Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов

 

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод флотацией, например сточных вод гальванических производств, и может быть использовано для очистки воды от ионов токсичных металлов: хрома, меди, железа, никеля и цинка. Способ включает флотационную очистку в одну стадию при рН 7,5-8,0, а в качестве флотореагента используют техническую смесь гидразидов высших карбоновых кислот общей формулы C_nh_2n+1CONHNH₂, где n = 6-8, которую вводят в сточные воды в виде 0,5%-ной водной эмульсии, приготовленной с добавлением соляной кислоты в эквимолярном соотношении. Способ обеспечивает упрощение технологической схемы процесса, повышение скорости процесса и сокращение времени флотации до 5 мин. 2 табл.

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод, например, гальванических производств и может быть использовано для очистки воды от ионов токсичных металлов: хрома, меди, железа, никеля, цинка.

Известны различные способы очистки сточных вод гальванических производств электрохимическими, химическими и другими способами и их комбинациями. Известен, например, способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, включающий флотацию флотореагентом с предварительной электрохимической коагуляцией, где в качестве флотореагента используют 2-5%-ный водный раствор Na-мыл синтетических жирных кислот с длиной углеводородного радикала выше C₂₁ со спиртами пиранового и диоксанового ряда [1].

Недостатком данного способа является использование при флотации двух реагентов, т.е. собирателя в смеси с пенообразователем.

Наиболее близким по технической сущности является способ флотационной очистки сточных вод гальванических производств от ионов никеля, цинка, меди и железа, включающий двухстадийную флотацию в импеллерном и пневматическом флотаторах при общем времени флотации более 20 мин с применением в щелочной среде при pH 9 2%-ного водного раствора хозяйственного (60%-ного) мыла, играющего роль осадителя и флотационного собирателя ионов тяжелых металлов [2] . Недостатком способа является осуществление его при высоких значениях pH очищаемых сточных вод, две стадии флотации и длительность процесса.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение технологической схемы процесса путем проведения флотации в одну стадию, сокращение его продолжительности, а также возможность осуществления способа при более низких значениях pH.

Результат достигается тем, что в способе очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, включающем обработку стоков флотореагентом с последующей флотацией, последнюю осуществляют в одну стадию с предварительной корректировкой pH до 7,5-8,0, с использованием в качестве флотореагента технической смеси гидразидов высших карбоновых кислот (ГКК) общей формулы C_nH_2n+1CONHNH₂, где n = 6-8, которую вводят в сточные воды в виде 0,5%-ной водной эмульсии, приготовленной с добавлением соляной кислоты в эквимолярном соотношении.

Применение ГКК, обладающих свойствами осадителя металлов, гидрофобизатора осадков гидроксидов металлов и пенообразователя, приводит к образованию в воде труднорастворимых флотоактивных металлосодержащих комплексов (сублатов), повышает дисперсность и устойчивость пузырьков воздуха вследствие высокой поверхностной активности по отношению к границе раздела фаз жидкость - газ, что позволяет проводить флотационную очистку сточных вод от ионов тяжелых металлов в одну стадию при более низких значениях pH и высокой скорости процесса.

Для осуществления способа флотационной очистке подвергают слив гальванокоагуляторов. Флотационный процесс проводят во флотационной колонне пневматического типа при удельном расходе воздуха 1 м³/мин на 1 м³ объема камеры. В качестве флотационного реагента используют 0,5%-ную водную эмульсию технической смеси гидразидов высших карбоновых кислот с длиной углеводородной радикала C₆H₁₃ - C₈H₁₇, приготовленную с добавлением соляной кислоты в эквимолярном соотношении.

Воду с процесса гальванокоагуляции после корректировки pH до 7,5-8,0 и флотореагент подают одновременно в смеситель механического типа и перемешивают в течение 1 мин.

Гидразиды карбоновых кислот образуют труднорастворимые соединения с ионами тяжелых металлов в виде гидрофобизированного осадка. После кондиционирования реагентом воду со значением pH 7,5-8,0 подают в флотационную колонну, где образовавшиеся гидрофобные сублаты концентрируются на поверхности раздела фаз жидкость-газ и выносятся с пузырьками воздуха в пенный продукт. Продолжительность процесса флотации составляет 5 мин.

Пример 1. В смеситель одновременно подают воду с процесса гальванокоагуляции, содержащую, мг/л: хром 22, медь 1,7, железо 29, никель 0,97, цинк 1,3 и 0,5% водную эмульсию ГКК, приготовленную с добавлением эквимолярного количества HCl, в весовом соотношении Me:ГКК = 1:1. После одноминутного перемешивания вода с pH 7,9 поступает на флотацию. Время флотации во флотационной колонне 5 мин. Результаты химического анализа флотационной очистки сточных вод по предлагаемому способу представлены в табл. 1, а степень извлечения металлов - в табл. 2.

Пример 2. В смеситель одновременно подают воду с процесса гальванокоагуляции, содержащую, мг/л: хром 66, медь 2,7, железо 16, никель 30, цинк 3,2, кобальт 2,6 и 0,5%-ную водную эмульсию ГКК, приготовленную с добавлением эквимолярного количества HCl, в весовом соотношении Me:ГКК = 1:1,5. Время перемешивания 1 мин. После кондиционирования с реагентом вода с pH 7,3 поступает на флотацию во флотационную колонну. Время флотации 5 мин. Результаты анализа представлены в табл. 1, а извлечение металлов - в табл. 2.

Пример 3. В смеситель одновременно подают воду с процесса гальванокоагуляции, содержащую, мг/л : хром 70, медь 3, железо 15, никель 40, цинк 3 и 0,5%-ную водную эмульсию ГКК, приготовленную с добавлением эквимолярного количества HCl, в весовом соотношении Me:ГКК = 1:1,25. Время перемешивания 1 мин, после кондиционирования с реагентом вода с pH 7,6 поступает на флотацию во флотационную колонну. Время флотации 5 мин.

Использование предлагаемого способа очистки сточных вод гальванических производств позволяет упростить технологическую схему процесса путем проведения флотационной очистки в одну стадию, повысить скорость процесса флотационной очистки за счет сокращения времени флотации до 5 мин, осуществить способ при более низких значениях pH очищаемой воды (pH 7,5 - 8,0), обеспечить степень очистки воды от тяжелых металлов до норм, отвечающих требованиям, предъявляемым ГОСТом 9. 314-90 к технической воде второй категории, что позволяет ее повторно использовать в процессах промывки гальванопроизводства.

Источники информации 1. Патент РФ N 2038328, C 02 F 1/62, 1995.

2. Скрылев Л. Д., Бабинец С.К., Костик В.В. и др. Флотационная очистка сточных вод гальванических производств. Химия и технология воды. - 1990, т. 12, N 2, с. 168-170.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, включающий их обработку флотореагентом с последующей флотацией, отличающийся тем, что флотацию осуществляют в одну стадию с предварительной корректировкой pH смеси до 7,5 - 8,0, а в качестве флотореагента используют техническую смесь гидразидов высших карбоновых кислот общей формулы C_nH_2n+1CONHNH₂, где n = 6 - 8, при этом флотореагент вводят в очищаемые воды в виде 0,5%-ной водной эмульсии, приготовленной с добавлением соляной кислоты в эквимолярном соотношении.

РИСУНКИ

Рисунок 1