Способ очистки сточных вод от сульфат-ионов

Изобретение относится к способам очистки сточных и природных вод от сульфат-ионов и может быть использовано для очистки в различных отраслях промышленности, в том числе горнорудной, химической, и для очистки гальваностоков машиностроительных заводов. Способ очистки сточных вод от сульфат-ионов, включающий нейтрализацию сточной воды и введение глиноземистого цемента. Перед введением цемента сточную воду нейтрализуют известковым молоком до рН 10,5-12. Цемент вводят в виде 5÷12,5%-ной водной суспензии и добавляют флокулянт на основе высокополимеризованного полиакриламида. Изобретение позволяет упростить технологию и сократить время очистки до концентрации сульфат-ионов не более 100 мг/дм3, регламентируемой для сброса воды в водоемы рыбохозяйственного назначения. 3 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к способам очистки сточных и природных вод (СВ) от сульфат-ионов и может быть использовано для очистки в различных отраслях промышленности, в том числе горнорудной, химической, и для очистки гальваностоков машиностроительных заводов.

Одним из эффективных методов очистки воды от примесей является реагентная очистка. Крупные частицы примесей осаждаются довольно быстро под действием силы тяжести, а для осаждения тонко дисперсных частиц с размерами менее 10 мкм используют коагуляцию. Использование известкового молока (Са(ОН)2) в качестве коагулянта связано с тем, что Са - активный металл, который вытесняет тяжелые металлы из растворимых соединений, переводя их в нерастворимые, а также осаждает различные соли, в том числе фосфаты, сульфаты, хлориды. Причем требуется такое количество известкового молока, чтобы с минимальным его избытком протекли все необходимые реакции.

Для обеспечения высокой степени очистки воды от тяжелых металлов и их солей необходимо достигнуть минимума растворимости солей и гидроксидов, при которой они выпадут в осадок. На растворимость прежде всего влияет значение pH среды, оптимальное значение которой с точки зрения эффективность/затраты составляет pH 10,5-12.

Известен ряд способов очистки сточных вод от сульфат-ионов путем нейтрализации воды до pH 9,5-12,5 известковым молоком с применением алюминийсодержащих солей AlCl3, Al2(OH)5Cl, NaAlO2 (Милонов Л.В. Очистка сточных вод предприятий цветной металлургии. -М.: Металлургия, 1971, с.102).

Применение в качестве реагента хлорсодержащих солей алюминия или алюмината натрия для очистки сточных вод от сульфат-ионов неизбежно приводит к вторичному загрязнению стоков ионами хлора или натрия, превышение ПДК которых влечет за собой токсичное действие на животные и растительные организмы и соответственно оказывает негативное влияние на здоровье человека.

Известен способ очистки сульфатсодержащих СВ обработкой известковым молоком совместно с алюминийсодержащим реагентом при соотношении Са+2 к SO42-(1: (0,0016-0,6), в качестве алюминийсодержащего реагента используют осадок водопроводных станций, образующийся на стадии осветления природных вод коагуляцией, содержащий 18÷33% Al2O3, 0,4÷24% СаО (SU 1330078, C02F 1/58, 1987).

Недостатком данного способа является длительное время обработки (более 1 ч) и ограниченная сырьевая база из-за привязки к отходам водопроводных станций.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки СВ от сульфат-ионов обработкой смесью глиноземистого цемента и окиси кальция в весовом соотношении Ц: СаО=1,5÷2, полученную суспензию перемешивают в шаровой мельнице и фильтруют (SU 872462, C02F 1/58, 1979). Трехкальциевый алюминат, содержащийся в глиноземистом цементе взаимодействует с растворимыми сульфат-ионами, и они удаляются из воды в виде труднорастворимого гидросульфоалюмината кальция (3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O). В реакцию с сульфат-ионами вступают в основном высокоосновные алюминаты кальция. Для перевода низкоосновных алюминатов кальция, составляющих большую часть цемента, в высокоосновную форму необходимо присутствие окиси кальция в указанном соотношении к цементу. Для полноты использования цемента необходимо освежать его поверхность для обеспечения взаимодействия с жидкой фазой, что достигается проведением процесса в шаровой или другой мельнице.

