MD129Y - Procedeu de epurare a apelor uzate de la productiile galvano-chimice de ioni de amoniu - Google Patents

Procedeu de epurare a apelor uzate de la productiile galvano-chimice de ioni de amoniu Download PDF

Info

Publication number
MD129Y
MD129Y MDS20090028A MDS20090028A MD129Y MD 129 Y MD129 Y MD 129Y MD S20090028 A MDS20090028 A MD S20090028A MD S20090028 A MDS20090028 A MD S20090028A MD 129 Y MD129 Y MD 129Y
Authority
MD
Moldova
Prior art keywords
ammonium
water
ions
magnesium
ammonium ions
Prior art date
Application number
MDS20090028A
Other languages
English (en)
Inventor
Olga Covaliova
Original Assignee
Universitatea De Stat Din Moldova
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitatea De Stat Din Moldova filed Critical Universitatea De Stat Din Moldova
Priority to MDS20090028A priority Critical patent/MD129Z/ro
Publication of MD129Y publication Critical patent/MD129Y/ro
Publication of MD129Z publication Critical patent/MD129Z/ro

Links

Landscapes

  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

Inventia se refera la un procedeu de epurare a apelor uzate de la productiile galvano-chimice de ioni de amoniu. Procedeul de epurare a apelor uzate de la productiile galvano-chimice de ioni de amoniu include prelucrarea apei cu eluanti, continand ionii de Mg2+ obtinuti la regenerarea rasinilor schimbatoare de ioni utilizate la dedurizarea apei si cu solutiile uzate de la degresare alcalinizata continand trisodiufosfat la raportul masic [NH4+] : [Mg2+] : [PO43-] = 1 : (5,2…5,5) : (9,0…9,5) si pH-ul 8,5…10,0. Dupa care apa se prelucreaza prin electrocoagulare cu electrozi solubili de aluminiu la densitatea anodica a curentului de 0,2 … 0,5 Ŕ/dm2 si se separa prin electroflotare complexul compus din magneziu-amoniu-fosfat.

