Способ стабилизации концентрации солей токсинных тяжелых металлов в ванне улавливания гальванической линии с применением электродиализа



Владельцы патента RU 2663161:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) (RU)

Изобретение относится к электрохимическим способам очистки сточных вод гальванических производств, в частности предназначено для удаления солей многозарядных ионов токсичных тяжелых металлов (ТТМ) из промывных вод методом электродиализа. В способе стабилизации концентрации солей ТТМ в ванне улавливания гальванической линии эффект достигается за счет циркуляции воды из ванны улавливания через электродиализатор. Скорость подачи воды задается так, чтобы количество солей ТТМ, приносимых в единицу времени в ванну улавливания с покрываемыми изделиями, было равно количеству этих солей, переносимых из тракта обессоливания в тракт концентрирования электродиализатора. При этом концентрация в ванне улавливания будет стабилизирована на уровне 2% от концентрации в ванне покрытия. Обеспечивается снижение безвозвратных потерь солей за счет их возврата в технологический процесс в виде солевого концентрата.

 

Настоящее изобретение относится к электрохимическим способам очистки сточных вод гальванических производств, в частности предназначено для удаления солей многозарядных ионов токсичных тяжелых металлов из промывных вод методом электродиализа.

Известны следующие способы для удаления многозарядных ионов из сточных вод гальванических производств:

- флотационная очистка [RU 2131850 С1 от 20.06.1999], предусматривает очистку в одну стадию при рН 7,5-8,0, а в качестве флотореагента используют техническую смесь гидразидов высших карбоновых кислот (недостаток -требует корректировки рН входящих растворов, отдельной стадии подготовки флотореагента, большого количества дополнительного оборудования, обеспечивающего подачу реагентов, времени осаждения продуктов реакции);

- ионообменный способ [RU 2106310 С1 от 10.03.1998], предполагает использование для отделения ионов цветных металлов сорбционной колонки с карбоксильным катионитом (недостаток - требует предварительной стадии обработки сточной воды раствором аммиака до значения рН 10,5-11 с целью получения избытка NH4OH и разделения ионов цветных металлов на две группы, одна из которых образует растворимые аммиачные комплексы, а другая - выпадающие в осадок гидроксиды, а также операции выдержки в течение 30-45 мин.);

- способ очистки от катионов тяжелых металлов низкочастотным импульсным полем [RU 2504518 С1 от 20.01.2014], включает обработку в гетерогенной среде, создаваемой гидроксидом кальция, в электромагнитном аппарате с использованием энергии переменного электромагнитного поля, создаваемого магнитными элементами из магнитотвердого материала, движущимися под воздействием этого поля (недостаток - сложность аппаратурного оформления);

- электрохимические способы, с применением диафрагменных электролизеров [RU 2453502 С2 от 20.06.2012] (недостаток - многостадийность процесса, включающая электрохимическую нейтрализацию сточной воды, этап введения в систему N,N-Диметил-N-проп-2-енилпроп-2-ен-1-аминийхлорид, после чего проведение электрофлотационной обработки), с применением электрокоагуляторов различных конструкций [RU 92001 U1 от 10.03.2010, RU 2130433 С1 от 20.05.1999] (недостаток высокие затраты на электроэнергию).

Все рассмотренные способы не предполагают возвращение извлеченных компонентов в гальваническое производство, а направлены на дальнейшую утилизацию полученных соединений.

Наиболее близкие к предлагаемому способы основаны на технологиях электродиализа растворов электролитов, включающих подачу раствора в пространство между ионоселективными мембранами, наложение электрического поля постоянного тока и проведение процесса до конечной концентрации, измерение режимных параметров процесса, в том числе значений тока и напряжения, определение по ним электрического сопротивления электродиализатора, корректирование электрического параметра. Способы дают возможность концентрирования растворов кислот и щелочей и отделения от них сопутствующих ионов [RU 2195995 С1 от 10.01.2003, RU 2289638 С1 от 20.12.2006], глубокого обессоливания природных и сточных вод [RU 2233799 С1 от 10.08.2004, RU 2245848 С2 от 10.02.2005, RU 2225746 С1 от 20.03.2004]. Недостатком данных способов является их ориентация на выделение из водных растворов соединений однозарядных ионов металлов, тогда как основной задачей очистки сточных вод гальванических производств является удаление из них солей многозарядных ионов токсичных тяжелых металлов.

Цель создания настоящего изобретения - стабилизировать концентрацию солей токсичных тяжелых металлов в ванне улавливания гальванической линии.