Недостатками данного способа является длительное время обработки (не менее 1 ч), требуемое для достижения достаточной степени очистки, сложность технологии, связанная с необходимостью применения энергоемкого и громоздкого оборудования для обеспечения полноты использования цемента, а также защелоченность очищенных вод (pH среды превышает значение 12). Кроме того, очищенные воды имеют высокую мутность и требуют фильтрации или длительного отстаивания, что также усложняет технологию.

Техническим результатом изобретения, является упрощение технологии и сокращение времени очистки до концентрации сульфат-ионов не более 100 мг/дм3, регламентируемой для сброса воды в водоемы рыбохозяйственного назначения.

Поставленная задача достигается тем, что в способе очистки сточных вод от сульфат-ионов, заключающемся в обработке известью совместно с глиноземистым цементом (ГЦ), согласно изобретению сточную воду нейтрализуют известковым молоком до pH 10,5÷12,0, вводят глиноземистый цемент в виде 5÷12,5%-ной водной суспензии и флокулянт на основе высокополимеризованного полиакриламида.

Предлагаемый способ иллюстрируется примерами:

Пример 1. К 1 л СВ Худолазского карьера известняков, содержащей 340 мг/л SO42- при перемешивании добавляют 10%-ный раствор известкового молока, доводя pH до 11,5, затем вводят 10 мл 10%-ной водной суспензии глиноземистого цемента (марка "CEMBOR-73 ТУ 14-194-215-97). Полученную суспензию перемешивают в течение 30 мин и фильтруют. В фильтрате определяют остаточное содержание сульфат-ионов.

Пример 2 (сравнительный). Для сравнительных испытаний проводят очистку СВ известным способом. Для этого берут 1 л СВ, добавляют 3 г сухого глиноземистого цемента совместно с окисью кальция при весовом соотношении Ц:СаО=1,5-2. Суспензию обрабатывают в шаровой мельнице в течение 1 ч, затем фильтруют.

Пример 3. К 1 л СВ Худолазовского известкового карьера, содержащей 340 мг/л SO42- при перемешивании добавляют 10%-ный раствор известкового молока, доводя pH до 11,5, затем вводят 10 мл 10%-ной водной суспензии глиноземистого цемента. Полученную суспензию перемешивают в течение 30 мин, добавляют 2,5 мл 0,1%-ного раствора флокулянта Flopam AN 934. При добавлении флокулянта образуются крупные быстро оседающие хлопья. В осветленной воде после отделения осадка определяют остаточное содержание сульфат-ионов.

Результаты очистки СВ по примерам 1-3 представлены в табл. 1.

Как видно из табл. 1 предлагаемый способ при меньшем времени взаимодействия реагентов позволяет очистить СВ до содержания сульфат-ионов, не превышающего 100 мг/л. При этом показатель pH очищенной воды не превышает значения 11,5.

Результаты влияния дозы глиноземистого цемента и времени перемешивания на степень очистки СВ от сульфат-ионов (с использованием флокулянта) представлены в табл. 2.

Как видно из табл. 2 оптимальное массовое соотношение цемента к сульфат-ионам, достаточное для достижения степени очистки СВ от сульфатов до установленной ПДК (не более 100 мл/л SO42-) при контакте не более 30 мин, составляет 1:0,27÷0,34.

В табл. 3 представлены результаты очистки СВ предлагаемым способом, описанным в примере 3, от сопутствующих загрязнений (тяжелых металлов, хлоридов, нефтепродуктов.

Предлагаемый способ позволяет упростить технологию за счет использования обычных перемешивающих устройств, например емкостного оборудования с вертикальной мешалкой, простоты и точности дозировки ГЦ в виде водной суспензии, а также за счет получения осветленных очищенных вод, не требующих длительного отстаивания и фильтрации. Сокращение времени очистки обуславливается меньшим временем взаимодействия реагентов и отстаивания СВ после образования нерастворимого гидросульфоалюмината кальция. Кроме того, в связи с более низкой щелочностью очищенных СВ снижается расход подкисляющих реагентов, время доведения pH до допустимого значения.

