MD4297C1 - Procedeu de epurare galvanochimică a apelor reziduale de coloranţi organici - Google Patents
Procedeu de epurare galvanochimică a apelor reziduale de coloranţi organici Download PDFInfo
- Publication number
- MD4297C1 MD4297C1 MDA20130006A MD20130006A MD4297C1 MD 4297 C1 MD4297 C1 MD 4297C1 MD A20130006 A MDA20130006 A MD A20130006A MD 20130006 A MD20130006 A MD 20130006A MD 4297 C1 MD4297 C1 MD 4297C1
- Authority
- MD
- Moldova
- Prior art keywords
- water
- treatment
- wastewaters
- purification
- processes
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 47
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000975 dye Substances 0.000 title claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000005352 clarification Methods 0.000 claims abstract description 12
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 25
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 12
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N iron (II) ion Substances [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- -1 chlorine ions Chemical class 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 6
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 6
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 6
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 5
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 5
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910021506 iron(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 239000000979 synthetic dye Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N Disodium Chemical class [Na][Na] QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012028 Fenton's reagent Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M Superoxide Chemical compound [O-][O] OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 229910021502 aluminium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005844 autocatalytic reaction Methods 0.000 description 1
- JXLHNMVSKXFWAO-UHFFFAOYSA-N azane;7-fluoro-2,1,3-benzoxadiazole-4-sulfonic acid Chemical compound N.OS(=O)(=O)C1=CC=C(F)C2=NON=C12 JXLHNMVSKXFWAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- LVYZJEPLMYTTGH-UHFFFAOYSA-H dialuminum chloride pentahydroxide dihydrate Chemical compound [Cl-].[Al+3].[OH-].[OH-].[Al+3].[OH-].[OH-].[OH-].O.O LVYZJEPLMYTTGH-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- MGZTXXNFBIUONY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;iron(2+);sulfuric acid Chemical compound [Fe+2].OO.OS(O)(=O)=O MGZTXXNFBIUONY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N hydroxyl Chemical compound [OH] TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- FLTRNWIFKITPIO-UHFFFAOYSA-N iron;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Fe] FLTRNWIFKITPIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 1
- KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N potassium dichromate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la un procedeu de epurare galvanochimică a apelor reziduale de coloranţi organici şi poate fi utilizată la întreprinderi din industria uşoară şi de vopsire.Procedeul, conform invenţiei, include tratarea apelor reziduale prin galvanocoagulare la trecerea acestora printr-o încărcătură de amestec ce conţine pilitură de fier şi aluminiu, cărbune sulfonat şi particule de magnetit. Totodată, în apele reziduale se adaugă soluţie uzată de clorură de sodiu obţinută în procesele de dedurizare a apei prin Na-cationare şi peroxid de hidrogen. Procesul de epurare se efectuează la рН 6,5...7,5, cu viteza liniară a fluxului apei tratate de 5...10 cm/min într-un tambur rotativ al galvanocoagulatorului. Apoi se efectuează limpezirea apei în câmp magnetic, cu prelucrarea fotocatalitică ulterioară a apei limpezite la iradiere ultravioletă.
Description
Invenţia se referă la un procedeu de epurare galvanochimică a apelor reziduale de coloranţi organici şi poate fi utilizată la întreprinderi din industria uşoară şi de vopsire.
Este cunoscut procedeul de epurare galvanochimică a apelor uzate de coloranţii organici, incluzând tratarea lor în câmpul cuplului galvanic cupru:aluminiu în raport de (1...2):1. Tratarea se realizează la trecerea apei printr-o încărcătură din amestec de pilitură de cupru şi aluminiu cu viteza de 15...20 cm/min şi pH-ul 5,0...8,0, iar decantarea se realizează la pH-ul 6,5...7,0. În baza proceselor de electroliză internă, datorită diferenţei potenţialelor electrochimice ale cuprului şi aluminiului la contactul multiplu care are loc între aceştia, aluminiul polarizează anodic şi trece în soluţie, condiţionând formarea precipitatului care conţine hidroxid de aluminiu [1].
Dezavantajul constă în aceea că procedeul nu asigură un grad satisfăcător de purificare a apelor uzate, deoarece produsul dizolvării anodice a aluminiului în acest proces este numai coagulantul. În acelaşi timp, sedimentele care se formează se decantează greu, dat fiind că posedă o structură coloidală amorfă înalt dispersă şi o compoziţie neomogenă.
