Способ получения коагулянта для промышленных сточных вод



Способ получения коагулянта для промышленных сточных вод
Способ получения коагулянта для промышленных сточных вод

 


Владельцы патента RU 2410328:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) (RU)

Изобретение относится к технологии получения коагулянтов для очистки вод, в частности для очистки промышленных сточных вод с использованием коагулянтов на основе гидрооксихлорида алюминия [Аl2(ОН)nСl6-n]. Получение коагулянта включает добавление соединения железа в водный раствор гидрооксихлорида алюминия, причем в качестве соединения железа используют порошок оксида железа - Fе3O4 с размерами частиц 20-100 нм в концентрации 0,1-1,0% от веса водного раствора коагулянта. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процессов коагуляции примесей в воде, при этом почти вдвое снижается время коагуляции и повышается степень очистки воды, т.к. снижается количество ионов железа, алюминия и др. примесей до следовых количеств. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод, а также к технологии химической промышленности, а именно к способам получения коагулянтов, в частности гидрооксихлоридов алюминия (Al(OH)Cl), применяемых как коагулянты для очистки загрязненной воды и промышленных водостоков.

Известен способ получения гидрооксихлоридов алюминия для коагулянтов (патент РФ 2139248, МПК C01F 7/56, C01F 7/60, C02F 1/52, опубл. 10.10.1999 г.). Однако в этом способе полученный гидрооксихлорид не способен эффективно (скорость коагуляции, плотность осадка, чистота воды) очищать загрязненные промышленные сточные воды.

Известен способ получения полимеризованного коагулянта на базе гидроксида алюминия Al(ОН)3 (патент Франции 2308594, МПК C01F 7/34, C02F 1/52, C01F 7/00, опубл. 19.11.1976 г.), в котором при нормальной температуре к раствору соли алюминия с концентрацией Al<2,5 моль/л медленно добавляют при интенсивном перемешивании раствор NaOH, с концентрацией 5 моль/л, в количестве, позволяющем поддерживать в растворе молярное отношение ОН/Al от 2,3 до 2,7, причем объемы и концентрацию исходных реагентов подбирают так, чтобы общее количество Al в конечном растворе составляло от 0,025 до 0,40 моль/л. Однако на приготовление раствора влияют многие факторы (время созревания, температура, отношение компонентов раствора и др.), в результате получаемый коагулянт не стабилен по активности и также не способен эффективно очищать загрязненные промышленные водостоки.

Известен неорганический коагулянт, представляющий собой смесь Al2(SO4)3 и Fe2(SO4)3, полученную обработкой серной кислотой золы каменных углей и содержащую 20,8-29,3% Al2O3 и 6,7-13,7 Fe2O3 (А.П.Шутько, В.П.Басов. Использование алюминийсодержащих отходов промышленных производств. - К.: Техника, 1989. - 112 с.). Однако известный коагулянт может быть использован только для очистки нейтральных сточных вод, поскольку для очистки промышленных сточных вод наряду с осветлением необходима их нейтрализация.

Известен способ активирования силикатсодержащего флокулянта раствором, содержащим анодно растворенное железо, с последующей обработкой магнитным полем (заявка 57-4385 Япония). В США (патент № 4110208, МПК C02F 1/48, В03С 1/005, опубл. 29.08.1978 г.) предложенный коагулянт представляет собой смесь водорастворимой соли алюминия или железа с ферромагнитным органическим соединением. Увеличение коагулирующей способности алюминийсодержащих реагентов достигается с помощью их предварительной полимеризации перед добавлением в воду. Однако эти способы также не эффективны при очистке загрязненных промышленных сточных вод.

Наиболее близким прототипом является способ, изложенный в патенте США №4417996, МПК C01G 49/00, C01F 1/52, C01F 007/56, опубл. 29.11.1983, по которому в раствор полиалюминиевого коагулянта добавляют галогениды железа (хлориды, бромиды, иодиды) с концентрацией ионов металла от 1,35 до 4,5 моль/литр. В качестве полиалюминиевого коагулянта может быть использован гидрооксихлорид алюминия в концентрации 15-24% Al2O3 с основностью от 40 до 83 %. Водные растворы хлорида алюминия используются в качестве основы для смесей. Хлорид железа может использоваться в твердой форме или в растворе.