Предлагаемый способ позволяет ускорить процесс очистки даже от значительно меньших концентраций сульфат-ионов, чего достичь гораздо сложнее в сравнении с известными способами, в которых очистка идет от превышающих в 5-7 раз концентраций, т.к. исходя их основного постулата химической кинетики, для взаимодействия веществ в меньших концентрациях при постоянной температуре требуется более длительное время.

В приведенных примерах был использован флокулянт Flopam AN 934, однако можно применять любые известные флокулянты на основе высокополимеризованного полиакриламида, например производимые под торговыми наименованиями Полиакриламид, Суперфлок, Праестол и другие.

Снижение концентрации ГЦ в водной суспензии менее 5% приводит к увеличению дозировки реагента, что усложняет технологию, увеличение концентрации более 12,5% нецелесообразно, т.к. получается пастообразная масса ГЦ, которую сложнее дозировать, что может привести к перерасходу реагента и защелачиванию очищенной воды, т.к. потребует дополнительного введения извести, что приведет к дополнительному расходу подкисляющих реагентов для снижения pH очищенной воды перед сбросом в водоем.

Снижение степени нейтрализации известью до значения pH менее 10,5 не позволяет достичь желаемой степени очистки, а повышение значения pH более 12, ведет к перерасходу извести и защелачиванию очищенной воды.

Приведенное выше описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения представлено лишь в качестве иллюстрации и для пояснения. Оно не является исчерпывающим и не ограничивает изобретение указанными жесткими рамками. Варианты осуществления изобретения были выбраны и описаны с целью разъяснения принципов изобретения и его практического применения. Следует понимать, что объем изобретения определяется приведенной далее формулой изобретения и ее эквивалентом.

Способ очистки сточных вод от сульфат-ионов, заключающийся в нейтрализации сточной воды и введении глиноземистого цемента, отличающийся тем, что перед введением цемента сточную воду нейтрализуют известковым молоком до pH 10,5-12, цемент вводят в виде 5÷12,5%-ной водной суспензии и добавляют флокулянт на основе высокополимеризованного полиакриламида.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству питьевой воды, в том числе фасованной в емкости, бутыли или пакеты различной вместимости. Способ предусматривает забор глубинной воды из озера Байкал, ее фильтрацию и предварительную стерилизацию УФ-облучением, при этом одну часть глубинной воды насыщают озоном, а другую - пищевым газом под давлением.

Изобретение относится к способу очистки воды методом кристаллизации и может быть использовано в быту, пищевой промышленности и медицине. Способ получения и хранения талой воды включает замораживание воды в термоизолированной емкости 3 до получения массы очищенного льда, слив жидкого концентрата органических и неорганических примесей, плавление слоя льда при положительной температуре до получения талой воды и хранение ее при положительной температуре.

Изобретения относятся к области очистки воды. Предложен способ и деаммонифицирующая установка для очистки аммонийсодержащих сточных вод.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Для очистки загрязненного поверхностного стока с дорожного полотна автомобильных дорог строят и используют фильтрующую систему на поверхности грунтовых откосов.

Изобретение относится к химической промышленности. Смешанный коагулянт из минерального сырья получают путем растворения бемит-каолинитового боксита в автоклаве соляной кислотой концентрацией 220 г/л при соотношении Т:Ж=1:6 в течение 1-3 часов в интервале температур 150-180°C.

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Вакуумный деаэратор содержит патрубок подвода химически очищенной деаэрируемой воды на распределительный коллектор, первую струйную тарелку, снабженную гребенчатым переливным порогом и перфорированным пароотводящим листом, вторую струйную тарелку, имеющую гребенчатый переливной порог и перфорированный пароотводящий лист, причем гребни переливных порогов первой и второй струйных тарелок выполнены прямоугольными под углом 30-60° к вертикали с наклоном в сторону стекания с переливных порогов потоков деаэрируемой воды, перепускную тарелку, имеющую перепускной и переливной пороги, три перфорированных трубопровода подвода греющей воды на перепускную тарелку, барботажный лист с переливным порогом, перфорированный трубопровод подвода греющей воды под барботажный лист, по меньшей мере два трубопровода отвода неиспарившейся греющей воды на вход барботажного листа, перегородку, перекрывающую отвод неиспарившейся греющей воды в поток сливающейся с барботажного листа деаэрированной воды, проходящие через барботажный лист по меньшей мере два короба перепуска греющего пара, имеющие Г-образную форму и установленные равномерно вдоль корпуса деаэратора в пространстве между переливным порогом барботажного листа и перфорированным трубопроводом подвода греющей воды под барботажный лист, по меньшей мере один патрубок для отвода выпара и один патрубок для отвода деаэрированной воды.

