FI126851B - Menetelmä sulfaatin poistamiseksi vesiliuoksesta - Google Patents
Menetelmä sulfaatin poistamiseksi vesiliuoksesta Download PDFInfo
- Publication number
- FI126851B FI126851B FI20145319A FI20145319A FI126851B FI 126851 B FI126851 B FI 126851B FI 20145319 A FI20145319 A FI 20145319A FI 20145319 A FI20145319 A FI 20145319A FI 126851 B FI126851 B FI 126851B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- suspension
- aqueous solution
- purified
- battery
- precipitate
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/463—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrocoagulation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/24—Feed or discharge mechanisms for settling tanks
- B01D21/2433—Discharge mechanisms for floating particles
- B01D21/2438—Discharge mechanisms for floating particles provided with scrapers on the liquid surface for removing floating particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/24—Feed or discharge mechanisms for settling tanks
- B01D21/245—Discharge mechanisms for the sediments
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/24—Feed or discharge mechanisms for settling tanks
- B01D21/2488—Feed or discharge mechanisms for settling tanks bringing about a partial recirculation of the liquid, e.g. for introducing chemical aids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D1/00—Flotation
- B03D1/14—Flotation machines
- B03D1/1437—Flotation machines using electroflotation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/465—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electroflotation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/101—Sulfur compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/10—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from quarries or from mining activities
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/26—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof
- C02F2103/28—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof from the paper or cellulose industry
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Description
Menetelmä sulfaatin poistamiseksi vesiliuoksesta
Vesistöjä kuormittavia sulfaattilähteitä ovat mm. kaivokset, selluteollisuus ja jätevesien käsittelylaitokset. Tyypillisiä vesiliukoisia sulfaatteja ovat mm. natriumsulfaatti, kaliumsulfaatti, magnesiumsulfaatti ja ammoniumsulfaatti. Sulfaatit ovat yleensä vesiliukoisia ja muodostavat liuoksen, jota on vaikea puhdistaa. Sulfaattia on perinteisesti poistettu vesiliuoksista saostamalla sitä kalsiumsuolana eli kalsiumsulfaattina. Tämä voidaan tehdä lisäämällä liuokseen kalsiumkloridia, kalsiumhydroksidia tai erityisesti happamiin liuoksiin kalsiumkarbonaattia. Kalsiumkloridin lisääminen lisää liuokseen kloridi-ionin, joka ei ole yleensä toivottavaa puhdistetussa vedessä. Kal-siumhydroksidin lisäys nostaa puhdistetun veden pH-arvoa ja puhdistettu vesi täytyy sen jälkeen yleensä neutraloida. Kalsiumkarbonaatin käyttö saostuksessa rajoittuu happamiin liuoksiin, jolloin karbonaatti-ionista vapautuu hiilidioksidia. Kalsiumkarbonaattia saadaan kalkki kivestä, jossa on huomattavia määriä myös magnesiumia, joka muodostaa liuokoisen magnesiumsulfaatin ja vaikuttaa vähentävästi saostuvan sulfaatin määrään.
Ennestään tunnetaan ns. Etringiittiprosessi, joka on kuitenkin monimutkainen ja kallis eikä siitä syystä sovellu kaivos- tai selluteollisuudessa tai jätevesien puhdistuksessa syntyvien suurien vesiliuosmäärien puhdistamiseen ja sulfaatin poistamiseen. Etringiitti-menetelmässä käytetään kalsiumhydroksidia nostamaan pH-arvo noin arvoon 12, jolloin prosessoitavaan suspensioon lisätty alumiinitrioksidi yhdessä sulfaatin kanssa muodostaa saostuman. Tämä hyvin tunnettu sulfaatin saostamismene-telmä on monimutkainen ja kallis ja sen vuoksi vielä vähän käytetty teollisissa sovellutuksissa.
