Реактор для очистки сточных вод от соединений шестивалентного хрома

 

Союз Советских

Социапмстическнх

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()937348 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 26.12.80 (2I) 3225792/29-26 с присоелинением заявки РЙ (23) Приоритет (51)М. Кл.

С 02 Г 1/70

Ркударствкнный квинтет

СССР

Опубликовано 2 3 ° 06 ° 82 Бюллетень М 2 3 оо авлаи изобретений н открытнй (53) УДК 628.16. .094(088,8) Дата опубликования описания 23 ° 06 ° 82

В.В.Найденко, Л.Н.Губанов, С.В Иванащенко г и И.Г.Лобытова (72) Авторы изобретения

Горьковский инженерно-строительный.-институт им. В.П.Чкалова

{7!) Заявитель (54) РЕАКТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

ОТ СОЕДИНЕНИ(1 ИЕСТИЯАЛЕНТНОГО

ХРОИА

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для очистки промышленных сточных вод от соединений шестивалентного хрома, например для очистки хромосодержащих сточных вод гальванических цехов, участков крашения хромовыми красителями, и может быть использовано я машиностроительной, радиоэлектронной, текстильно-трикотажной и других отраслях промышленности.

Известно устройство для очистки воды от соединений хрома путем восстановления шестивалентного хрома до трехвалентного, включающее корпус, токопроводящие пластины и стружечные растворимые электроды. При прохождении электрического тока происходит анодное растворение.стружечных электродов, присоединенных к положительному полюсу источника тока. Ионы железа, поступающие в раствор, являются реагентом для очистки воды (1 ).

Недостатками данного устройства являются его сложность и значительные затраты электроэнергии, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо-, му результату является устройство для очистки промышленных сточных

1ц вод, от соединений аестивалентного хрома, включающее реактор, состоящий из открытого сверху корпуса, заполненного в нижней части насадкой из стальных обрезков. В верхней части реактора размещены механическая мешалка для перемешивания исход" ной сточной жидкости с кислотой и датчик контроля величины рН. Очистка сточных вод от соединений шестива-. лентного хрома заключается в обработке этих сточных вод веществом, содержащим двухвалентное железо, и отделении получившегося осадка.

93734

Хромосодержащие сточные воды подают в верхнюю часть реактора, перемешивают с серной кислотой и затем пропускают через насадку. Под действием кислоты железо насадки растворяется, 5 в очищаемую жидкость поступают ионы двухвалентного железа, под действием которых происходит восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного ° Обезвреженный хромосодержащий поток выводят из реактора и подвергают нейтрализации для образования нерастворимых гидроокисей трехвалентного хрома. Осадок, содержащий трехвалентное железо и гидроокись хрома, удаляют P2 ).

Однако перемешивающее устройство (механическая мешалка) занимает в известном реакторе большой объем и не обеспечивает достаточной степени сме- о шения кислоты со сточной водой, что приводит к незначительной степени очистки и интенсивности химических процессов в реакторе, а также к непроизводительным затратам на изготовление и эксплуатацию очистных сооружений.

Размещение перемеши вающего устройства над насадкой обуславливает движение сточной жидкости в реакторе сверху вниз. Прохождение жидкости через загрузку сверху вниз препятствует движению вверх молекулярного водорода в процессе химических реакций в реакторе. Водород адсорбируется на поверхности насадки, уменьшая тем самым активную площадь соприкосновения с обрабатываемой жидкостью.

1(роме того, пузырьки водорода, увлекаемые нисходящим потоком жидкости, накапливаются в нижней части реактора в виде газовых пузырей, что умень- шает массообмен между жидкостью и насадкой.

В известном реакторе не предусмот45 рено приспособление для выделения и улавливания моекулярного водорода из обработанной жидкости, что приводит к снижению интенсивности восстановления шестивалентного хрома и не

50 позволяет утилизировать водород. Известно, что водород в смеси с кислородом воздуха образует взрывоопасную смесь. При использовании известного реактора водород попадает в помеще55 ние, что ухудшает условия эксплуатации, Неотделившийся в реакторе водород вместе с обработанной жидкостью транспортируется к другим сооруже8 4 ниям и там при благоприятных условиях может выделиться и создать взрывоопасную ситуацию.

Очищаемая сточная жидкость распределяется по сечению реактора неравномерно, поэтому загрузка работает неполным объемом, что приводит к снижению степени очистки и интенсивности процесса восстановления хрома.

Цель изобретения - повышение эффективности использования за счет повышения степени очистки, интенсификации процесса восстановления хрома и улучшения условий эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что реактор, содержащий корпус с насадкой из железосодержащего материала, перемешивающее устройство, трубопроводы подачи и отвода воды, снабжен установленными в верхней части корпуса коническими перегородками с отверстиями в центре, образующими канал, внутри которого размещен сужающийся книзу стакан, .закрытый сверху газовым каналом, а перемешивающее устройство расположено под насадкой и выполнено в виде вихревой камеры, разделенной на две части диафрагмой с отверстием и снабженной перфорированными тангенциальными патрубками, при этом трубопровод подачи воды подсоединен тангенциально к верхней части камеры.