Изобретение относится к устройствам для очистки воды методом кристаллизации и может быть использовано в быту и промышленности. Аппарат для очистки воды включает термостатированную теплообменную емкость для очистки воды, средство для фильтрации и подачи исходной воды на очистку из водопровода, средство для слива очищенной воды и средство для слива жидкого концентрата примесей, средство для замораживания воды и плавления льда с термоэлементами 22 охлаждения и нагрева, электронный блок управления аппаратом.
Изобретение может быть использовано в производствах, где отработанные концентрированные растворы и сточные воды требуют очистки от соединений шестивалентного хрома, например при переработке токсичных отходов гальванического производства - отработанных электролитов хромирования.

Изобретение относится к ступенчатой адсорбционной очистке сточных вод от органических соединений и может быть использовано на предприятиях с замкнутым циклом оборотного водопотребления.

Изобретение относится к области водоподготовки и водоснабжения и может быть использовано при создании бессточных систем оборотного водоснабжения. Способ включает забор исходной воды, ее очистку в блоке подготовки подпиточной воды с дополнительным использованием обратноосмотического обессоливания на первой 5 и второй 6 ступенях установки обратного осмоса 4 и подачу подпиточной воды в, по меньшей мере, один оборотный цикл водоснабжения (7,8) литейно-прокатного комплекса.

Изобретения могут быть использованы при бактерицидной обработке флюидов, таких как вода и промышленные жидкости. Продукт для очистки флюидов содержит, с одной стороны, пористое тело, имеющее наружную и внутреннюю удельную поверхность, и, с другой стороны, металлизированный слой нанометровой толщины, покрывающий, по меньшей мере, часть наружной и внутренней поверхности пористого тела. Металлизированный слой содержит, по меньшей мере, один металл (Ag), связанный с пористым телом химическими связями, возникшими под действием внутримолекулярных сил. Металлизированный слой содержит кремний (Si), также связанный с пористым телом химическими связями, возникшими в результате действия внутримолекулярных сил. Способ получения продукта (10) для очистки включает обработку пористого тела, имеющего наружную и внутреннюю удельную поверхность, в реакторе осаждения из плазмы инертного газа в условиях радиочастотного разряда. При этом обработку выполняют путем погружения пористого тела в плазму и инжекции металла (Ag) и кремния (Si) в плазму. Изобретения обеспечивают улучшение бактерицидной обработки флюидов при длительном сохранении бактерицидности обработанных флюидов, например, очищенной воды. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение может быть использовано для устранения отходов и шламов, образующихся при очистке сточных вод. Для осуществления способа проводят кислотный окислительный гидролиз поступающих отходов при pH от 0,1 до 5,0 и при температуре от 35°C до 100°C путем введения в массу молекулярного кислорода и/или органического или неорганического пероксидного окисляющего агента (загрузки); проводят щелочной окислительный гидролиз полученной массы, выходящей из кислотного окислительного гидролиза, при pH от 8,0 до 12,0 и при температуре от 40°C до 100°C путем введения молекулярного кислорода и/или органического или неорганического пероксидного окисляющего агента; затем проводят химическое кондиционирование массы, выходящей из щелочного окислительного гидролиза, путем добавления кислотного реагента. В предпочтительных условиях проведения способа проводят предварительную стадию механического измельчения поступающих отходов и после стадии щелочного окислительного гидролиза осуществляют стадию отделения нерастворимого остатка с последующим его обезвоживанием. Способ обеспечивает повышение эффективности снижения массы отходов, полное отсутствие экологических, гигиенических и санитарных проблем, а также при его осуществлении повышается ценность агротехнического применения любого отработанного остатка, который может присутствовать в конце обработки. 10 з.п. ф-лы, 6 табл., 7 пр., 5 ил.
Изобретение относится к области очистки водной поверхности. Предложен способ очистки водной поверхности от нефтяных загрязнений при небольших разливах нефти, а также при очистке водных акваторий от углеводородных пленок. Способ включает контактирование воды с растительным сорбентом и удаление его с водной поверхности. В качестве сорбента используют предварительно высушенные и измельченные до размера 5 мм стебель и листья тростника южного и листья верблюжьей колючки в пропорции по отношению к нефтяному загрязнению 0,5:0,3:1. Вышеуказанные компоненты сорбента добавляют в зону нефтяного загрязнения последовательно с интервалом в 5 мин. Изобретение обеспечивает повышение эффективности очистки водных поверхностей от небольшого количества нефти и нефтепродуктов. 2 пр.