Liukoisen sulfaatin joutuminen jätevesilaitoksista luonnonvesiin johtuu etenkin siitä, että kaivosteollisuudesta lähtöisin olevaa hapanta rautasulfaattia lisätään tarkoituksella jäteveteen, koska se saostaa fosforin rautafosfaattina. Käsiteltyyn jäteveteen jää jäljelle liukoinen sulfaatti. Vain osittain puhdistettu jätevesi sisältää orgaanista ainetta, jonka ha pettämisestä vastaavat bakteerit kuluttavat vedestä ensin liukoisen hapen, ja sen puuttuessa ne ottavat hapen sulfaatista. Sulfaatti muuttuu erittäin myrkylliseksi rikkivedyksi. Rikkivety tuhoaa luonnonvesistä elävät organismit tehokkaasti. Tästä syystä on tärkeää, että sulfaattia sisältäviä jätevesiä ei johdeta luontoon.
Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan helppokäyttöinen ja kustannuksiltaan edullinen prosessi, joka soveltuu suurien vesiliuosmäärien käsittelyyn siten, että lopputuloksena on sulfaateista puhdistettu vesi, joka voidaan laskea haitattomasti luontoon. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä oheisessa patenttivaatimuksessa 1 esitettyjen tunnusmerkkien perusteella. Epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty keksinnön edullisia suoritusmuotoja.
Seuraavassa keksintöä havainnollistetaan viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseen käytetyn laitteen yleiskaaviota yhden suoritusesimerkin mukaisena. Säiliössä 1 olevaa vesiliuosta ja/tai -suspensiota lämmitetään alueelle +40°C -+50°C, samalla kun siihen sekoitetaan kalsiumkarbonaattia CaC03. Lämpötilan nosto nopeuttaa prosessia. Kalsiumkarbonaatti on jauhemaisessa muodossapa sitä lisätään ja sekoitetaan vesiliuokseen ja/tai -suspensioon sellainen määrä, että vesi-liuoksen ja/tai -suspension pH nousee arvoon noin 8,4 ja että sen määrä on riittävä suhteessa saostettavan sulfaatin määrään. Kalsiumkarbonaatin pitoisuudesta huolimatta pH saavuttaa vakioarvon, eikä pH-arvoa tarvitse erikseen säätää. Säiliöstä 1 pumpataan vesiliuos ja/tai -suspensio alumiinielektrodilla varustetun elektrolyysi kennon 2 läpi. Kennossa 2 muodostetaan sähkövirran avulla alumiinihydroksidia ja vetykaasua. Kenno voi olla rakenteeltaan esim. patenttijulkaisuissa EP1583719 tai WO2011/018556 kuvattua tyyppiä. Kennot voivat olla yksi- tai use-ampielektrodisia alumiinikennoja.
Kennosta 2 vesiliuos ja sen sisältämä sulfaattia sisältävä suspensio johdetaan saostusaltaaseen 3, joka on lähellä pohjaa olevan virtauskanavan 4 kautta yhteydessä keräysaltaaseen 5.
Altaan 3 ja virtauskanavan 4 pohjalla voi olla esim. hihnakuljetin tai useita ruuvikul-jettimia, jolla sakkaa siirretään keräysaltaaseen tai suoraan suodattimeen. Halutta essa voidaan kennon 2 jälkeen lisätä hieman polymeeriä, joka stabiloi muodostuvaa saostumaa ja f lokkia.
Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa vesiliuosta ja suspensiota jäähdytetään tai sen annetaan jäähtyä keräysaltaassa 5 lämpötilaan, tyypillisesti alle 30°C, jossa se kiteytyy ja muodostaa veden pintaan nousevan, jäätä muistuttavan, kelluvan, yhtenäisiä lohkareita sisältävän kiinteän aineen, "ilokin" On havaittu, että jäähdytyksen yhteydessä flokki kiteytyy turvarakenteiseksi tai kuohkeaksi vettä kevyemmäksi "sulfaattijääksi", joka nousee pintaan ja voidaan siten helposti poistaa esim. kaapimalla kolakuljettimella 8 ja johtamalla putken tai kourun 6 kautta jatkokäsittelyyn. Muodostunut "sulfaattijää" on metallikompleksiyhdiste, joka sisältää sulfaatin lisäksi alumiinia ja kalsiumia sekä sen lisäksi voi sisältää puhdistettavasta liuoksesta riippuen myös natriumia, kaliumia ja magnesiumia sekä pieniä määriä muita metalleja, kloridia ja muita anioneja. Kompleksiyhdisteessä on tyypillisesti myös kidevettä.