Description

Invenţia se referă la un procedeu de epurare a apelor uzate de la producţiile galvano-chimice de ioni de amoniu.
Este cunoscut un procedeu de epurare a apelor reziduale de azot amoniacal, care include interacţiunea ionilor de amoniu ce se conţin în apă cu componentele ce conţin magneziu şi ioni fosfaţi cu separarea ulterioară a sedimentului de magneziu-amoniu-fosfat [1]. Acest procedeu este bazat pe extragerea hidroxidului de magneziu la electroliza apei de mare, care a fost adăugată în cantitate de 20% din volumul întreg de apă. Însă la o astfel de electroliză ionii de magneziu se află în stare legată din cauza dizolvării reduse a hidroxidului de magneziu, de aceea eficacitatea acestui procedeu e scăzută. Totodată, aplicarea practică a acestui procedeu este limitată din motivul că apa de mare este inaccesibilă, precum şi din cauza că ea conţine puţin compuşi ai magneziului.
Problema pe care o rezolvă prezenta invenţie constă în majorarea eficacităţii epurării apelor uzate de la producerea galvanică de compuşii azotului, diminuarea cheltuielilor energetice, lărgirea bazei de materie primă şi diminuarea cheltuielilor.
Procedeul de epurare a apelor uzate de la producţiile galvano-chimice de ioni de amoniu include prelucrarea apei cu eluanţi, conţinând ionii de Mg2+ obţinuţi la regenerarea răşinilor schimbătoare de ioni utilizate la dedurizarea apei şi cu soluţiile uzate de la degresare alcalinizată conţinând trisodiufosfat la raportul masic [NH4 +] : [Mg2+] : [PO4 3-] = 1 : (5,2…5,5) : (9,0…9,5) şi pH-ul 8,5…10,0. După care apa se prelucrează prin electrocoagulare cu electrozi solubili de aluminiu la densitatea anodică a curentului de 0,2 … 0,5 A/dm2 şi se separă prin electroflotare complexul compus din magneziu-amoniu-fosfat.
Rezultatul invenţii constă în majorarea eficacităţii epurării apelor uzate de la producerea galvanică de compuşii azotului, diminuarea cheltuielilor energetice, lărgirea bazei de materie primă şi diminuarea cheltuielilor.
Acest rezultat este condiţionat de utilizarea deşeurilor de producţie a eluanţilor de la regenerarea răşinilor schimbătoare de ioni, precum şi posibilitatea de a utiliza în scopul epurării apelor reziduale a soluţiilor uzate de la degresare şi fosfatare cu conţinut majorat de ioni de fosfat, care se folosesc în galvanotehnică, din care cauză dispare necesitatea procurării sărurilor de acid ortofosforic. Aceasta ieftineşte procesul de epurare şi lărgeşte baza de materie primă pentru realizarea lui. Majorarea eficacităţii se datorează utilizării complete a sărurilor de magneziu introduse în formă solubilă, ceea ce diminuează consumul lor pentru formarea precipitatului greu dizolvabil de magneziu-amoniu-fosfat.
În tehnologia galvanotehnică se utilizează pe larg electroliţii amoniacali pentru zincare, acoperire cu un strat de cadmiu, cu alte tipuri de acoperire electrochimică şi prelucrare a suprafeţelor. În tehnologia de producere a plăcilor sunt utilizate soluţiile amoniacale pentru tratarea selectivă a cuprului din dielectrici. În procesul de spălare a confecţiilor în apele de spălare se pot regăsi de rând cu ionii metalelor grele şi soluţii amoniacale şi ionii de fosfat. În legătură cu aceasta, la prima etapă de epurare a acestor ape reziduale este oportună mai întâi selectarea din apele reziduale a ionilor metalelor grele prin metode electrochimice şi chimice cunoscute. La cea de-a doua etapă are loc epurarea definitivă a apei de ionii de amoniu conform procedeului propus. Prelucrarea prin electrocoagulare a apelor reziduale cu precipitat suspendat de magneziu-amoniu-fosfat facilitează limpezirea mai rapidă a lor şi concomitent, asigură sedimentarea completă a cantităţii remanente de ioni ai metalelor grele şi a altor impurităţi. Prezenţa în apa prelucrară a cantităţilor majorate de ionilor de clor, introduse în eluanţi, facilitează activarea suprafeţelor electrozilor de aluminiu pentru dizolvarea anodică a acestora în procesele de electrocoagulare şi concomitent, majorează electroconductibilitatea apei tratate, ceea ce, respectiv, diminuează tensiunea la electrozi, adică micşorează cheltuielile energetice pentru acest proces. Analogic pot fi tratate şi soluţiile tehnologice ce conţin amoniu şi fosfaţi.
Compuşii magneziului sunt mereu prezenţi în apele subterane şi arteziene, care împreună cu compuşii calciului determina duritatea apei. Pentru dedurizarea ei se aplică pe larg metoda sodiu-cationării bazată pe absorbţia selectivă a bicarbonaţilor de calciu şi magneziu pe cationit, în particular pentru magneziu conform reacţiei:
2[Cat]Na + Mg(HCO3)2 ↔ [Cat]2Mg + 2NaHCO3
Regenerarea cationitului după uzarea capacităţii sale de schimb se face cu o soluţie de clorură de sodiu:
[Cat]2Mg + 2NaCl ↔ 2[Cat]Na + MgCl2.