Технический результат изобретения заключается в том, что способ позволяет удерживать концентрацию солей токсичных тяжелых металлов (ТТМ) в ванне улавливания на уровне 2÷3% от концентрации в ванне покрытия и снизить безвозвратный унос соединений ТТМ на 98%.

По предлагаемому способу, типовая гальваническая линия, представляющая собой определенную последовательность промывочных и технологических ванн, включающую ванну улавливания, предназначенную для первичной промывки покрываемых деталей сразу же после их извлечения из ванны покрытия, комплектуется электродиализатором, конструкция которого предусматривает использование мембран марок: МК-40, МА-41 (ОАО «Щекиноазот», Россия) или СМН, АМН («MEGA», Чехия). В тракт обессолива-ния электродиализатора непрерывно поступает загрязненная солями ТТМ техническая вода из ванны улавливания. Скорость подачи воды задается так, чтобы количество солей ТТМ, приносимых в единицу времени в ванну улавливания с покрываемыми изделиями, было равно количеству этих солей, переносимых из тракта обессоливания в тракт концентрирования электродиализатора. Тогда концентрация в ванне улавливания будет стабилизирована на уровне 2% от концентрации в ванне покрытия. Плотность тока для работы электродиализатора задается в диапазоне (1÷3)×iпр, где iпp - предельный ток вольтамперной характеристики катионообменной мембраны, определенный в растворе с концентрацией, составляющей 2% от концентрации в ванне покрытия. Деионизированная вода из тракта обессоливания возвращается в ванну улавливания, а концентрат из тракта концентрирования электродиализатора после кондиционирования, заключающегося в корректировке рН, направляется на пополнение объема ванны покрытия.

Способ стабилизации концентрации солей токсичных тяжелых металлов в ванне улавливания гальванической линии с применением электродиализа, включающий комплектование гальванической линии электродиализатором; непрерывную подачу в тракт обессоливания электродиализатора загрязненной солями токсичных тяжелых металлов технической воды из ванны улавливания, при этом скорость подачи воды задается таким образом, чтобы количество солей токсичных тяжелых металлов, приносимых в единицу времени в ванну улавливания с покрываемыми изделиями, было равно количеству этих солей, переносимых из тракта обессоливания в тракт концентрирования электродиализатора; задание плотности тока для работы электродиализатора в диапазоне, определяемом как (1÷3)×iпр, где iпр - предельный ток вольт-амперной характеристики катионообменной мембраны, определенный в растворе с концентрацией, составляющей 2% от концентрации в ванне покрытия; возвращение деионизированной воды из тракта обессоливания в ванну улавливания и направление концентрата из тракта концентрирования электродиализатора после кондиционирования, заключающегося в корректировке рН, на пополнение объема ванны покрытия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрохимии и может быть использовано в сельском хозяйстве, медицине, пищевой промышленности и других областях народного хозяйства при получении экологически чистых растворов.

Предлагаемая система относится к области очистки воды от нефтепродуктов и может быть использована для очистки судовых нефтесодержащих вод, а также на всех промышленных предприятиях, имеющих нефтесодержащие стоки.

Изобретение может быть использовано в системах водоснабжения населенных пунктов для пролонгации бактерицидного действия хлора и снижения количества побочных продуктов хлорирования.

Изобретение может быть использовано в промышленном и хозяйственно-питьевом водоснабжении для очистки подземных железосодержащих вод, имеющих в своем составе свободную углекислоту, от примесей двухвалентного железа, сероводорода, тяжелых металлов, гуматов.

Группа изобретений относится к очистке и утилизации коммунальных стоков и может быть использована в жилищно-коммунальном хозяйстве, а также для очистки промышленных и агропромышленных стоков.

Изобретение относится к области водоподготовки и может быть использовано для приготовления питьевой воды из природных источников пресной воды. Способ приготовления питьевой воды из природных пресных источников включает прокачивание очищаемой воды через гидродинамический излучатель в режиме кавитации, в который подают газовую фазу, и последующее фильтрование очищаемой воды.

Изобретение относится к технологии предотвращения отложений асфальтеносмолопарафиновых веществ (АСПВ) на нефтепромысловом оборудовании. Способ включает спуск в скважину магнитного аппарата (МА) проточного типа, содержащего ферромагнитную трубу с рабочим каналом, установленный на ее внешней поверхности магнитный блок, по меньшей мере, из двух намагниченных постоянных кольцевых магнитов, образующих пару, главные поверхности которых обращены внутрь трубы, и диамагнитный кожух, охватывающий герметично магнитный блок, и проведение магнитной обработки потока пластовой жидкости, протекающей по рабочему каналу МА в постоянном магнитном поле.

