Способ очистки кислых сточных вод от сульфатов тяжелых металлов


 


Владельцы патента RU 2448054:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки кислых сточных вод, образующихся при сернокислотном травлении стальных изделий, а также в гальваническом производстве. Очистку сточных вод осуществляют в две стадии. Сначала сточные воды обрабатывают известковым молоком до рН 7,5-8,0. После отделения выпавшего осадка в осветленную воду вводят карбонат бария и выдерживают полученную суспензию при перемешивании до превращения его в сульфат бария. После завершения обменной реакции осадок сульфата бария отделяют от воды. Изобретение позволяет очищать кислые сточные воды от сульфатов тяжелых металлов ниже значений ПДК и резко снизить остаточное солесодержание в очищенной воде ниже 0,2 г/л, что позволяет возвращать очищенную воду в производственный цикл. 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки кислых сточных вод, образующихся при сернокислотном травлении стальных изделий, а также в гальваническом производстве.

Известен способ очистки кислых сточных вод от ионов тяжелых металлов, включающий двухстадийное осаждение с использованием известкового молока на первой стадии до pH 6,5-7 с последующей обработкой образованной суспензии карбонатом натрия до pH 9,0-9,5 [патент РФ №2010013].

Хотя данный способ позволяет очищать сточные воды от тяжелых металлов до значений ПДК, его существенным недостатком является высокое остаточное солесодержание в очищенной воде. Это связано с тем, что выпадающий на первой стадии очистки в осадок сульфат кальция имеет высокую растворимость в воде до 2,5 г/л и при обработке карбонатом натрия образовавшейся суспензии гидроксидов металлов и сульфата кальция получаются труднорастворимый карбонат кальция и хорошо растворимый сульфат натрия. Причем количество последнего в растворе резко возрастает с повышением расхода соды. Поэтому в зависимости от количества задаваемой соды остаточное солесодержание очищенного раствора составляет 3,5-6 г/л и более. При таких параметрах очищенной воды возврат ее в водооборотный цикл производства практически невозможен.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому изобретению является способ очистки кислых сточных вод от тяжелых металлов двухстадийным осаждением при обработке кислых стоков на первой стадии известковым молоком до pH 8,5-8,9 и на второй стадии после отделения выпавшего осадка добавлением в оставшийся раствор гидрофосфата натрия при pH 7,2 [авт. св-во СССР №981248].

Поскольку осадок, содержащий сульфат кальция, сразу отделяется от раствора, то его обратный переход в очищенную воду невозможен и конечное солесодержание снижается до 2,3 г/л за счет образования сульфата натрия. Однако на второй стадии очистки образуются труднофильтруемые коллоидные системы кислых фосфатов и полифосфатов тяжелых металлов и их удаление до ПДК не достигается. Для осаждения указанных соединений необходимо добавлять в систему различные коагулянты, давать избыток гидрофосфата натрия, а также вести процесс при повышенной температуре. В итоге конечное солесодержание в очищенном растворе дополнительно увеличивается.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении эффективности очистки за счет снижения солесодержания очищенной воды.

Это достигается тем, что в способе очистки сточных вод, включающем двухстадийное осаждение, на первой стадии сточные воды обрабатывают известковым молоком до pH 7,5-8,0, затем после отделения выпавшего осадка в осветленную воду вводят карбонат бария и выдерживают полученную суспензию при перемешивании до превращения его в сульфат бария. В отличие от прототипа использование карбоната бария позволяет резко снизить остаточное солесодержание очищенной воды за счет протекания обменной реакции:

CaSO4(раствор)+BaCO3(твердый осадок)=BaSO4(твердый осадок)+CaCO3(твердый осадок)

В заявленном способе очистку сточных вод осуществляют в две стадии. В начале сточные воды обрабатывают известковым молоком до pH 7,5-8,0, затем после отделения выпавшего осадка в осветленную воду вводят карбонат бария и выдерживают полученную суспензию при перемешивании до превращения его в сульфат бария. После завершения обменной реакции осадок сульфата бария отделяют от воды и используют, например, как утяжелитель буровых растворов. Очищенная вода содержит тяжелые металлы в количестве ниже ПДК при общем солесодержании менее 0,2 г/л.

Пример конкретного выполнения способа. Для очистки были использованы три вида 0,1 М водных раствора сульфата железа (II), сульфата цинка и сульфата меди, содержащих соответственно Fe2+=5,58 г/л, Zn2+=6,54 г/л и Cu2+=6,35 г/л. Эксперименты проводили при температуре 22±1°C, для каждого опыта брали 500 мл раствора. Очистку каждого раствора проводили трижды: первый опыт в соответствии с требованиями патента РФ №2010013, второй и третий опыты по предлагаемому способу. Количество вводимого известкового молока (в пересчете на оксид кальция) на первой стадии очистки для всех опытов по прототипу составляло 2,75 г CaO, а по предлагаемому способу 2,85 г CaO. В опытах по прототипу на второй стадии добавляли по 25 мл 10% Na2CO3, перемешивали раствор в течение 15 мин и отфильтровывали. По предлагаемому способу перед второй стадией очистки осадок отфильтровывали, и в фильтрат добавляли по 1,65 г карбоната бария, и суспензию выдерживали при перемешивании 8 часов. После завершения второй стадии очистки растворы отфильтровывали от осадка и анализировали на содержание очищаемого металла, мг/л (первая строка табл.), общее остаточное содержание солей, г/л (сухой остаток - вторая строка табл.) и конечное значение pH (третья строка табл.). Результаты анализов представлены в табл.

