТУ 38.302-30-51-92), а также смесь одно- и многоатомных спиртов пиранового и диоксанового ряда (флотореагент НК-82 ТУ 38.303028-90) с содержанием спиртов 55-80% при следующем соотношении компонентов, мас. Na-мыла СЖК фракции выше С₂₁ 85-95 и НК-82 5-15.

Воду после очистки коагуляцией с величиной рН 6,0-6,5 и флотореагент подают одновременно для перемешивания в течение 1-2 мин в бак с мешалкой типа КЧ и далее в камеру пневматического колонного аппарата.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. В механическую мешалку одновременно подают воду, предварительно очищенную коагуляцией и содержащую, мг/л: железо 180,0, никель 40,0, медь 11,0, цинк 10,0, и 6 л/м³ водного 2%-ного раствора флотореагента, содержащего, мас. Na-мыла СЖК 85 и НК-82 15. После 1-2 мин перемешивания вода поступает на флотацию. Время флотации в пневматической машине 2,5-3 мин. Пенный продукт самотеком идет на фильтрационную установку, а очищенную воду сбрасывают через отстойник-буфер в горколлектор. Результаты химического анализа воды, очищенной предварительно в электрокоагуляторах и далее флотацией по предлагаемому способу, представлены в табл.1, а степень извлечения основных ингредиентов в табл.2.

П р и м е р 2. В механическую мешалку одновременно подают воду, предварительно очищенную электрокоагуляцией и содержащую, мг/л: железо 60,0, никель 44,0, медь 2,7, и 5,6 л/м³ водного 2%-ного раствора флотореагента, содержащего, мас. Na-мыла СЖК 85 и НК-82 15. Время перемешивания 1-2 мин. После кондиционирования с реагентом вода поступает на флотацию в механическую флотомашину. Время флотации 2,5-3 мин. Продукты флотации далее разделяют, как в примере 1. Результаты химического анализа представлены в табл.1, а извлечение ингредиентов в табл.2.

П р и м е р 3. В механическую мешалку одновременно подают воду, предварительно очищенную электрокоагуляцией и содержащую, мг/л: железо 60,0, никель 44,0, медь 2,7, цинк 5,0, и 5 л/м³ водного 5%-ного раствора флотореагента, содержащего, мас. Nа-мыла СЖК 9,5 и НК-82 5. Время перемешивания 1-2 мин, после кондиционирования с реагентом вода поступает на флотацию в пневматическую машину. Время флотации 2,5-3 мин. Продукты флотации далее разделяют как в примере 1.

Использование предлагаемого способа очистки сточных вод гальванических цехов позволяет: повысить скорость процесса флотационной очистки (время флотации сокращается с 10 до 2,5-3 мин); использовать недефицитный нетоксичный реагент, приготовленный омылением кубовых остатков СЖК, при снижении его расхода в 1,5-3,0 раза; обеспечить высокую степень очистки от токсичных металлов, что позволяет сбрасывать очищенную воду в горколлектор или использовать как оборотную.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ, включающий флотацию флотореагентом, отличающийся тем, что перед флотацией сточные воды подвергают электрохимической коагуляции, а в качестве флотореагента используют состав, содержащий, мас.

Соли синтетических жирных кислот с длиной углеводородного радикала более С₂₁ 85 95 Смесь спиртов пиранового и диоксанового ряда 5 15 который вводят в сточные воды в виде 2 5%-ного водного раствора.

РИСУНКИ

Рисунок 1