Reacţii similare au loc şi cu ionii de calciu. Ca rezultat se formează eluanţi care, în funcţie de compoziţia iniţială a apei conţin de la 3 până la 10 g/L de ioni de magneziu sub formă de clorură. Aceşti eluanţi sunt nişte reziduuri neutilizate de către întreprinderi, aruncate în cantităţi mari în sistemele de canalizare de către centralele termoenergetice, cazangeriile mari şi mici şi de către întreprinderile industriale care folosesc apa dedurizată.
În urma interacţiunii ionilor de magneziu, de fosfaţi, precum şi a celor de amoniu, în apa tratată se formează un precipitat sub formă de suspensie hiperdispersivă, conform reacţiei generale: Mg2+ + PO4 3- + NH4 + →MgNH4PO4↓ + H2O.
Produsul solubilităţii compusului MgNH4PO4 este egal cu 2,5·10-13, şi anume MgNH4PO4 = [Mg2+]·[PO4 3-]·[NH4 +] = 2,5·10-13, ceea ce leagă ionii de amoniu şi ortofosfaţii, într-un compus greu solubil în apă. Un pH optim pentru acest proces este de 8,5…10, atins prin introducerea unei soluţii alcaline ce conţine trinitrofosfat.
Prelucrarea prin electrocoagulare a apelor reziduale cu utilizarea electrozilor din aluminiu facilitează formarea de floculi de hidroxid de aluminiu, care facilitează concentrarea coagulativă a particulelor de magneziu-amoniu-fosfat şi sedimentarea lor mai rapidă. Concomitent, pe particulele astfel formate se absorb multe impurităţi, facilitând astfel curăţirea de ele a apei. Totodată, datorită prezenţei cantităţi majorate de ioni de clor introduşi în apă, este evitată pasivarea suprafeţei electrozilor de aluminiu şi ameliorarea gradului lor de solubilitate. Aceasta majorează electroconductibilitatea apei prelucrate, ceea ce permite realizarea procesului de electroliză la valori mici ale tensiunii la electrozi şi la o densitate a curentului anodic de 0,2…0,5 A/dm2.
Prelucrarea în două etape a apelor reziduale asigură nu doar epurarea de azot amoniacal, ci o tratare completă de metale grele şi alte impurităţi. Datorită conţinutului sedimentului de magneziu-amoniu-fosfat format, ele pot fi utilizate în calitate de îngrăşăminte din grupul II. Magneziu-amoniu-fosfatul este produs special în formă de mono- sau de hexahidrat MgNH4PO4 în calitate de îngrăşăminte minerale, ceea ce face posibilă utilizarea sedimentelor formate pentru aceste scopuri, apa epurată astfel poate fi utilizată repetat în scopuri tehnologice.
Astfel se asigură atingerea scopurilor propuse orientate spre majorarea eficacităţii epurării apelor reziduale de la producerea galvano-chimică de compuşi ai azotului şi fosfatului, diminuarea consumului de energie, lărgirea bazei de materie primă şi ieftinirea procesului.
Exemplu de realizare a procedeului
Pentru experienţe au fost utilizate ape reziduale model cu volumul de 1 L în condiţie iniţială, respectiv, 50 şi 100 mg/L ioni de amoniu. Pentru epurarea acestora au fost utilizaţi eluanţii de la procesele de regenerare a răşinilor cu schimb de cationi de la procesele de dedurizare a apei prin cationare cu sodiu cu conţinutul iniţial de clorură de magneziu, Mg2+ şi soluţia uzată de la degresarea alcalină, ce conţine 30 g/L de trifosfat de sodiu sau 17,34 g în recalcul pe ionii de PO4 +3. Soluţiile acestor săruri au fost dozate în apele reziduale respectându-se raportul molar al cantităţii lor în raport cu ionii de NH4 + în apa iniţială, exprimată drept o unitate, care include: [NH4 +] : [MgCl2] : [Na3PO4] = 1 : 5,24 : 9,1, valoarea pH-ului era 9,0.
Cea de-a doua etapă a procesului de epurare a apelor reziduale a fost realizată prin electrocoagulare cu utilizarea electrozilor solubili de aluminiu la densitatea anodică a curentului de 0,5 A/dm2.
Concomitent au fost efectuate experienţe şi conform condiţiilor celei mai apropiate soluţii.
Determinarea prin metode chimice a cantităţilor remanente de ioni de amoniu a fost efectuată prin metode standard. Rezultatele experienţelor sunt prezentate în tabel.
Procedeul propus asigură atingerea concentraţiei remanente de azot amoniacal în apele tratate în limitele normelor admisibile pentru sare a acestora în bazine deschise, adică de 0,2 mg/L. Totodată, diminuarea consumului de energie se face din contul diminuări consumului de energie pentru procesul de electrocoagulare mai mult decât de 2 ori comparativ cu electroliza apei de mare şi electroflotare, propuse conform celei mai apropiate soluţii.
Tabelul 1
Nr. Concen- Traţia iniţială a [NH4 +] în apă, mg/L Reactivi introduşi Raportul componentelor regenerante în apele reziduale, în următorul raport al maselor, [NH4 +]:[MgCl2]: [Na3PO4] Valo- rile pH Indicii de epurare a apei Indicatori electromagnetici ai procesului MgCl2 Na3PO4 Concen- traţia remanentă, [NH4 +] % epurării Densi- tatea curentului, A/dm2 Tensi- unea la electrozi, V Cheltuieli specifice de energie, kW·h/m3 de apă tratată Cantitatea de eluant, ml/L Cantitatea de MgCl2, mg Canti- tatea de soluţie, ml/L Canti- tatea Na3PO4, mg/L Conform condiţiilor propuse 1 50 12,4 262 15,15 455 1 : 5,24 : 9,1 9,0 0,15 99,7 0,3 5 1,5 2 100 24,8 524 30,3 910 1: 5,24 : 9,1 9,0 0,2 99,8 0,3 5 3 100 Conform condiţiilor celei mai apropiate soluţii 4,4 95,6 0,4 8 3,2
1. Лукиных Н. А. и др. Методы доочисткии сточных вод. Москва, Стройиздат, 1978, с. 129-130

