Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов

 

ОП ИСАНИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтсмик

Соцмапистичесмик

Респубпмм (ii) 912663 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17. 10. ó9 (21) 2858462/23-26 с присоедмнением заявки,йе (23) Приоритет (51)NL. Кл.

С 02 F l/46

9кудврсткнный квинтет

СССР вв делам нзебретеннй

N етерытнй (53) УДК 628. 5ч 3..2(088. 8) Опубликовано 15 03 ° 82 ° Бюллетень,В >О

Лата опубликования описания 15.03 82

В.В.Ковалев и М.И.Банд

l

1:

ВСесоюзный проектно-технологический институт.„„ по электробытовым машинам и приборам " "="- --=-::4 (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ

ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к техно" логии процессов очистки сточных вод от. ионов тяжелых. металлов, преимуще" ственно сточных вод гальванических производств, Известны электрохимические методы очи ст ки сточных вод от и оно в т яжелых металлов, нефтепродуктов, механических примесей с использованием растворимых электродов И .

16

Недостатком известных решении является повышенный расход электроэнергии.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ электрокоагуляционной очистки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов (хром, никель, цинк и др,), заключающийся в обработке таких вод в проточном электрокоагуляторе, снаб20 женном пакетом стальных электродов.

Выходящая из электролизера суспензия содержит хлопья гидроокисей металлов в основном железа и соосажденных с ними ионов тяжелых металлов (?3.

Недостатком этого способа является то, что процесс электролиза сопровождается пассивацией ионов, что приводит через определенное время к снижению эффекта - очи ст ки. Для обеспече" ния постоянного и полного эффекта очистки необходимо периодически повышать напряжение на электролизере, что связано с дополнительными затратами электроэнергии.1Принимае" мые на практике специальные меры предотвращения пассивации (периодическая смена полярности электродов, механическая очистка или травление их поверхности, введение в сточные воды хлоридов и. т .д.) .неэффективны и также требуют дополнительных затрат. Кроме того, при этом способе очистки образуется трудно разделяющаяся суспензия гидроокисей металлов„ что требует применения крупногабаритных и дорогостоящих отстойников

3 91266 и шламоуплотнителей, а также высоко- производительных фильтров.

Цель изобретения - снижение энергозатрат на проведение процесса очистки и повышение его эффективности за.счет предотвращения пассивации электродов и получения легко разделяющейся суспензии магнетита. йоставленная цель достигается тем, что процесс электрохимической 1о очистки сточных вод проводят в электролизере, помещенном в поле переменного тока частотой 60-74 кГц.

При этом обеспечивается более активное состояние поверхности элект- 1з родов, что интенсифицирует анодное растворение металла и стабилизирует режим электролиза. При такой обработке образуется суспензия кристаллических частиц магнетика, эффективно разделяющаяся в магнитном поле. араметры ТВЧ

Линей". ная

Плот-. ность тока, А/дм

Способ

Уменьшение тока рН

Свойства суспенэии

Частота кГц

Удельная мощность, Вт/дм

Цвет

Удельная магнитная

Гидравличесскорость потока воды, м/мин после

10 ч электролиза, <р восприи мчивост ь твердой фазы, см /г кая крупност ь мм/с

Зеленоватый,переходящий в цвет ржавчины

69,6

Парамаг- 0,28 нетик, 10-4

67,1 То же

63,2 То же

То же 0,22

То же 0,34

60 4,2 Черный Ферромаг- 0,64 нетик, 1 10"

64 : 5,1 То же

74 4,3 То же

0,60

0,78

То же

То же

Как следует иэ таблицы, в процессе электролиза без включения генератора ТВЧ происходит уменьшение величины тока эа счет возрастания сопротивления в электролиэере при частичной пасси вации электродов. Это приводит к постепенному снижению эфИэвест- 4,0 0,12 1,5 ный