Изобретение относится к способу борьбы с микроорганизмами в водной или влагосодержащей системе, где способ включает обработку водной или влагосодержащей системы эффективным количеством соединения 2,2-дибром-2-циано-N-(3-гидроксипропил)ацетамида, 2,2-дибромомалонамида или их смесью. При этом подавляемые микроорганизмы являются сессильными микроорганизмами, выбранными из вида рода Legionella, и водная или влагосодержащая система имеет pH 6 или более. Микроорганизмом является вид Legionella, который репродуцирован внутри живой амебы. Технический результат - способ борьбы с биопленкой в водной или влагосодержащей среде путем обработки системы галогенированным биоцидом. 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 5 пр.

Изобретение относится к обработке жидкостей магнитным полем. Устройство для магнитной обработки жидкости содержит проточный объем 1 из немагнитного материала с входным и выходным патрубками 6 и 7 и электрическую обмотку 9. Проточный объем 1 устройства сформирован межтрубным промежутком двух коаксиальных труб 2 и 3 из диэлектрического материала и закрыт с обеих сторон заглушками 8 с патрубками 6 и 7. На внешней трубе размещена обмотка 9. По внешней стороне внутренней трубы по всей ее длине выполнено углубление 4 в виде спирали, входной патрубок подсоединен к насосу 5. Патрубки 6 и 7 установлены в цилиндрических стенках заглушек 8 и направлены по хорде коаксиальных окружностей, не совпадающей с диаметром. Изобретение позволяет создать устройство для магнитной обработки жидкости с разборным проточным объемом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к сорбентам для очистки вод от ионов аммония и фосфатов. Сорбент содержит осадки, полученные в процессе реагентной обработки природных вод алюминиевыми коагулянтами, 20-40 мас.% и глину монтмориллонитовую 60-80 мас.%. Техническим результатом является: возможность эффективной доочистки сточных вод от ионов аммония и фосфатов с использованием сорбента из доступного природного и техногенного сырья. 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к безреагентной очистке промышленных сточных вод от взвешенных веществ и может быть использовано в горно-технических сооружениях. Способ заключается в непрерывном гидроакустическом воздействии на очищаемую воду и осадок волнами звукового и ультразвукового диапазонов частот. При этом используют чередующиеся между собой импульсные - длительностью менее 1 с, квазинепрерывные - длительностью от 1 с до 10 с и непрерывные - длительностью более 10 с, гидроакустические сигналы. В качестве главного отстойника используют первый зумпф 14 карьера с водосборными канавами, в качестве первого дополнительного отстойника используют второй зумпф 15 карьера с водоотливными насосами, в качестве второго дополнительного отстойника используют отстойник грубой очистки 19, в качестве третьего дополнительного отстойника используют отстойник тонкой очистки 24, в качестве четвертого дополнительного отстойника используют поля поверхностной фильтрации 28. От водосборных канав карьера через первый и второй зумпфы, а также через отстойники грубой и тонкой очистки на поля поверхностной фильтрации перебрасывается только верхний - не более 10% от высоты столба воды, слой карьерной воды. Амплитуды звукового давления гидроакустических волн звукового и ультразвукового диапазонов частот на расстоянии 1 м от соответствующего гидроакустического излучателя составляют не менее 102 Па и не менее 101 Па, соответственно. Технический результат - качественная очистка карьерных вод, эффективное уплотнение осадка, обеспечение экологической безопасности. 12 ил., 1 пр.

