Способ очистки щелочных сточных вод от шестивалентного хрома

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и952757 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

51 М Кл з,(22) Заявлено 12.01 ° 81(21) 3233134/23-26

С 02 F 1/46 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио девам изобретений и открытий

Опубликовано 2308.82. Бюллетень ¹ 31

Дата опубликования описания 23.08.82

Ц31УДК628. 543 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Г. Солонецкий, В.Н. Кравченко, В.М. Мих и Й.А. Зазовский

Научно-исследовательский и проектный инсти по газоочистным сооружениям,. технике безоп (73) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ЩЕЛОЧНЫХ СТОЧНЫХ ВОД

0Т fI1KCTHBAJIEHTH0FO ХРОМА

Изобретение относится к очистке сточных вод и может быть использова-: но в" асбестоцемеитной и других отраслях промьвиленности, где имеются высокощелочные промстоки, загрязненные соединениями хрома.

Технологическая вода асбестоцементного производства отличается высокой щелочностью (более 70 мг-экв/л,, рН 12), содержанием токсичного шестивалентного хрома (до 50 мг/л) и крупно- и мелкодисперсных взвешенных частиц (более 3000 мг/л) . Такой состав технологической воды затрудняет повторное ее использование. !5

Известен способ электрохимического восстановления шестивалентного хром до трехвалентного путем электролиза в бездиафрагменном электролизе с нерастворимыми анодами. Электролиз йроводят в присутствии ионов трехвалентного железа, которые препятствуют протеканию обратной реакции анодного окисления трехвалентно-. го хрома до шестнвалентного (1). .25

Однако,при: рН раствора выше 3 трехвалентное железо нерастворимо в воде, в связи с чем данный способ не может быть использован для щелочных вод асбестоцементного производства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки технологической воды асбестоцементного производства путем электрохимической обработки.

Способ заключается в восстановлении шестивалентного хрома до трехвалентного в процессе электролиза сточных вод с использованием железных электродов при анодной плотности тока 0,075-0,25 А/дм . Для интенсификаций процесса восстановления в рекуперационную воду вводят сернокислое закисное железо, в качестве которого. используют отходы титанового производства (2).

Недостатком известного способа яв ляется введение дополнительных реагентов в рекуперацнонную воду, что. ведет к накоплению сульфат-ионов в оборотной воде и ухудшению фильтрационных свойств асбестоцементной ! суспензии

Кроме того, исполь зованне растворимых железных электродов требует их частой замены, что приводит к

95 2757

Расход электроэнергии на очистку

1 м стоков, кВт ч

Содержание хрома Cr

6+ мг/л

Плотность тока, А/м

Щелочность после очистки, мг-экв/л до очистки после очистки а,l

0,12

0,22

5;0

1,0

60,0

0,2

5,0

0,05

51,5

1,0

0,33

5 0

0i0l

50,6

Не обн.

5,0

0,36

5,0

43,8

Не обн.

6,0

5,0

42,7

Таблица 2 б+

Содержание хрома Cr мг/л

Щелочность после очистки,мг-экв/л

Расход электроэнергии на 1 м стоков, кВт ч

Нфп ряжен ие, В до очистки после очистки

68,0

2,0

0,14

0,8

50,7

0,1

0,22

1,0

48,3

0,01

20!.

0,32

2,0 дополнительным затратам на их изготовление и монтаж.

Целью изобретения является снижение затрат на прохождение процесса за счет исключения ввода реагентов.

Поставленная цель достигается тем, что электрохимическую очистку от хрома проводят с использованием нерастворимых анодов прн плотности тока на катоде 0,2-5,0 A/ì, напряжении 10 ,1-2,5 В и при площади катода, большей площади анода в 20-50 раз.

Предлагаемый способ был апробирован в лабораторных условиях на техно-15 логической воде асбестоцементного проИз табл. 1 видно, что при плот- З5 ности тока менее 0,2 A/м содержание шестивалентного хрома в воде превышает предельно допустимую концентрацию (ПДКСг6+ = 0,1 мг/л), а щелочность технологической воды превыша- 4О ет норму (35-50 мг-экв/л) . При плотности тока более 5,0 A/м значение щелочности снижается незначительно, однако резко возрастает расход электроэнергии. Таким образом, оптимальным значением плотности тока являет- 45 ся 0,2-5,0 A/м .

