Способ очистки сточных вод от фосфора

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п»814887

Ф а1 тЬ ( т;t т (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.зС 02 F 1/74 (22) Заявлено 070579 (21) 2765086/29-26 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 230381. Бюллетень Йо 11

Дата опубликования описания 250381

Государственный номнтет

СССР по делам изобретений н отнрытнй (53) УДК 628 349 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. В. Мигутин, В. Е. Сороко, Н. Д. Афанасьев, Б. П. Лещенко и Л. И. Борисова

1 научно-иооледоаателаокий отдел ленинтрадокн1 1о государственного научно-иссле и проектного института основ промышленности

° е. ;, д т"

1 а а ) (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ФОСФОРА

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от фосфора и может быть использовано в химической промышленности.

Использование сточных вод в производстве удобрений, при подготовке шихты в качестве увлажннтеля при агломерации или связующего при получении окатышей без предварительного обезвреживания невозможно иэ-эа их токсичности. Захоронение же сточных вод и шламов, учитывая токсичные свойства фосфора, загрязняет окружающий воздушный бассейн и грунтовые воды.

В настоящее время на фосфорных за- 15 водах сточные воды и отходы производства с содержанием фосфора до 1% выбрасывают в испарительные. бассейнышламонакопители..

Известен способ очистки сточных 2О вод от фосфора, включащий отстаивание в отстойниках с отделением твердой фазы и вывод ее в отвал с последующей очисткой осветленной части от фосфора и продувкой кислородом воздуха (1 j.

В известном способе очистке от фосфора подвергают только осветленную часть сточной воды, тогда как твердую Фазу выводят в отвал беэ очист. З(й ки. Степень очистки осветленной части от фосфора достигает 10% при интенсивности процесса очистки

0,6 кг фосфора на 1 м восточной воды.

Кроме того, способ требует осуществления трех операций: отстаивания, вывода твердой фазы шлама в отвал, очистки осветленной части кислородом воздуха.

Основными недостатками известного способа являются низкая степень очистки и малая интенсивность процесса.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ очистки сточных вод от фосфора окислением кислородсодержащим газом. В данном способе окисление элементарного фосфора, содержащегося в сточных водах, осуществляют топочными газами с содержанием кислорода 616% в аппарате погружного горения.

Топочные газы подают в сточные воды через погружную горелку, и процесс ведут при 70-85 С (2).

Однако, известный способ позволяет полностью окислить фосфор лишь в разбавленных суспензиях с начальной плотностью зн < О, 6-1, 1 г/см и сравнительно малой начальной концентрацией фосфора Сн < О, 15-0,2%. При

- окислении шлама плотностью „Рн ) .:7 1,12-1,?5 г/см9С содержанием более

0,25-0,35 фосфора суспензия становится слишком густой еще задолго до

:=-достижения полного .окисления фосфора, что объясняется большей скоростью испарения воды по сравнению со скоростью окисления фосфора. ПолНОГО Окисления вОзмОжнО дОстичь лишь возвратом испарившейся воды. Но для этого требуется длительное время (около 2 ч) и большие затраты на испарение влаги. Медленное окисление объясняется тем, что при барбо-; та.ке газа через слой шлама создается малая поверхность контакта фаз кислород-фосфор. Кроме того, низкая скорость процесса окисления обуславливается еще тем, что фосфор прочно диффузиойно связан с твердой основой шлама и подвод кислорода затруднен из-за низкой скорости диффузии окислителя в зону реакции.

Целью изобретения является повышение степени очистки сточных вод и сокращение времени отработки.

Поставленная цель достигается окислением фосфорсодержащих сточных вод кислородсодержащим газом при

45-60 С в присутствии катализатора.

Процесс осуществляется следующим образом.

Сточную воду или шлам с содержанием элементарного фосфора 0,1-1:. в смеси с катализатором, .взятым в соотношении с фосфором (0,5-1): 1,рН 5-7, заливают в бак. Затем сточную воду нагревают до 45-60 С. По достижении указанной температуры электрообогрев отключают и сточную воду подвергают циркуляции насосом через гидродинамический смеситель. Температура процесса поддерживается постоянной за счет экзотермичности процесса. Кислород, подаваемЫй по линии подачи через эжектор непосрЬДственно в поток сточной воды, дис-, пергируется и равномерно распределяется по всему сечению потока перед смесителем. Газожидкостная суспензия в смесителе подвергается интенсивному перемешиванию, в результате чего осуществляется равномерный подвод катализатора в зону реакции.В процессе реакции фосфор окисляется, затем продукты реакции гидратируются, переходя полностью в раствор.