Способ очистки по патенту РФ №2010031 Предлагаемый способ очистки
FeSO4 ZnSO4 CuSO4 FeSO4 ZnSO4 CuSO4
опыт1 опыт 1 опыт 1 опыт 2 опыт 3 опыт2 опыт 3 опыт2 опыт 3
0,15 0,08 0,02 0,006 0,005 0,02 0,02 0,01 0,01
5,10 5,15 5,05 0,15 0,16 0,13 0,12 0,17 0,16
9,0 9,2 9,1 7,8 8,0 8,0 7,9 7,9 7,8

Значительная разница в содержании общего железа для предлагаемого способа очистки, по сравнению с прототипом, объясняется тем, что при длительном перемешивании суспензии с карбонатом кальция железо (II) окисляется до железа (III) за счет контакта с воздухом.

Использование предлагаемого способа позволяет очищать кислые сточные воды от сульфатов тяжелых металлов ниже значений ПДК и резко снизить остаточное солесодержание в очищенной воде ниже 0,2 г/л, что позволяет возвращать очищенную воду в производственный цикл.

Способ очистки кислых сточных вод от сульфатов тяжелых металлов, включающий двухстадийную обработку с использованием на первой стадии известкового молока с последующим отделением нейтрализованной до рН 7,5-8 воды от осадка, отличающийся тем, что на второй стадии для удаления содержащегося в осветленной воде сульфата кальция вводят карбонат бария и выдерживают полученную суспензию до завершения обменной реакции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области очистки сернисто-щелочных стоков от сульфидов, образующихся при нефтедобыче, нефтепереработке и других химических производствах. .

Изобретение относится к области очистки сернисто-щелочных стоков от сульфидов, образующихся при нефтедобыче, нефтепереработке и других химических производствах. .
Изобретение относится к способам, используемым в области горно-рудной промышленности при процессах обогащения алмазоносных кимберлитовых пород для получения оборотной воды, свободной от суспензии глинистых материалов, преимущественно сапонита, путем сгущения суспензии.
Изобретение относится к способам, используемым в области горно-рудной промышленности при процессах обогащения алмазоносных кимберлитовых пород для получения оборотной воды, свободной от суспензии глинистых материалов, преимущественно сапонита, путем сгущения суспензии.
Изобретение относится к альгицидам, применяемым для обработки бассейнов, а именно, на основе смеси полимеров и органических соединений, обладающих альгицидной и антимикробной активностью.
Изобретение относится к альгицидам, применяемым для обработки бассейнов, а именно, на основе смеси полимеров и органических соединений, обладающих альгицидной и антимикробной активностью.

Изобретение относится к устройствам для очистки сточных вод. .

Изобретение относится к способам получения адсорбентов для очистки вод, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, и может быть использовано при очистке сточных вод тепловых электрических станций (ТЭС).

Изобретение относится к химии и химической технологии. .

Изобретение относится к области очистки сернисто-щелочных стоков от сульфидов, образующихся при нефтедобыче, нефтепереработке и других химических производствах. .

Изобретение относится к области очистки сернисто-щелочных стоков от сульфидов, образующихся при нефтедобыче, нефтепереработке и других химических производствах. .
Изобретение относится к способам, используемым в области горно-рудной промышленности при процессах обогащения алмазоносных кимберлитовых пород для получения оборотной воды, свободной от суспензии глинистых материалов, преимущественно сапонита, путем сгущения суспензии.
Изобретение относится к способам, используемым в области горно-рудной промышленности при процессах обогащения алмазоносных кимберлитовых пород для получения оборотной воды, свободной от суспензии глинистых материалов, преимущественно сапонита, путем сгущения суспензии.
Изобретение относится к альгицидам, применяемым для обработки бассейнов, а именно, на основе смеси полимеров и органических соединений, обладающих альгицидной и антимикробной активностью.
Изобретение относится к альгицидам, применяемым для обработки бассейнов, а именно, на основе смеси полимеров и органических соединений, обладающих альгицидной и антимикробной активностью.

Изобретение относится к устройствам для очистки сточных вод. .

Изобретение относится к способам получения адсорбентов для очистки вод, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, и может быть использовано при очистке сточных вод тепловых электрических станций (ТЭС).

Изобретение относится к химии и химической технологии. .
Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к способам получения окисляющих реагентов, содержащих ионы железа в степенях окисления выше трех, используемых, например, в качестве щелочных окислителей при производстве различных веществ, например нитратов, гипохлоритов, перманганатов, пиролюзита, пероксидов, персульфатов и других, в качестве окислителей и коагулирующих агентов для очистки воды и сточных вод, а также в технологических процессах формирования антикоррозионных покрытий на металлических поверхностях, в технологиях переработки промышленных отходов и в качестве селективных окислителей в процессах органического синтеза
Наверх