Пример 2. Технологическую воду со щелочностью 72 мг-экв/л и содержанием шестивалентного хрома изводства, взятой после осветления в вертикаль ных о тс той ни к ах.

Пример 1. В электрОлизер объемом 0,4 л с медными электродами вводят технологическую воду со щелочностью. 72 мг-экв/л и содержанием шестивалентного хрома 5 мг/л. Площадь анода составляет 0,008 м, пло 1 щадь катода 0,2 м . Плотность Фока

2 изменяют от 0,1 до 6,0 A/м при объемной скорости протекания 0,02 м /м с

2 и напряжении 2 В. В обработанных в электролизе водах определяют содержание шестивалентного хрома и щелочность.

Полученные результаты представлены в табл. 1. ,Таблица l

20 мг/л пропускают через электролизер, указанный в примере 1, при плотности тока 1,0 А/м . Напряжение, подаваемое на электролизер, меняют от

1 до 2,5 В. В очищенной воде определяют содержание шестивалентного хрома и щелочность технологической воды.

Результаты сведены в табл. 2.

Оптимальное напряжение составляет 1,0-2,5 В. При напряжении менее

1,0 В очистка от хрома и нейтралИзация технологической воды происходит недостаточно эффективно, при напряжении более 2,5 В расход электро-. энергии на 1 м стоков возрастает в 4 раза.

952757

Продолжение табл. 2

6+

Содержание хрома Cr мг/л

Ъ.

Расход электроэнергии на 1 м стоков, кВт ч

Щелочность после очистки, мг-зкв/л

Напряжение,B до очистки после очистки

2,5

0,34

45,8

Не обна- . ружено

Не обнаружено

2,7

1,40

45,2

Т а б л и ц а 3

Площадь анода,м

Площадь катода, м Соотношение

2 площадей

Производительность лабораторной установки, м /ч

0,05

0,4

0,005

0,008

0,008

0,010

0,010

0,80

0,4

0,50

0,2

0,30

0,2

0,1

0,03

Составитель Т. Барабаш

Редактор Л. Лукач Техред М.Тепер Корректор Г. Решетник

Заказ 6193/33 Тираж 981 Подпи сиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений к открытий

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

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

Пример 3. Технологическая вода со щелочностью 75 мг-экв/л и содержанием шестивалентного хрома .12 мг/л направляется в электролизер.

Обработку воды проводят при плотности тока на катода 1,0 A/ì, напряже,нии 2 В. Прк этом изменяют площадь.Иэ табл. 3 видно, что при площади

)катода, большей площади анода более, чем в 50 раз, и менее, чем в 20 раз, производительность электролизера па- дает почти в 10 раэ в связи с резким увеличением электрического сопротивления ячейки и смещением равновесной реакции в сторону окисления хрома.

Применение предлагаемого способа позволяет исключить введение дополнительных реагентов прк очистке щелочных вод и, следовательно, сократить затраты на проведение процесса очистки. Кроме того, характеристикй очищенной воды позволяют повторно использовать ее в производственном цикле.

Формула изобретения

Способ очистки щелочных сточных вод от шестивалентного хрома путем катода и анода. Фиксируют производительность лабораторной установки при условии очистки воды от хрома до концентрации 0,1 мг/л и щелочности 50 мг-экв/л.

Полученные результаты представле. 1ны в табл. -3; электрохимической обработки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения затрат на проведение процесcasa счет исключения ввода реагентов, электрохимическую обработку ведут с использованием нерастворимых анодов при соотношении площадей катода и анода 20-50г1 прк катодной плотности тока 0,2-5,0 A/м и напря45 женин 1-2,5 В.

Источники информации,! принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9-558970, кл. С 25 В l/00, 1974 ° .

2. Авторское свидетельство СССР

9 739007 кл. С 02 С 5/12, 1977

55 (прототип).