То же 5,8 0,32 2,3

То же 7,0. 0,50 3,0

Предла-4,0 0,12 1,5 - 40 гаемый

Тоже 58 0 32 3 54

То же 7,0 0,50 3,0 80

Пример. Сточную воду, содержащую 50 мг/л шестивалентного хрома, а также Ilo 10 мг/л ионов никеля,цинка, меди, имеющую рН в интервале

4,0-7,0 пропускают через электролизер, выполненный иэ термостойкого материала, внутри которого расположен пакет стальных пластинчатых эле ктродов, попереме нно подсоеди ненных к.разным полюсам источника постоянного тока. Электролизер помещен в контур индуктора генератора тока высокой частоты (ТВЧ) .

В таблице приведены характеристика процесса электролиза во времени и свойства суспензий, образующихся при проведении процесса очистки по предлагаемому и известному способу, т.е. без наложения поля ТВЧ, при прочих равных условиях.

I фекта очистки и превышению значений

ПДК загрязняющих веществ. Для обеспечения достаточного эффекта очистки необходимо периодически повышать напряжение на электролизере, удельный расход электроэнергии при этом состав ляет в среднем за 10 ч работы электФормула изобретения

Составитель Т. Барабаш

Редактор А. Гулько Техред С.Мигунова Корректор M. Лемчик

Заказ 1300/30 Тираж 980 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 9126Ь ролизера 2,8-3,4 квт.ч. на 1 м стоков.

При очистке по известному способу образуется суспензия хлопьевидных частиц гидроокисей металла, имеющая S . зеленоватый цвет, переходящий в цвет ржавчины, характерный для гидроокиси железа. Частицы такой суспензии являются парамагнитными и обладают низкой гидравлической крупностью.

<о

При проведении процесса электролиза с наложением поля переменного тока частотой 60-74 кГц с удельной мощностью 40-80 Вт/дм (в расчете на поверхность электродов внутри контура) изменения величины тока в процессе электролиза через 10 ч работы электролизера практически не происходит.

При этом достигается необходимая степень очистки воды от ионов тяжелых 20 металлов до значений их ПДК. Средний расход эле ктроэн ергии 1,9-2, 3 квт. ч на 1 м стоков, что примерно в 1,-5 раза меньше, чем в известном способе.

В электролизере образуется суспензия черного цвета, твердые частицы которой, соответствуют (по данным рентгенографического анализа) структуре магнетита и проявляют магнитные свойства, их гидравлическая крупность 30 в 2,3-2,8 раза выше, чем в известном способе. Величина удельной магнитной восприимчивости этих частиц 10 см /г, свидетельствует об их ферромагнитных свойствах и обеспечивает их эффектив" з ное отделение в магнитном поле.

При уменьшении значения частоты удельной мощности указанных в формуле пределов эффект активации поверх"

3 6 ности электродов недостаточен. При малых значениях удельной мощности реакция образования магнетита протекает с незначительной скоростью и преобладающей реакцией становится окисление Ре в Fe> ñ образованием суспензии аморфной гидроокиси железа цвета ржавчины. Повышение частоты вызывает излишний перегрев суспензии. Таким образом, проведение электролиза при наложении поля переменного тока частотой 60-74 кГц приводит к стабилизации режима электролиза и сокращению энергозатрат на его про" ведение, а также повышению эффективности процесса очистки за счет предотвращения пассивации электродов и получения суспензии магнетита.

Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов путем обработки их в электролизере с растворимыми электродами, о т л и ч а ю " шийся тем, что, с целью снижения энергозатрат за счет предотвращения пассивации электродов, обработку ведут в электролизере, помещенном в поле геременного тока частотой

60-74 кГц.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Апельцина Е.И. Злектрохимические методы в технологии природных и сточных вод. ЦИНИС. H., 1971, с. 35.

2. Перспективные методы очистки сточных вод в промышленности. НИИНТИ.

Минск, 1974, с. 26 (прототип) .