Способ извлечения алюминийсодержащего коагулянта из шлама водоочистки

 

Ю.А. Бренчуков и Б.И. Ревут 1. . (72) Авторы изобретения

Специализированное пуско-наладочн по очистке промстоков и водопо (71) Заявитель (54) СПОСОБ- ИЗВЛЕЧЕНИЯ АЛЮНИНИЙСОДЕРЖАЩЕГО

КОАГУЛЯНТА ИЗ ШЛАИА ВОДООЧИСТКИ

Изобретение относится к очистке природных вод, в частности к регенерации алюминийсодержащего коагулянта, используемого для их очистки.

При очистке природных вод для использования их в энергетическом оборудовании применяют водород-катионо" вые фильтры, сорбирующие содержаи иеся в природных водах катионы Са

2.

g+

Mg u Na . В процессе эксплуатации возникает необходимость восстановле- 1о ния сорбционной способности водородкатионитовых фильтров, которую осуществляют раствором кислоты, в результате чего образуется значительное количество сточных вод, представляю" 1 щих опасность для окружающей среды и до настоящего времени никак не используемых.

Для очистки природных вод от взвешенных и коллоиднйх частиц использую ются алюминийсодержащие коагулянты (А1, (БО ), AlC1> и др.). Их примене" ние приводит к образованию большого

2 количества шлама, который составляет до 103 и более по объему от обрабатываемой воды. Шлам имеет влажность

98,7-99,1Ж.

Потери при прокаливании составляют 37-553.

Состав прокаленного остатка, Si0z. 5,б-27; R О - 17-39.7; А Оз

16,б-33,3; Fe 0> "О,б-б,4; СаО - 9,129,5; В О. /я О - О,б3-4,5.

Из этого шлама извлекают соединения алюминия для повторного использования .в качестве коагулянта.

Известен способ, извлечения алюми.нийсодержащего коагулянта путем обра" ботки шлама щелочью 1 4 1.

Недостатком этого способа являет.ся невысокое качество, получаемого коагулянта, обусловленное присутствием значительного количества органических веществ, переходящих в раствор одновременно с коагулянтом.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому

3 990682 результату является способ извлечения алюминийсодержащего коагулянта из шламов водоочистки путем обработки кислым раствором, в качестве которого используют раствор серной кислоты.

Растворение А1 О начинается при рН

4,5-5,0, сопровождается сокращением объема осадка и медленным понижением рН. Чем ниже рН, тем процесс растворения идет лечше. При рН 2,5-3,0 в 16 раствор переходит основная часть находящейся в осадке гидроокиси алюминия $2).

Однако одновременно с гидроокисью алюминия в раствор переходит часть содержащихся в осадке органических веществ, количество которых возрастает. с увеличением кислоты и снижением рН.

Результаты проведенных опытов приведены в табл. 1.

Из табл. 1 следует, что количестso алюминия, регенерированного сточными водами, больше количества алюминия, регенерированного кислотой, что означает более полное извлечение коагулянта предлагаемым экстрагентом.

Кроме того, улучшение физико-химических показателей коагулянта, регенерированного сточными водами (цветность, окисляемость), повышает его качество. ными водами коагулянта проверяют пробной коагуляцией воды реки Северная

Двина. Проводили четыре опыта в разные сезоны годы. К 500 мл воды приНедостатки известного способа - невысокая степень извлечения коагулянта и недостаточная его коагуляционная активность.

Цель изобретения - повышение степени извлечения коагулянта и увеличе25 ние его коагуляционной активности.

Поставленная цель достигается способом извлечения алюминийсодержащего коагулянта из шлама водоочистки путем обработки кислым раствором, согласно которому в качестве кислого раствора используют сточные воды после промывки водород-катионитовых фильтров, имеющие следующий состав, вес. 3: к,ь 0,2-0,8

СаS0y 20-25

Mg 504 5-8

N81 504 3-4

Н SQ

Остальное

При использовании в качестве экстрагента указанных сточных вод в раствор переходят ионы алюминия, количество которых превышает то, которое образуется при использовании серной кислоты. При этом содержащиеся в растворе ионы других металлов из сточных вод также проявляют коагуляционную активность, что способствует увеличению активности регенерированного коагулянта.

Кроме того, при взаимодействии сточных вод водород-катионитовых фильтров со шламом водоочистки образуются малорастворимые соли органических кислот, имеющихся в шламе, которые выпадают в осадок и, следовательно, 55 в растворе коагулянта содержится лишь незначительное количество органических веществ.