Однако этот способ также имеет низкую скорость коагуляции и требует введения значительного количества ионов железа, что приводит к остаточной высокой концентрации ионов железа в очищенной воде.

Задача изобретения - повысить эффективность (скорость, плотность осадка, чистота воды) коагулянта на основе гидрооксихлоридов алюминия для очистки промышленных сточных вод и не допустить попадания ионов железа и алюминия в очищаемую воду.

Для решения поставленной задачи в способе получения коагулянта для промышленных сточных вод, включающем добавление соединения железа в водный раствор гидрооксихлорида алюминия, в качестве соединения железа используют порошок оксида железа Fe3O4 с размерами частиц 20-100 нм в концентрации 0,1-1,0% от веса водного раствора коагулянта.

Проверку коагуляционной способности проводили с помощью промышленного гидрооксихлорида алюминия {Al2(ОН)nCl6-n}. В качестве промышленной воды использовали сточные воды предприятий г.Кемерово. В качестве добавки использовали синтезированный оксид железа (Fe3O4), размерами частиц 20-100 нм и оксид железа (магнетит) размерами частиц 1-10 мкм, получаемый путем помола. Результаты проверки коагуляционной способности растворов приведены в таблице.

Добавка нанооксида железа в гидрооксихлорид алюминия более 1,0% приводила к потемнению раствора коагулянта с последующим появлением осадка. Добавка оксида железа в виде крупных частиц (1-10 мкм) с концентрациями 0,1% и 1,0% не приводила к повышению эффективности коагулянта (частицы оседали на дно без каких-либо последствий). Это может объясняться тем, что наноразмерный оксид железа обладает большой удельной поверхностью (10-30 м2/г) и способен каталитически повышать эффективность процессов коагуляции даже при очень маленькой концентрации (менее 1% от объема коагулянта). В то время как более крупный порошок оксида железа (размер частиц более 1 мкм) не обладает такими свойствами при любых добавляемых количествах. Чистоту очищенной воды от примесей контролировали в специальной электродной ячейке по ее электропроводности (чем ниже электропроводность, тем меньше примесных ионов в воде и соответственно выше электрическое сопротивление воды в ячейке). На фото (см. чертеж) отражен процесс коагуляции после первой минуты вливания коагулянтов в промышленную сточную воду. Во всех случаях проведения экспериментов использовали 7% водный раствор гидрооксихлорида алюминия {Al2(ОН)nCl6-n}, одновременно вливая растворы как с добавкой Fe3O4, так и без добавки. Время начала и окончания коагуляции, приведенное в таблице, фиксировали визуально, используя секундомер.

Пример 1.

В 7% водный раствор гидрооксихлорида алюминия {Al2(ОН)nCl6-n} в объеме 20 мл вводили наноразмерный Fe3O4, с размером частиц 20-100 нм в смеси, концентрацией 0,1% от веса коагулянта, перемешивали для равномерного распределения по объему раствора. Затем полученный раствор вводили в колбу со сточной водой (1000 мл). Одновременно вводили в другую колбу со сточной водой коагулянт без добавки оксида железа. Растворы как с добавкой, так и без добавки перемешивали одновременно и фиксировали время начала и завершения процесса коагуляции примесей. После чего измерялась плотность осадка и электропроводность очищенной воды. Аналогично проводилась коагуляция с добавками оксида железа 0,5%, 1%, 2%. Результаты экспериментов приведены в таблице. Выделенные более узкие фракции частиц оксида железа 20-50 нм, 20-70 нм в смеси имели такие же показатели, как приведенные в таблице для фракций частиц размерами 20-100 нм в смеси.

Пример 2.