Claims (1)

  1. Procedeu de epurare a apelor uzate de la producţiile galvano-chimice de ioni de amoniu, care include prelucrarea apei cu eluanţi, conţinând ionii de Mg2+ obţinuţi la regenerarea răşinilor schimbătoare de ioni utilizate la dedurizarea apei şi cu soluţiile utilizate de la degresare alcalinizată conţinând trisodiufosfat la raportul masic [NH4 +] : [Mg2+] : [PO4 3-] = 1 : (5,2…5,5) : (9,0…9,5) şi pH-ul 8,5…10,0, prelucrarea apei prin electrocoagulare cu electrozi solubili de aluminiu la densitatea anodică a curentului de 0,2 … 0,5 A/dm2 şi separarea ulterioară prin electroflotare a complexului compus din magneziu-amoniu-fosfat.
MDS20090028A 2009-02-26 2009-02-26 Procedeu de epurare a apelor uzate de la producţiile galvano-chimice de ioni de amoniu MD129Z (ro)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDS20090028A MD129Z (ro) 2009-02-26 2009-02-26 Procedeu de epurare a apelor uzate de la producţiile galvano-chimice de ioni de amoniu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDS20090028A MD129Z (ro) 2009-02-26 2009-02-26 Procedeu de epurare a apelor uzate de la producţiile galvano-chimice de ioni de amoniu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
MD129Y true MD129Y (ro) 2010-01-29
MD129Z MD129Z (ro) 2010-08-31

Family

ID=43568891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MDS20090028A MD129Z (ro) 2009-02-26 2009-02-26 Procedeu de epurare a apelor uzate de la producţiile galvano-chimice de ioni de amoniu

Country Status (1)

Country Link
MD (1) MD129Z (ro)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD320Z (ro) * 2010-05-24 2011-08-31 Государственный Университет Молд0 Instalaţie pentru regenerarea cartuşului cu cărbune activ sau cu absorbanţi minerali, utilizat pentru epurarea apei de compuşi organici

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD1231G2 (ro) * 1998-12-16 2000-05-31 Юрий ФРОЛОВ Procedeu şi instalaţie pentru epurarea apei
MD2144C2 (ro) * 2001-03-30 2003-11-30 Государственный Университет Молд0 Instalaţie pentru epurarea electrochimică a apelor reziduale
MD2724G2 (ro) * 2003-12-29 2005-11-30 Государственный Университет Молд0 Procedeu de epurare galvanochimică a apelor reziduale şi instalaţie galvanocoagulantă pentru realizarea acestuia
MD3727G2 (ro) * 2008-01-09 2009-05-31 Институт Химии Академии Наук Молдовы Procedeu continuu de purificare a apei de nitriţi
  • 2009

Also Published As

Publication number Publication date
MD129Z (ro) 2010-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Omwene et al. Phosphorus removal from domestic wastewater in electrocoagulation reactor using aluminium and iron plate hybrid anodes
EP2993160A1 (en) Water treatment device and water treatment method
CN103813987A (zh) 含磷酸盐的废水的处理以及氟硅酸盐和磷酸盐的回收
CN102351352A (zh) 一种电渗析-高效蒸发处理矿冶废水膜过滤浓缩液的方法
CN108996791B (zh) 一种海水淡化及综合利用新工艺
CN105110587A (zh) 一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺
CN104609613A (zh) 一种催化剂废水处理装置及方法
EP2993159B1 (en) Water treatment device and water treatment method
CN107055579A (zh) 从脱硫废水中回收盐的方法
CN110902898A (zh) 镁阳极电渗析法去除污水中氮磷的装置及其方法
CN101863570B (zh) 含重金属废水处理与回用方法及设备
EP3222586A1 (en) A method of phosphorus removal and recovery
RU2049073C1 (ru) Способ ионообменной очистки сточных вод и технологических растворов от ионов меди и никеля
MD129Y (ro) Procedeu de epurare a apelor uzate de la productiile galvano-chimice de ioni de amoniu
CN103771629A (zh) 一种热镀锌废水的预处理工艺
Yatskov et al. Development of technology for recycling the liquid iron-containing wastes of steel surface etching
RU2448054C2 (ru) Способ очистки кислых сточных вод от сульфатов тяжелых металлов
CN212403770U (zh) 一种废水脱盐的多级结晶沉淀处理系统
RU2363665C1 (ru) Способ очистки сточных вод от цветных и тяжелых металлов
CN104108812A (zh) 一种焦磷酸铜电镀废水处理方法
Winoto et al. Efficient phosphate recovery from fertilizer wastewater stream through simultaneous Ca and F ions removal
RU2250877C1 (ru) Способ очистки природных и сточных вод
Wysocka Wastewater parameters after the process of phosphorus compounds removal by the metal dissolution method in comparison with precipitation and electrocoagulation methods
CN104402147A (zh) 一种低钙、低氯净化水回用工艺
CN100475320C (zh) 反渗透浓缩液中阻垢剂的内电解破坏方法

Legal Events

Date Code Title Description
KA4A Patent for invention lapsed due to non-payment of fees (with right of restoration)