Способ очистки промышленных стоков

 

Изобретение относится к области очистки промышленных стоков, содержащих щелочно-земельные и цветные металлы, включает введение флокулянта и карбонизацию стоков и может быть использовано для увеличения степени очистки стоков от соединений меди, цинка, никеля и других цветных металлов, уменьшения жесткости воды и возврата ее в производство заводов по обработке цветных металлов (ОЦМ), а также металлургических и других производств. В изобретении решается задача интенсификации процесса очистки промышленных стоков, т.е. увеличение скорости очистки и степени осветления. Способ очистки промышленных стоков, содержащих щелочно-земельные и цветные металлы, включает введение флокулянта, в качестве которого вводят нестехиометрический полиэлектролитный комплекс (НПЭК), образованный катионным полиэлектролитом полидиметилдиаллиламмонийфторидом и анионным поверхностно-активным веществом (ПАВ) - додецилбензолсульфанатом натрия, при этом перед введением флокулянта весь сток подвергают непрерывной карбонизации, осуществляемой углекислым газом, направляемым под углом навстречу потоков промышленных стоков, количество используемого флокулянта составляет 0,3-4 г на 1 м³ промышленных стоков. Использование способа позволяет увеличить скорость очистки стоков и степень осветления. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области очистки промышленных стоков, содержащих щелочно-земельные и цветные металлы, включающий введение флокулянта и карбонизацию стоков, и может быть использовано для увеличения степени очистки стоков от соединений меди, цинка, никеля и других цветных металлов, уменьшения жесткости воды и возврата ее в производство заводов по обработке цветных металлов (ОЦМ), а также металлургических и других производств.

Известны способы очистки промышленных стоков, согласно которым для интенсификации процесса осветления вод к ним добавляют осадитель для осаждения карбоната щелочно-земельного металла (ЕР 672624 A1, C 02 F 1/52, опублик. 1995).

Наиболее близким к изобретению является способ очистки промышленных стоков, содержащих щелочно-земельные и цветные металлы, включающий введение флокулянта (US 5632901 A, C 02 F 1/52, опублик. 1997).

Основным недостатком способа является недостаточная степень очистки стоков от солей жесткости, что не позволяет использовать их в замкнутом оборотном цикле.

В изобретении решается задача интенсификации процесса очистки промышленных стоков, т.е. увеличение скорости очистки и степени осветления.

Для достижения указанного технического результата в способе очистки промышленных стоков, содержащих щелочно-земельные и цветные металлы, включающем введение флокулянта и карбонизацию стоков, согласно изобретению в качестве флокулянта вводят нестехиометрический полиэлектролитный комплекс - НПЭК, образованный катионным полиэлектролитом - полидиметилдиаллиламмонийфторидом и анионным поверхностно-активным веществом (ПАВ) - додецилбензолсульфанатом натрия. Кроме того, перед введением флокулянта весь сток подвергается непрерывной карбонизации, осуществляемой углекислым газом, направляемым под углом навстречу потоков промышленных стоков.

При этом количество используемого флокулянта составляет 0,3 - 4 г на 1 м³ промышленных стоков.

Для получения НПЭК сливают водные растворы компонентов, образование комплекса контролируют с использованием седиментационного анализа и измерения молекулярных масс соединений.

Полученные комплексы использовались в качестве флокулянта для осветления стоков завода ОЦМ. Концентрацию загрязнений определяли весовым методом. Оптимальный интервал концентраций комплекса, используемого в качестве флокулянта, определяли экспериментально.

Пример 1. Приготовлен комплекс додецилбензолсульфаната натрия, с одной стороны, и полидиметилдиаллиламмонийфторида, с другой, при соотношении нормальностей первого ко второму 0,16. Для его получения к 10 мл 0,1%-ного водного раствора полидиметилдиаллиламмонийфторида с молекулярной массой 2•10⁵ и коэффициентом седиментации 1,687 добавили 2 мг 0,142%-ного раствора ПАВ. В результате образовался НПЭК с молекулярной массой 9•10⁵ и коэффициентом седиментации 1,915, что доказывает индивидуальность НПЭК.

Через 5 л технологических стоков станции нейтрализации завода ОЦМ, содержащих 0,5 мг/л Cu²⁺, 0,6 мг/л Zn²⁺, 0,4 мг/л Ni²⁺, 160 мг/л Ca²⁺, 50 мг/л Mg²⁺, в течение различных промежутков времени барботировали ток углекислого газа. Обработанные таким образом стоки направляли в отстойники. Результаты экспериментов приведены в табл. 1.

Из таблицы видно, что с увеличением времени барботирования углекислого газа через стоки концентрация загрязнений в них заметно уменьшается, но даже за 4 часа барботирования остаточная концентрация примесей не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к оборотной воде.

Пример 2.

К 5 л технологических стоков станции нейтрализации завода ОЦМ, содержащих 0,5 мг/л Cu²⁺, 0,6 мг/л Zn²⁺, 0,4 мг/л Ni²⁺, 160 мг/л Ca²⁺, 50 мг/л Mg²⁺, добавили при перемешивании определенные количества полученного флокулянта, после чего стоки направляли в отстойник. Результаты экспериментов приведены в табл. 2.

Из таблицы видно, что увеличение концентрации флокулянта до 0,2 г/м³ не приводит к заметному увеличению степени осветления стоков. При увеличении концентрации флокулянта до 4 г/м³ происходит значительное увеличение степени осветления. Дальнейшее добавление флокулянта не только не улучшает очистку стоков, но даже ухудшает ее. Из таблицы также видно, что использование в качестве интенсификатора осветления только флокулянта не позволяет вернуть стоки в оборотный цикл.

Пример 3.

Поток нейтрализованных промышленных стоков от прокатных цехов на станции нейтрализации направляется в отстойник. По дну лотка, соединяющего камеру смешивания с камерой флокуляции, проложены трубы с нарезанными отверстиями, через которые весь сток барботируется углекислым газом под углом навстречу потоку промышленных стоков. В камере флокуляции в стоки вводится вышеописанный флокулянт с концентрацией 3 г на 1 м³ стоков. Пробы очищенных стоков отбирались на выходе их радиальных отстойников. Анализ перелива из отстойников дает следующие результаты: остаточная концентрация ионов меди в очищенной воде составляет 0,09 мг/л, ионов цинка 0,14 мг/л, ионов никеля 0,07 мг/л, ионов кальция 35 мг/л, ионов магния 18 мг/л. Полученные концентрации загрязнений удовлетворяют требованиям, предъявляемым к замкнутым оборотным циклам промышленных предприятий.

Таким образом, использование изобретения обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества: - более глубокая очистка стоков при том же времени отстаивания, что особенно важно при работе отстойных сооружений в замкнутом оборотном цикле; - возможность снижения времени отстаивания, т.е. уменьшение размеров отстойника (экономия электроэнергии, производственных площадей) при той же эффективности работы отстойных сооружений.

Формула изобретения

1. Способ очистки промышленных стоков, содержащих щелочноземельные и цветные металлы, включающий введение флокулянта, отличающийся тем, что в качестве флокулянта вводят нестехиометрический полиэлектролитный комплекс полидиметилдиаллиламмонийфторида и додецилбензолсульфаната натрия, при этом перед введением флокулянта весь сток подвергается непрерывной карбонизации, осуществляемой углекислым газом, направляемым под углом навстречу потоков промышленных стоков.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество флокулянта составляет 0,3-4 г на 1 м³ промышленных стоков.

РИСУНКИ

Рисунок 1