În calitate de cea mai apropiată soluţie serveşte procedeul de epurare galvanochimică a apelor reziduale de ionii metalelor grele, care include tratarea apelor reziduale în flux prin electroliză internă în amestecul încărcăturii din aliaje de fier şi cocs la amestecare cu separarea ulterioară a precipitatului în câmp magnetic. În componenţa încărcăturii se introduce suplimentar magnetit în proporţia componentelor încărcăturii de fier, cocs şi magnetit egală cu 1:(0,3...0,5):(0,1...0,2). Epurarea se efectuează la pH-ul 6,5...7,5, viteza liniară a fluxului de 5...10 cm/min şi mărimea inducţiei magnetice de 0,05...0,15 T, iar în calitate de magnetit se utilizează deşeuri de la industria metalurgică － ţunder în formă de solzi cu mărimea particulelor de 2...5 mm. Din contul diferenţei potenţialelor electrochimice în acest proces fierul se polarizează anodic şi trece în soluţie fără utilizarea curentului electric de la o sursă externă, după care în mediul apos tratat se dezvoltă o serie de procese de oxido-reducere, care duc la formarea sedimentelor în stare microcoloidală [2].
Dezavantajul acestui procedeu constă în aceea că sedimentele formate sunt înalt disperse, care se decantează şi se deshidratează greu în decantor din cauza pasivării suprafeţei fierului dizolvat, reducerea corespunzătoare a eficienţei purificării pe parcursul tratării, fapt care necesită periodic o tratare bazică specială a încărcăturii pentru activarea ei.
Problema pe care o rezolvă invenţia constă în mărirea eficacităţii procesului de purificare a apelor uzate prin formarea precipitatelor cu proprietăţi feromagnetice ridicate pentru separarea lor rapidă din suspensiile formate, limpezirea şi deshidratarea apei purificate în câmp magnetic.
Problema se rezolvă prin aceea că procedeul de epurare galvanochimică a apelor reziduale de coloranţi organici include tratarea acestora prin galvanocoagulare la trecerea printr-o încărcătură de amestec ce conţine pilitură de fier şi aluminiu, cărbune sulfonat şi particule de magnetit cu gradul de dispersie de 3...7 mm, la agitare, raportul masic al componentelor fiind de 1:(0,3…0,5):(0,1…0,2):(0,1…0,2), totodată, în apele reziduale se adaugă soluţie uzată de clorură de sodiu obţinută în procesele de dedurizare a apei prin Na-cationare şi peroxid de hidrogen, în următoarele concentraţii:
soluţie uzată de clorură de sodiu, recalculat la conţinutul ionilor de clorură în soluţie, g/l 10…20 peroxid de hidrogen de 33%, ml/l 0,1…0,5.
Procesul de epurare se efectuează la рН-ul 6,5...7,5, cu viteza liniară a fluxului apei tratate de 5...10 cm/min într-un tambur rotativ al galvanocoagulatorului timp de 10…15 min, după care se efectuează limpezirea apei în câmp magnetic cu tensiunea de 1800…2500 Oersted, cu prelucrarea fotocatalitică ulterioară a apei limpezite la iradiere ultravioletă cu doza de expunere de 10…20 J/cm3·min.
Rezultatul tehnic al invenţiei constă în aceea că la introducerea în componenţa încărcăturii din pilitură de fier şi aluminiu a cărbunelui sulfonat, dar şi a clorurii de sodiu, peroxidului de hidrogen şi a zgurii solzoase de la producerea oţelului cu structură magnetit, la tratarea apelor uzate ce conţin coloranţi organici şi alţi compuşi, este asigurată mărirea eficacităţii procesului de purificare a apelor uzate şi a stabilităţii procesului de epurare, totodată se îmbunătăţesc un şir de caracteristici ale sedimentelor formate pe baza măririi dimensiunilor particulelor acestora cu structură cristalină de tip spinel, precum şi proprietăţile feromagnetice, ce permit o separare şi o deshidratare mai efectivă a lor în câmp magnetic şi limpezirea apei prelucrate.
Procedeul se bazează pe dizolvarea fierului şi aluminiului în câmp scurtcircuitar în elementul galvanic fier-aluminiu-cărbune sulfonat şi procesul care are loc în timpul electrolizei interne prin contactul multiplu al componentelor cuplului galvanic. Cărbunele sulfonat utilizat în acest proces în baza ГОСТ 5696 (74) şi Condiţiilor Tehnice 2162-001-00279870-2006 reprezintă un produs industrial obţinut la sulfonarea cărbunelui cu acid sulfuric de concentraţie înaltă (oleum) sub formă de granule cu dimensiunile de până la 5…7 mm şi, de obicei, este utilizat în calitate de adsorbent. Utilizarea lui în procesele de galvanocoagulare pentru crearea cuplului galvanic reprezintă o aplicare nouă.
Cărbunele sulfonat în cuplul galvanic polarizează catodic, totodată în prezenţa oxigenului la catod are loc reacţia 2Н2О + О2 + 4 е = 4 ОН-. Oxigenul din aer are rolul de oxidant în aceste procese. Fierul şi aluminiul în cuplul galvanic polarizează anodic şi se dizolvă electrochimic cu formarea ionilor de fier(II) care hidrolizează şi se oxidează cu oxigen şi Н2O2 cu formarea hidroxizilor respectivi － Fe(OH)2 şi Fe(OH)3. În acelaşi timp, la anod are loc dizolvarea aluminiului în prezenţa ionilor de clor cu formarea hidroxiclorurii de aluminiu Al + 3OH- → Al(OH)3+ nCl- → Al2(OH)nCl6-n, care este un coagulant efectiv ce măreşte viteza de limpezire a apei prelucrate.