Изобретение может быть использовано для безреагентной очистки оборотных промышленных вод от взвешенных, сапонитсодержащих шламовых частиц, а также уплотнения сапонитсодержащего осадка. Cпособ заключается в периодическом воздействии на сапонитсодержащую воду гидроакустическими волнами звукового и ультразвукового диапазонов частот. При этом гидроакустическое воздействие на воду осуществляют только в хвостохранилище - в районе сброса промышленной сточной воды, в центральной части - на пути движения воды к водозабору, а также в районе водозабора. Дегазацию воды осуществляют в центральной части хвостохранилища и в районе водозабора. Уплотнение сапонитсодержащего осадка осуществляют в районе сброса промышленной сточной воды, в центральной части хвостохранилища и в районе водозабора. Уплотнение тела водоупорной дамбы хвостохранилища в районе сброса ведут излучением в ее направлении гидроакустических волн. Амплитуда акустического давления всех гидроакустических волн составляет не менее 102 Па на расстоянии 1 м от излучателя. Уплотнение сапонитсодержащего осадка, его обезвоживание и сушку осуществляют с использованием акустических волн с амплитудой акустического давления не менее 10 Па на расстоянии 1 м от излучателя. Способ обеспечивает эффективную очистку большого объема сопонитсодержащей воды, эффективное уплотнение, обезвоживание и сушку поднятого со дна хвостохранилища сапонитсодержащего осадка простым способом при минимальных затратах. 9 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области переработки хлорсодержащих отходов производств химической промышленности. Способ переработки хлорорганических отходов включает стадии их каталитического оксихлорирования смесью кислородсодержащего газа и хлороводородом и ректификации смеси хлоруглеводородов с выделением тетрахлорэтилена и трихлорэтилена. При этом хлоруглеводороды с температурой кипения, лежащей в диапазоне от температуры кипения трихлорэтилена до температуры кипения тетрахлорэтилена, и высококипящие хлоруглеводороды с температурой кипения выше температуры кипения тетрахлорэтилена, полученные после ректификации, направляют на сжигание, продукты сжигания направляют на водное улавливание газообразного хлороводорода и полученную соляную кислоту используют на стадии оксихлорирования. Способ является экономичным и экологически безопасным и позволяет получать тетрахлорэтилен и трихлорэтилен с пониженным потреблением хлороводорода. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к устройствам для доочистки питьевой воды. Водоочиститель на основе получения талой воды включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде 1 зоны замораживания воды, вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, перехода воды из твердого состояния в жидкое. В зоне замораживания установлена кольцевая морозильная камера 2, за которой смонтировано приводное устройство продольного перемещения замороженного стержня 3 в виде зубчатых роликов 4. В зоне вытеснения примесей размещено по центру замороженного стержня разобщающее устройство 6, за которым расположен кольцевой нагревательный элемент 11. В нижней части продольного сосуда 1 расположены раздельные патрубки для вывода рассола и талой воды. Приводное устройство оборудовано усилителем перемещения замороженного стержня в виде бесконечной ленты 15 и имеет привод движения, кинематически связанный с вращением зубчатых роликов 4. Положение бесконечной ленты 15 относительно продольного сосуда обеспечивается натяжными роликами 16. Приводом движения бесконечной ленты 15 является привод вращения зубчатых роликов 4. Приводной ролик 17 соединен клиноременной передачей 18 с одним из зубчатых роликов 4. Бесконечная лента связана 15 с приводным роликом 17 прижимным устройством посредством упругого элемента 21. В качестве прижимного устройства используют два прижимных ролика 19, которые расположены на консолях балансира, связанного с упругим элементом. Изобретение позволяет повысить производительность водоочистителя. 1 ил.
Наверх