Sulfaatti voidaan poistaa vesiliuoksesta tai suspensiosta myös altaan 3 sakkavai-heessa suodattamalla. Sakka muodostuu alumiinihydroksidin aikaansaaman mole-kyylisiivilän avulla, johon elektrolyysissä muodostuneet sulfaatti-, kalsium-, ja muut ionit tarttuvat.
Kennosta 2 poistetusta vesiliuoksesta tai suspensiosta siis erotetaan joko muodostuva sakka tai jäähtymisen jälkeen muodostuva flokki eli "sulfaattijää". Jälkimmäinen vaihtoehto on helpommin toteutettavissa suuressa mittakaavassa, koska luonnon prosessi hoitaa erottelun niin, että tarvitaan vain kiinteän aineen talteen keräys.
Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa sakan tai flokin muodostumisen yhteydessä puhdistuvaa tai puhdistunutta vesiliuosta ja/tai suspensiota vodaan tarvittaessa johtaa takaisin puhdistettavaan vesiliuokseen ja/tai -suspensioon sen konduktanssin pienentämiseksi tyypillisesti arvoon alle 4 mS/cm, (esim. 3,5 mS/cm) elektrolyysi käsittelyä varten. Kuviossa 1 tämä on toteutettu putkella 7, joka alkaa säiliön 5 takaosan pohjalta.
Sakan tai flokin muodostumisen yhteydessä puhdistuvaa tai puhdistunutta vesiliuosta ja/tai -suspensiota voidaan johtaa toiseen elektrolyysi kennoon 12 jatkopuhdistus-ta varten. Tällaisen kaskadikytkennän portaita voi olla haluttu määrä halutusta puh- distusasteesta riippuen. Kussakin kaskadiportaassa voi olla haluttu määrä kennoja 2 rinnakkain, jotta saadaan riittävä käsittelykapasiteetti.
Alumiinikennot voidaan järjestää myös siten, että ne muodostavat vaakatasossa olevan kanaviston, jonka läpi puhdistettava sulfaattipitoinen vesi johdetaan.
Claims (4)
1. Menetelmä sulfaatin poistamiseksi vesiliuoksesta ja/tai -suspensiosta, tunnettu siitä, että - lämmitetään vesiliuosta ja/tai -suspensiota lämpötilaan alueelle +40°C - +50°C, - lisätään ja sekoitetaan kalsiumkarbonaattia vesiliuokseen ja/tai -suspensioon sellainen määrä, että vesiliuoksen ja/tai -suspension pH nousee arvoon 8,4, - pumpataan vesiliuos ja/tai -suspensio alumiinielektrodilla varustetun elektro-lyysikennon tai -kennoston läpi ja muodostetaan kennossa tai kennostossa sähkövirran avulla alumiinihydroksidia, ja - kennosta tai kennostosta poistetusta vesiliuoksesta ja/tai -suspensiosta erotetaan sakasta muodostuva pintaan nouseva, kelluvia jäälohkareita muistuttava flokki.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kennosta tai kennostosta poistettua vesiliuosta ja/tai -suspensiota sekä muodostunutta sakkaa jäähdytetään tai sen annetaan jäähtyä lämpötilaan alle 30°C ja siten muodostetaan pintaan nouseva flokki, joka poistetaan vesiliuoksesta ja/tai -suspensiosta.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sakan tai flokin muodostumisen yhteydessä puhdistuvaa tai puhdistunutta vesiliuosta ja/tai -suspensiota johdetaan takaisin puhdistettavaan vesiliuokseen ja/tai -suspensioon sen konduktanssin pienentämiseksi elektrolyysi käsittelyä varten.