Группа изобретений относится к дезинфекции и обеззараживанию жидких или газообразных сред с помощью бактерицидного ультрафиолетового излучения и температуры в диапазоне от низкой до умеренной.
Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано для улучшения трофических процессов десны и увеличения сроков ремиссии у пациентов с хроническим генерализованным пародонтитом средней степени.

Изобретение относится к конструкции аппарата получения особо чистой дистиллированной воды, используемой в медицинской, фармацевтической, биотехнической, электронной, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к водоподготовке. Система получения чистой и сверхчистой воды включает модуль предварительной подготовки воды, модуль получения воды 3 типа, модуль получения воды 2 типа и модуль получения воды 1 типа. Модуль предварительной подготовки воды содержит картридж с фильтром предварительной механической очистки 2, картридж с комбинированным трехслойным фильтром 3, состоящим из активированного угля (I), фильтрующей засыпки KDF 55 (II) и каталитического гранулированного активированного угля (III), картридж 4 с гранулированным активированным углем из скорлупы кокосового ореха (IV), датчики низкого давления 6 и качества водопроводной воды 8, клапаны и соединительные трубки. Модуль получения воды 3 типа включает жидкостный насос 7, расширительную емкость 10 с датчиком верхнего уровня и обратным клапаном 11, четыре картриджа с высокоселективными мембранными фильтрами обратного осмоса 12, 13, 16,17, датчик качества воды 3 типа 20, клапаны, выход воды 3 типа 22, соединительные трубки. Модуль получения воды 2 типа включает накопительный резервуар 25 со встроенными датчиками уровня 29, 30, стерилизующую капсулу (31), представляющую собой мембрану из фторопласта с порами 0,2 мкм, фильтр 32, заполненный натронной известью, жидкостной насос 33, комбинированный картридж 34, состоящий из фильтрующей засыпки KDF 55 (II), каталитического гранулированного активированного угля (III) и гранулированного активированного угля из скорлупы кокосового ореха (IV), комбинированный картридж 35, заполненный ионообменной смолой смешанного типа, электромагнитный клапан 36 с выходом для воды 2 типа 37. Модуль получения воды 1 типа включает УФ-стерилизатор 38, датчик качества воды 1 типа, электромагнитные клапаны, микрофильтрационную капсулу 51, выход воды 1 типа 52, соединительные трубки, комбинированный картридж 44, состоящий из каталитического гранулированного активированного угля (III), ультрадисперсного металл-аффинного сорбента (VI) на основе оксидов металлов и ионообменной смолы (V) смешанного типа, комбинированный картридж 45, состоящий из ультрадисперсного металл-аффинного сорбента на основе оксидов металлов (VI) и ионообменной смолы смешанного типа (V), ультрафильтрационную мембрану 48, канал обратной связи. Изобретение позволяет создать систему получения чистой и сверхчистой воды из водопроводной воды без предварительной ее подготовки и изменения отдельных узлов системы для расширения списка веществ, устраняемых из воды и увеличить эффективность очистки без дополнительных энергозатрат. 1 ил.

Группа изобретений относится к области водоподготовки и вирусологии и может быть использована в рыбоводческих хозяйствах. Для инактивации вируса IPN используют устройство, содержащее канал, имеющий вход для приема жидкости, подлежащей обработке и содержащей вирус инфекционного панкреатического некроза (IPNV), а также выход для выпуска обработанной жидкости, и ультрафиолетовую лампу. Лампа представляет собой полихроматическую лампу, которая испускает УФ-излучение, по существу, в интервале длин волн 200-245 или 260-400 нм и имеет внутреннее давление выше 0,16 МПа, или монохроматическую лампу, которая излучает на единственной длине волны, выбранной в интервале длин волн 100-245 или 260-400 нм. Обеспечивается повышение эффективности инактивации вируса IPN при снижении затрат электроэнергии. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.