В процессе интенсивного перемешивания газожидкостной суспензии в гидродинамическом смесителе обеспечивается получение однородной физической смеси, что способствует созданию развитой поверхности контакта фаз: катализатор-окислитель-фосфор.

Поэтому присутствие катализатора интенсифицирует процесс окисления особенно в начальной стадии, а затем и в продолжении всего процесса при довольно умеренных температурах — 45-60 С.

Предлагаемый способ позволяет эффективно очищать сточную воду плотностью 1,021,30 г/см . При этом перемешивание проводят при В

О

p4 ° 10 + -4,5. 10

Пример 1. Сточную воду от первичного отстаивания фосфора нейтрализуют известковым молоком, отстаивают, и образующийся известковый шлам, содержащий 2Ъ твердой фазы, 0,1Ъ Фосфора, остальное вода, в количестве 7 кг заливают в бак и нагревают до 45 С. Одновременно со шламом вводят катализатор — закись меди, в соотношении с фосфором 0,5:1(в пересчете на медь). Затем насосом шлам поцают в гидродинамический смеситель, куда одновременно через эжектор подают кислород по стехиометрии.

Обработку ведут в течение 15 мин в замкнутом цикле при =4,0 10. СтеЯ пень окисления 99, 97%.

Пример 2. Известковый шлам, содержащий 5,5Ъ твердой фазы, 0,98% фосфора, остальное вода, в количестве 7 кг заливают в бак. Количество катализатора закиси меди в соотношении с фосфором 1:1 (в пересчете на медь), Процесс ведут при

60 С в течение 15 мин при Re =4,5,10.

Степень окисления 99,95о.

Пример 3. Суспензию (шлам) образованный при гидроудалении пыли из электрофильтров очистки газа из

Фосфорной печи электротермического производства фосфора, содержащую

30% твердой фазы, 1-. элеглентарного фосфора, остальное вода, в количестве 7 кг обрабатывают, как в примере

2. Степень. окисления 99,91%.

В условиях предлагаемой схемы проведена очистка сточных вод от фосфора по известному способу.

Суспензию известкового шлама от нейтрализации сточных вод в количестве 7 кг, содержащую 6Ъ твердой фазы, 0,98, элементарного фосфора, остальное вода, обрабатывают кислородсодержащим газом при тех же условиях, что и в известном способе.

Полученные данные представлены в табл.

814887

Наименование показателей

Предлагаемый способ

Известный способ пп

1. Состав сточной воды, вес..Ъ а)фосфор

0,1-1

До 0,2 б) твердая фаза.

11-15

70-85

2-30

45-60

2. Температура процесса, С о

3. Продолжительность опыта, мин

60

4; Степень окисления, Ъ

5. Перемешивание, Re

96;2

99,1-99,97

4 10-4,5 10

Формула изобретения

Составитель Е. Bepxyòîâà Редактор В. Данко Техред Е. Гаврилешко Корректор М. Демчик

Заказ 945/33 Тираж,1007 Под пи с н ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Как видно иэ таблицы предлагаемый способ по сравнению с извест- ным позволяет увеличить ступень окисл ления до 99,97%, уменьшить продолжительность процесса в 4 раза, снизить температуру процесса. Кроме того, в процессе обезвреживания отсутствуют газовые выбросы, что является немаловажным фактором по охране воздушного бассейна. .Способ очистки сточных вод от фосфора путем окисления кислородосодержащим газом при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и сокращения времени обраgg ботки, окисление ведут при 45-60 С в присутствии катализатора.

2. Способ по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в ка честве катализатора используют закись меди.

3. Способ по п. 1, о т л ч а юшийся тем, что процесс ведут при соотношении катализатор:фосфор

0,5:1 — 1:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Постников Н. H. Термическая фосфорная кислота.N., 1970, с. 167168.

З5 2. Авторское свидетельство СССР .

Р 556113, кл. С 02 С 5/04„ 1977.