Перемешивающее устройство, выполненное в виде вихревой камеры с тангенциальными перфорированными патрубками, позволяет интенсифицировать процесс восстановления хрома и повысить степень очистки воды за счет создания вихревого эффекта смешения жидкости с реагентом и равномерного распределения ее по сечению реактора. Расположение его в нижней части корпуса под насадкой позволяет избежать блокирования поверхности насадки образующимися в процессе реакции пузырьками водорода за счет срыва их с поверхности загрузки и интенсификации из подъема восходящим потоком жидкости. Интенсивное смешение жидкости с реагентом и

Ъ равномерное распределение ее по сечению насадки позволяет получить одинаковое по всему сечению рН среды и увеличить коэффициент объемного использования реактора, Снабжение реактора коническими перегородками с отверстиями в центре обеспечивает эффективное отделение

937348 поднимающихся вместе с восходящим потоком жидкости газовых пузырьков водорода за счет создания ламинарного потока жидкости в тонком слое, тем самым интенсифицировать процесс удаления хрома.

Расположение внутри конических перегородок сужающегося книзу стакана позволяет равномерно распределить воду по коническим перегородкам. 1О

На фиг. 1 представлен предлагаемый реа ктор, продольный раз рез, на фиг. 2 - перемешивающее устройство, вид в плане.

Реактор включает цилиндрический 15 корпус 1, заполненный насадкой 2 из железосодержащего материала, например из стальной стружки, перемещающее устройство, выполненное в виде вихревой камеры 3, разделенной на 20 две части диафрагмой 4 с центральг ным отверстием и снабженной несколькими тангенциальными перфорированными патрубками 5 для равномерного распределения жидкости по сечению 25 насадки 2, конические перегородки б, установленные одна над другой в верхней части корпуса 1, имеющие отверстия в центре, образующие центральный канал, в котором размещен сужающййся книзу стакан 7, закрытый сверху газовым колпаком 8, предназначенным для улавливания выделившегося на конических перегородках 6 молекулярного водорода. Для подачи сточной воды в реактор имеется трубопровод 9, подсоединенный тангенциально к верхней части вихревой камеры 3, для отвода воды из реактора предусмотрен водосборный кольцевой лоток 10, На трубопроводе 9 размещен эжектор

11 для дозирования серной кислоты.

Для удобства эксплуатации реактор снабжен регулятором 12 уровня жидкости и автоматическими регуляторами 13 и 14 уровня насадки.

Предлагаемый реактор работает следующим образом.

Хромосодержащую сточную вбду направляют в эжектор 11, куда вводят серную кислоту; затем по трубопроводу 9 подают тангенциально в верхнюю часть вихревой камеры 3, где поток жидкости интенсивно закручива ется. При движении жидкости от периферии вихревой камеры 3 к центральSS ному отверстию диафрагмы 4 кинетическая энергия потока резко возрастает, а потенциальная энергия уменьиается. В области отверстия диафрагмы 4 наблюдается резкое снижение манометрического давления и интенсивная турбулизация потока, что приводит к интенсивному перемешиванию ,сточной воды с реагентом (серной кислотой) . Из верхней части вихревой камеры 3 вода йоступает в нижнюю

1 часть и оттуда тангенциально в перфорированные патрубки 5. Тангенциальный вывод воды из вихревой камеры 3 позволяет уменьшить гидравлические потери и равномерно распределить ее по сечению насадки 2. Далее подкисленная до рН жидкость проходит через насадку 2 снизу вверх и контактирует с железосодержащим материалом (стальной стружкой) . Железо насадки

2 вступает в реакцию с серной кислотой с образованием ионов двухвалентного железа и молекулярного водорода

+г.

R +21} -«Ге +11,.

Под действием ионов двухвалентного железа происходит восс гановление шестилентного хрома до двухвалентного

31-е — Зе — ЗГе

Cr + 3e — Cr

Для выделения молекулярного водорода из жидкости ее подают на конические перегородки б через стакан 7.

Выделенный водород улавливают газовым колпаком 8 и направляют на утилизацию или на сжигание. Обезвреженную от шестивалентного хрома жидкость собирают кольцевым лотком 10 и направляют на нейтрализацию для выделения нерастворимых гидроокисей трехвалентного хрома. !

Э

Загрузку стальной стружки производят через верхний разъем в газо" вом колпаке 8 по мере ее износа.

Контроливание высоты слоя стружки ведется автоматически.

Предлагаемый реактор для очистки сточных вод от соединений шестивалентного хрома по сравнению с известными устройствами этого назначения позволяет повысить степень очистки сточных вод от соединений шестивалентного хрома на 403, интенсифицировать процесс восстановления шестивалентного хрома в 1,б раза, улучшить усло-вия эксплуатации за счет исключения проникновения водорода в помещение, где расположен реактор, собрать и

9373ч8 утилизировать выделяющийся в процессе реакций водород. формула изобретения

Реактор для очистки сточных вод

or соединений иестивалентного хрома включающий корпус с насадкой из железосодержащего материала, перемешивающее устройство, трубопроводы подачи и отвода воды, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности использования за счет повышения степени очистки, интенсификации процесса восстановления хрома и улучшения условий эксплуатации, он снабжен установлен ными в верхней части корпуса одна над другой коническими перегородка" ми с отверстиями в центре, образующими канал, расположенным внутри него сужающимся книзу стаканом закрытым сверху газовым колпаком, а перемешивающее устройство расположено под насадкой и выполнено в виде вихревой камеры, разделенной на две части диафрагмой с отверстием и снабженной перфорированными танle генциальными патрубками, при этом трубопровод подачи воды подсоединен тангенциально к верхней части вихревой камеры.

fS Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свитедетельство СССР

М602477, кл. С 02 В 9/00, 1976 °

2. Патент Великобритании 11 1345739, кл. С 02 B 1/18, опублик. 1974.

937348

Фиаl

Составитель Л.Суханова

Техред А. Ач Корректор 10. Макаренко

Редактор Л.Лукач филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная. 4

Закаэ 4361/26 Тирам 981 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

11303> Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5