Способ очистки локальных стоков от токсичных загрязнений

 

Изобретение относится к химической промышленности и предназначено для очистки локальных стоков от токсичных загрязнений. Очистку локальных стоков осуществляют в электролизере с применением растворимых алюминиевых пластинчатых электродов с добавлением 0-1 мас.% хлорида аммония и 0-1 мас.% гидроксида натрия. Процесс ведут при плотности переменного синусоидального тока 0,1-1,0 А/см², в интервале температур 40-95^oС. Технический эффект - упрощение аппаратурного оформления процесса, улучшение степени очистки стоков. Очищенный от токсичных загрязнений сток после отделения осадка пригоден к промышленной утилизации. 1 табл.

Изобретение относится к химической промышленности и предназначено для очистки локальных стоков от токсичных загрязнений.

Известен способ очистки промышленных сточных вод, в частности гальванических производств от хрома, включающий контактирование сточных вод с неорганическим сорбентом, в качестве которого используют гидроксид меди (Сu(ОН)₂). Способ заключается в том, что хромсодержащие сточные воды направляют на нейтрализацию и на сорбцию в колонку, содержащую твердые гранулы гидроксида меди. При прохождении сточных вод через твердые гранулы осуществляется сорбция хрома на поверхности гидроксида меди. Затем сорбент выгружается из колонки и направляется на смыв хрома раствором серной кислоты и после промывки водой сорбент вновь направляется на очистку сточной воды. Недостатком данного способа является трудоемкость приготовления сорбента, использование большого количества серной кислоты и трудоемкость восстановления сорбента (Заявка РФ 94007334, 1996.01.10).

Известен также способ очистки сточных вод от тяжелых цветных металлов, хрома и органических примесей. Способ осуществляется путем электрокоагуляции переменным током с использованием подвижных электродов, при этом процесс ведут при плотности тока не менее 3,0 А/дм².

К недостаткам данного способа относится применение трехфазного переменного тока промышленной частоты напряжением 380 В, изготовление специального корпуса для проведения процесса электрокоагуляции и движущихся электродов, связанных с электробезопасностью производства (Патент РФ 2071449, 1997.01.10).

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение аппаратурного оформления процесса очистки локальных стоков, снижения затрат и увеличения эффективности очистки.

Достигается это тем, что очистку локальных стоков осуществляют в электролизере с применением алюминиевых пластинчатых электродов и добавлением 0-1 мас. % хлорида аммония NH₄Cl, и 0-1 мас.% гидроксида натрия NaOH для поддержания рН в интервале 8-11 и подачи переменного однофазного синусоидального напряжения промышленной частоты (50 Гц) при плотности тока 0,1-1,0 А/см², в интервале температур 40-95^oС. Данный интервал значений рН обусловлен тем, что при значениях рН меньше 8 и больше 11 образования гидроксида алюминия не происходит ввиду его амфотерности.

Отличительным признаком заявляемого способа является то, что гидроксид алюминия, служащий в качестве адсорбента, образуется в ходе электрохимического и химического растворения алюминиевых электродов в очищаемом локальном стоке.

Интервал плотностей тока 0,1-1 А/см² обуславливается тем, что при плотности тока ниже 0,1 А/см² скорость процесса образования гидроксида алюминия низкая, вследствие чего снижается эффективность очистки; при плотности тока выше 1 А/см² происходит интенсивный разогрев очищаемого стока и его выкипание.

Температурный интервал 40-95^oС необходим для проведения процесса в оптимальных температурных условиях и предотвращения выкипания очищаемого локального стока.

Для достижения максимальной эффективности очистки необходимо поддержание рН очищаемого локального стока в интервале 8-11. Этим обуславливается необходимость добавок хлорида аммония и гидроксида натрия в количестве 0-1 мас.%.

Пример 1. В электролизер заливают очищаемый сток с начальной концентрацией цианид-ионов (CN^-), равной 17000 мг/л. Добавляют по 0,1 мас.% хлорида аммония и гидроксида натрия. В электролизер помещают алюминиевые электроды на глубину, соответствующую плотности тока 0,1 А/см². К ним подводят переменное синусоидальное напряжение (50 Гц, 7 В). Через 1 ч содержание CN^- в растворе составило 13,9 мг/л, а через 2 ч - 3,9 мг/л.

Пример 2. В электролизер заливают очищаемый сток с начальной концентрацией формалина равной 8137 мг/л. Добавляют по 0,1 мас.% хлорида аммония и гидроксида натрия. В электролизер помещают алюминиевые электроды на глубину, соответствующую плотности тока 0,1 А/см². К ним подводят переменное синусоидальное напряжение (50 Гц, 7 В). Через 1 ч содержание формалина в растворе составило 30,1 мг/л, а через 2 ч - 12,1 мг/л.

Пример 3. В электролизер заливают очищаемый сток с начальной концентрацией ионов кадмия (Cd²⁺), равной 250 мг/л, и ионов меди (Сu²⁺), равной 160 мг/л. Добавляют по 0,1 мас.% хлорида аммония и гидроксида натрия. В электролизер помещают алюминиевые электроды на глубину, соответствующую плотности тока 0,2 А/см². К ним подводят переменное синусоидальное напряжение (50 Гц, 7 В). Через 1 ч содержание Cd²⁺ в растворе составило 61,7 мг/л, а через 2 ч - 2,0 мг/л. Что касается содержания меди, то ее не было обнаружено уже после 1 ч обработки.

Очищенный таким образом от токсичных загрязнений сток после отделения осадка пригоден к промышленной утилизации. Эффект очистки достигается как за счет электрохимического окисления (восстановления) токсичных компонентов, так и за счет адсорбции этих компонентов и продуктов их электрохимического окисления (восстановления) на гидроксиде алюминия, образующимся в результате электрохимического и химического растворения алюминиевых электродов в очищаемом локальном стоке при наложении переменного синусоидального напряжения промышленной частоты.

Результаты исследований приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ очистки локальных стоков от токсичных загрязнений, включающий электрохимическое окисление или восстановление и адсорбцию токсичных компонентов и продуктов их электрохимического окисления или восстановления на гидроксиде алюминия, отличающийся тем, что очистку стоков осуществляют в электролизере с применением растворимых алюминиевых пластинчатых электродов, а процесс ведут с добавлением 0-1 мас.% хлорида аммония и 0-1 мас.% гидроксида натрия при плотности переменного синусоидального тока 0,1-1 А/см² в интервале температур 40-95^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1