Пример. Регенерацию алюминийсодержащего коагулянта производят из шлама, образованного при коагуляции воды реки Северная Двина раствором

А12(504) 3

8 качестве экстрагента для извлечения алюминийсодержащего коа гулянта из шлама водоочистки применяют сточные воды в период прохождения через водород-катионитовый фильтр серной кислоты, После промывки .фильтра сточные воды с общим содержанием примесей 2/ имеют следующий состав, /:

К2504 0,2-0,8; CaSO< 20-25; MgSOg 58; Na SO@ 3-4 и H

Во время опытов к 20 мл шлама с концентрацией твердой фазы 23 приливают 40 мл сточной воды; Значительная часть шлама растворяется. Раствор отделяют от осадка фильтрацией или отстаиванием. Далее определяют содержание в растворе регенерированного алюминия стандартным фотоколориметрическим методом с реактивом стильбазо, а также цветность коагулянта фотоколориметрическим методом

l и перманганатную окисляемость коагулянта.

Для сравнения с тем же шламом параллельно проводят опыт по регенерации коагулянта раствором серной кислоты, предварительно опытным путем установив оптимальные величины концентрации и количества. К 20 мл шлама приливали 20 мл 2/-ной серной кислоты. Последующая обработка и испытания регенерированного коагулянта производятся способом, аналогичным приведенному.

Активность регенерированного сточ5 990682 6 бавляют раствор регенерированного та, регенерированного сточными водасточными водами коагулянта с дозой .ми, что означает его более высокую

AlS», равной 8 мг/л. Параллельно про- коагуляционную активность. водят очистку этой же воды коагулян- По сравнению с известным способом том, полученным регенерацией серной g извлечения коагулянта серной кислотой кислотой, при той же дозе алюминия. (например, на Северной водопроводной станции г. Иосквы), предлагаемый споСравнительная характеристика очи- соб дает значительный экономический щенной воды этими двумя коагулянтами эффект, обусловленный применением бо" приведена в табл. 2. лее дешевого экстрагента. ЭкономичесИз табл. 2 видно, что физико-хими- кий эффект на водоподготовительных ческие показатели качества очищенной сооружениях Архангельского ЦБК составводы выше при использовании коагулян- ляет около 251 тыс. руб. в год.

Таблица l

Качественные показатели раствора регенерированного коагулянта

Al, мг

Окисляемость, мг/О

Цветность, град. ПКИ

Опыт

Р опыты с регенерацией сточными водами опыты с регенерацией кислотой опыты с регенерацией сточными опыты с.регенерацией кислотой

ОПЫТЫ С

ОПЫТЫ .С регенерацией сточны ми водами регенерацией кислотой водами

468

4450

9,7

1 5,1

342

1536

276103

3 7 9 9,2

4 6,8 8,7

218

362

83

1731

Таблица2

I качественные показатели речной воды, очищенной регенерированны™ раствором коагулянта ?)+

Остаточный Аl, мг/л

Цветность, град. ПКШ

Мутность, кг/л

Опыт

У коагуляция после pere нерации кислотой коагуляци после per нерации кислотой коагуляция после регенерации кислотой коагуляция по сле регенерации сточными водами коагуляция после pere нерации сточными водами коагуляция .осле регенерации сточными водами

Ъ т

1 0,38

2 042

3 0,31

4 : 0,44

0,28

1,3

0,36

1,0

0,19

0,9

0,7

0,29

1 3

990682

7 формула изобретения

0,2-0,8

20-25

5-8

3-4

Остальное

K SO

CaSO@ gso+ . йа250,1

H S0@

Составитель А. Скороход

Редактор Г. Безвершенко Техред N.Костик . Корректор Е. Рошко

Тираж 939 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 39/30

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

1. Способ извлечения алюминийсодержащего коагулянта из шлама водоочистки путем обработки кислым раствором, и отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения и, увеличения его коагуляционной активности, в качестве кислого раствора используют сточные воды после промыв- 1в ки водород-катионитовых фильтров, 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что сточные воды после промывки водород-катионитовых филь.тров имеют следующий состав, вес.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 254400, кл. С 02 В 1/18, 1968. ю

2. Вейцер Ю.И. и др. Регенерация коагулянта из осадков водопроводных станций.-"Водоснабжение и санитарная техника", 1974, М 1, с. 6-9.