Изобретение относится к средствам очистки воды. Помповый блок системы обратноосмотического фильтрования содержит корпус 18, внутри которого установлены блок питания 19 и подключенные к нему насос 20, первый 21 и второй 22 датчики давления, контроллер 26, регулируемый клапан 23, электромагнитный клапан 24. Технический результат: повышение качества и степени эффективности очистки. 5 н. и 21 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к генератору озона и может быть использовано для дезинфекции воды или для отбеливания древесины, целлюлозы или пульпы для производства бумаги. Генератор озона содержит высоковольтный электрод (5) и по меньшей мере один контрэлектрод (1), ограничивающие промежуточное пространство, в котором установлен по меньшей мере один диэлектрик (2) и сквозь которое проходит газ в направлении спрямленного потока. Высоковольтный электрод (5) и по меньшей мере один контрэлектрод (1) имеют подключение электропитания (7) для производства тихих разрядов, исходящих из поверхностных точек. Центральное расстояние между высоковольтным электродом (5) и по меньшей мере одним контрэлектродом (1) и центральное разрядное расстояние неизменны. Количество поверхностных точек, из которых исходят тихие разряды, снижается в направлении спрямленного потока. Технический результат: повышение производительности за счет снижения электрической мощности, подаваемой в направлении газового потока на единицу поверхности электрода, причем генератор озона имеет максимально простую и экономичную конструкцию. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области водоочистки и водоподготовки и может быть использовано для очистки питьевых, технических и сточных вод для хозяйственно-питьевого, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения на фильтрующих установках, использующих совместно процессы озонирования и сорбции. Установка для очистки воды содержит контактно-фильтровальную емкость 1 с зернистой загрузкой из активированного угля 2 и дренажно-распределительной системой 4, эжектор озоноводяной смеси 6, блок датчиков уровня 7, деструктор озона 8, трубопровод подачи воды на очистку 13, трубопровод подачи воды на промывку 16, трубопровод отвода очищенной воды 23, обводной трубопровод 20, насос 21 и запорные устройства 15, 17, 19, 22, 24, трубопровод отвода промывной воды 26, генератор озона 9 с трубопроводом подачи озона 10 и блок управления 27, соединенный электрическими связями с блоком датчиков уровня 7, генератором озона 9, насосом 21 и запорными устройствами 15, 17, 19, 22, 24. Контактно-фильтровальная емкость 1 под зернистой загрузкой из активированного угля 2 снабжена поддерживающим гравийным слоем 3 и эжектором промывки 5. Дренажно-распределительная система 4 расположена в гравийном слое 3. Контактно-фильтровальная емкость 1 снабжена в верхней части магистралью возврата остаточного озона 11, соединенной с трубопроводом подачи озона 10, и магистралью отвода воздуха 12, соединенной с эжектором промывки 5. Трубопровод подачи воды на промывку 16 снабжен отводным трубопроводом 18 с запорным устройством 19. Отводной трубопровод 18 соединен с эжектором промывки 5. Изобретение позволяет повысить степень использования озона и степень регенерации фильтрующей загрузки при одновременном сокращении расхода промывной воды. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в производстве бумаги, пластмасс, краскок, адгезивов, пищевых продуктов, кормов, фармацевтических продуктов, бетона, цемента, косметики, в водоочистке и сельском хозяйстве. Для промышленного получения содержащего карбонат кальция материала обеспечивают по существу не содержащую диспергатор водную суспензию по меньшей мере одного содержащего карбонат кальция материала. Водную суспензию, содержащую твердое вещество в пределах от 10,0 до 80,0% масс. в расчете на общую массу суспензии, подвергают мокрому измельчению для получения водной суспензии по меньшей мере одного содержащего карбонат кальция материала со среднемассовым диаметром частиц d50 менее 0,5 мкм. Далее обезвоживают полученную водную суспензию, используя механический способ, с получением фильтровальной лепешки. Полученную фильтровальную лепешку деагломерируют. Затем добавляют диспергатор к деагломерированной фильтровальной лепешке и смешивают, получая водную суспензию, содержащую твердое вещество в пределах от 50,0 до 80,0% масс. в расчете на общую массу водной суспензии. Изобретение позволяет получить покрытия на основе содержащего карбонат кальция материала, обладающие высокими абсорбирующими и светорассеивающими свойствами, улучшенным глянцем и возможностью заменить диоксид титана в соответствующих применениях. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл., 2 пр.

Изобретение может быть использовано для получения опресненной воды из морских и соленых природных вод. Для осуществления способа удаляют хлорид натрия из соленой или морской воды путем проведения обменной химической реакции хлорида натрия с гидрокарбонатом аммония. Рассчитанное количество гидрокарбоната аммония вносят в сухом виде в воду при температуре до 18°С с последующим, через 10-60 минут, разложением полученных соединений, находящихся в воде, электроимпульсной обработкой в герметичном электроимпульсном реакторе проточного типа при насыщении обрабатываемой воды избыточным количеством кислорода воздуха. Затем конечные продукты реакции удаляют дегазацией, отстаиванием и фильтрацией. Изобретение обеспечивает сокращение капитальных и эксплуатационных расходов процесса опреснения воды и получение обессоленной воды заранее заданного уровня содержания в ней хлорида натрия. 1 табл., 1 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2017-08-28 2018-08-03T16:59:24
Наверх