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sakan tai flokin muodostumisen yhteydessä puhdistuvaa tai puhdistunutta vesiliuosta ja/tai -suspensiota johdetaan toiseen elektrolyysi kennoon tai -kennostoon jatkopuhdistus-ta varten. Patentkrav
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20145319A FI126851B (fi) | 2014-04-02 | 2014-04-02 | Menetelmä sulfaatin poistamiseksi vesiliuoksesta |
| PCT/FI2015/050228 WO2015150636A1 (en) | 2014-04-02 | 2015-03-31 | Method for removal of sulphate from aqueous solution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20145319A FI126851B (fi) | 2014-04-02 | 2014-04-02 | Menetelmä sulfaatin poistamiseksi vesiliuoksesta |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20145319A FI20145319A (fi) | 2015-10-03 |
| FI126851B true FI126851B (fi) | 2017-06-30 |
Family
ID=54239439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20145319A FI126851B (fi) | 2014-04-02 | 2014-04-02 | Menetelmä sulfaatin poistamiseksi vesiliuoksesta |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI126851B (fi) |
| WO (1) | WO2015150636A1 (fi) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9695050B2 (en) * | 2012-11-02 | 2017-07-04 | Terra Co2 Technologies Ltd. | Methods and systems using electrochemical cells for processing metal sulfate compounds from mine waste and sequestering CO2 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI123310B (fi) * | 2009-08-14 | 2013-02-15 | Hannu Suominen | Menetelmä ja laite rikkivetyä sisältävien vesiliuosten puhdistamiseksi |
| FI126285B (fi) * | 2012-08-27 | 2016-09-15 | Outotec Finland Oy | Menetelmä sulfaatin, kalsiumin ja/tai muiden liukoisten metallien poistamiseksi jätevesistä |
| AR094158A1 (es) * | 2012-12-20 | 2015-07-15 | Outotec Oyj | Metodo para el tratamiento de agua industrial |
| US20140246371A1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | Baker Hughes Incorporated | Process for removing sulfate and system for same |
-
2014
- 2014-04-02 FI FI20145319A patent/FI126851B/fi not_active IP Right Cessation
-
2015
- 2015-03-31 WO PCT/FI2015/050228 patent/WO2015150636A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2015150636A1 (en) | 2015-10-08 |
| FI20145319A (fi) | 2015-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105439357B (zh) | 矿山酸性废水资源化与深度净化方法 | |
| CN108472695B (zh) | 用于回收盐的方法和装置 | |
| CN106495404B (zh) | 一种高酸度高盐度含铜有机废水的处理方法 | |
| ES2552629T3 (es) | Método para eliminar impurezas de condensado de gas de combustión | |
| US20190010065A1 (en) | Process for producing a phosphorus product from wastewater | |
| CN104445732A (zh) | 一种含铊重金属废水中和混凝除铊工艺 | |
| US20230159346A1 (en) | Facile, low-energy routes for the production of hydrated calcium and magnesium salts from alkaline industrial wastes | |
| CN104860461A (zh) | 一种脱硫废水零排放制备NaCl工业盐的方法及装置 | |
| CN105540960A (zh) | 石灰石/石灰－石膏法烟气脱硫废水的处理方法以及系统 | |
| Can et al. | Arsenic and boron removal by electrocoagulation with aluminum electrodes | |
| AU2014344808A1 (en) | A method for treating alkaline brines | |
| US9643858B2 (en) | Method for manufacturing carbonate | |
| FI20175380A1 (fi) | Menetelmä soodakattilan lentotuhkan käsittelemiseksi | |
| CN107902826A (zh) | 一种电厂脱硫废水零排放处理系统及方法 | |
| US8282690B2 (en) | Process for the preparation of solar salt having high purity and whiteness | |
| FI126851B (fi) | Menetelmä sulfaatin poistamiseksi vesiliuoksesta | |
| CN204661496U (zh) | 一种用于火电厂脱硫废水试验研究装置 | |
| Sezer et al. | Management of desalination brine in Qatar and the GCC countries | |
| KR20190028936A (ko) | pH 연속 조절을 통한 해수 담수화 농축수의 친환경 처리방법 | |
| KR20190028937A (ko) | 해수 담수화 농축수의 친환경 처리방법 | |
| JP2014144435A (ja) | 塩排水処理装置 | |
| JP2020175344A (ja) | 二酸化炭素の固定化方法 | |
| CN108314162A (zh) | 一种酸性环境下含钾盐水溶液的除钾方法 | |
| KR20150061877A (ko) | 활성화된 반응핵을 이용한 수중의 불소 제거장치 및 이를 이용한 수중의 불소 제거방법 | |
| Swanepoel | Sulphate removal from industrial effluents through barium sulphate precipitation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: SUOMINEN |
|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 126851 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
| MM | Patent lapsed |