Аналогично примеру 1, в качестве добавки использовали природный (Fe3O4) с размером частиц 1-10 мкм (1000-10000 нм).

Как видно из таблицы, эта добавка не приводила к изменению эффективности коагулянта, в сравнении с коагулянтом без добавки.

Способ получения коагулянта для промышленных сточных вод, включающий добавление соединения железа в водный раствор гидрооксихлорида алюминия, отличающийся тем, что в качестве соединения железа используют порошок оксида железа - Fе3O4 с размерами частиц 20-100 нм в концентрации 0,1-1,0% от веса водного раствора коагулянта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к очистке бытовых и близких к ним по составу промышленных сточных вод и может быть использовано в небольших населенных пунктах и отдельно расположенных объектах.

Изобретение относится к очистке бытовых и близких к ним по составу промышленных сточных вод и может быть использовано в небольших населенных пунктах и отдельно расположенных объектах.

Изобретение относится к очистке бытовых и близких к ним по составу промышленных сточных вод и может быть использовано в небольших населенных пунктах и отдельно расположенных объектах.

Изобретение относится к устройствам для обработки морской воды с использованием солнечной энергии для ее испарения. .

Изобретение относится к устройству для получения дистиллированной воды и может быть использовано в прибрежных районах моря для получения пресной воды. .

Изобретение относится к фотокагалитическим материалам и их использованию. .
Изобретение относится к технологии получения сорбционных материалов, использующихся в процессах очистки вод и других природных объектов. .

Изобретение относится к области переработки и утилизации углеводородсодержащих отходов, в частности, предназначено для удаления избытка влаги из исходной углеводородной смеси и приготовления устойчивой дисперсной смеси, используемой затем в качестве жидкого топлива или добавок к жидкому топливу.

Изобретение относится к контейнеру для жидкости с системой дозирования добавки. .
Изобретение относится к технологии очистки природных подземных вод от сероводорода и может быть использовано при подготовке подземных вод для водоснабжения населенных пунктов.

Изобретение относится к неорганической химии и может быть использовано при получении высокоосновного полигидроксохлорида алюминия, используемого в качестве коагулянта при подготовке воды хозяйственно-питьевого назначения, в производстве бумаги и картона, а также в составах при получении керамических изделий спецназначения, медицинских препаратов и парфюмерно-косметических композиций.
Изобретение относится к способам получения оксихлорида алюминия, используемого в качестве коагулянта при очистке воды и компонента парфюмерно-косметических изделий.

Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано при производстве коагулянтов для очистки воды хозяйственно-питьевого назначения, водоподготовки и очистки промышленных сточных вод, для сгущения осадков перед фильтрацией и в других технологических производственных процессах.

Изобретение относится к способам получения коагулянтов на основе основных хлоридов алюминия. .

Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано при получении коагулянтов, применяемых для очистки воды и промышленных стоков.
Изобретение относится к области неорганической химии, к средствам получения соединений алюминия, содержащих хлор. .
Изобретение относится к способам переработки шлаков плавки алюминия и его сплавов, а также к технологиям производства строительных материалов и неорганических веществ, в частности к технологии получения основных хлоридов алюминия.

Изобретение относится к технологии химической промышленности, а именно к способам получения основных хлоридов, т.е. .
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения оксихлоридов алюминия включает обработку термохимически активированного гидроксида алюминия водным раствором соляной кислоты при нагреве. Термохимически активированный гидроксид алюминия предварительно подвергают гидратации раствором кислоты с кислородсодержащим анионом: азотной, серной, муравьиной, уксусной, щавелевой, с кислотным модулем 0,01-0,50 при температуре 50-95°С. Осадок после гидратации отделяют и добавляют к нему раствор соляной кислоты, поддерживая pН от 4 до 6 и температуру 50-98°С. Полученные оксихлориды алюминия выделяют в виде растворов или твердых веществ. Изобретение позволяет упростить получение высокоосновных оксихлоридов алюминия, исключив размол гидроксида алюминия. 6 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.
Наверх