Zgura introdusă în componenţa încărcăturii amestecate, care reprezintă magnetit, manifestă o acţiune dublă. În primul rând manifestă acţiune abraziv-mecanică la rotirea galvanocoagulatorului, ce duce la activarea mecanică a suprafeţei fierului prin înlăturarea peliculei pasive formate. Aceasta stabilizează procesul anodic de dizolvare a fierului, care decurge datorită electrolizei interne la contactare cu cărbunele sulfonat, mărindu-se eficacitatea proceselor de oxido-reducere şi a transformărilor fazo-disperse în mediul apos supus tratării, ceea ce îmbunătăţeşte gradul de purificare a apelor uzate. În al doilea rând, particulele de magnetit manifestă proprietăţi catalitice, ce contribuie la iniţierea dezvoltării şi menţinerii procesului de autocataliză, care duce la mărirea dimensiunilor structurii cristaline a sedimentului cu proprietăţi feromagnetice ridicate, care îmbunătăţesc proprietatea de sedimentare atât în câmp gravitaţional, cât şi în câmp magnetic. În afară de aceasta, la decurgerea procesului în mediu acid, utilizarea zgurii ca deşeu al industriei metalurgice ieftineşte procesul, deoarece zgura reprezintă o sursă suplimentară de ioni de fier (II) care participă în procesele de purificare a apelor uzate.
Sporirea eficacităţii procesului de purificare a apelor uzate prin procedeul propus se datorează faptului că la prelucrarea galvanochimică a apelor supuse purificării se formează structuri oxidice, care au solubilitate mai mică în apă, comparativ cu formele hidroxidice, şi stabilitate chimică înaltă. Aceasta duce la mărirea gradului de purificare a apelor uzate, în condiţiile date, nu numai de coloranţi organici, dar şi de ionii metalelor grele care pot fi prezenţi în apa tratată.
Zgura sub formă de solzi, cu dimensiunile particulelor de 5...10 mm, se formează ca deşeu la întreprinderile metalurgice în procesele de laminare la cald a metalelor, de exemplu, la uzina metalurgică din Râbniţa. În calitate de aliaj de fier poate fi utilizată pilitura de oţel slab aliat, care se formează la întreprinderile prelucrătoare de metal ca deşeuri de producere în urma proceselor de frezare şi de strunjire. Cărbunele utilizat în componenţa încărcăturii reprezintă un material neconsumabil. Soluţia de clorură de sodiu, obţinută ca deşeu în procesele de dedurizare a apei prin Na-cationare, asigură îmbunătăţirea indicilor electrolizei interne pe baza activării procesului anodic de dizolvare a fierului şi aluminiului metalic de către ionii de clor, totodată utilizarea acesteia ieftineşte procesul de purificare.
O caracteristică importantă a soluţiei propuse este faptul că reacţia de feritizare, care începe în galvanocoagulator, continuă în zona acţiunii magnetice în procesul de separare şi deshidratare a sedimentului.
La prima etapă în galvanocoagulator decurg procesele electrochimice, de oxido-reducere, hidrolitice şi catalitice, care duc la formarea iniţială a sistemelor coloidale ale hidroxizilor şi microferitelor. Cu toate acestea, procesele catalitice, care duc la formarea oxizilor micşti ai metalelor grele, au caracter inductiv, caracteristic pentru procesele autocatalitice. De aceea zona de acţiune magnetică la limpezirea şi deshidratarea sedimentului în instalaţia complexă trebuie privită ca un reactor chimic suplimentar, unde se finalizează procesele de transformare fazo-disperse şi feritizarea sedimentelor, care duc la mărirea dimensiunilor particulelor acestora pe baza creşterii dimensiunilor cristalelor structurilor oxizilor micşti care se formează şi pe baza coagulării lor magnetice, îmbunătăţind în acelaşi timp proprietăţile de deshidratare a sedimentului, ceea ce duce la mărirea gradului de deshidratare.
La desfăşurarea proceselor catalitice în condiţiile propuse are loc interacţiunea heterofazică între hidroxizii formaţi, ca rezultat se formează ferite cu stuctură cristalină tip spinel cu formula generală: (Me2 k+Ok 2-)m/2(Fe2 3+O3 2-)n, unde Me reprezintă un metal, k - valenţa acestuia, m şi n - numere întregi. Totodată, ionii de Al3+, de asemenea, pot fi incluşi parţial în componenţa structurilor cristaline de tip spinel. Dimensiunile cristalelor, determinate prin analiza Roentgen, sunt de 30...120 µm şi condiţionează un şir de caracteristici pozitive ale procesului, ce duc la limpezirea rapidă a apei prelucrate ca urmare a sedimentării rapide a precipitatelor feritizate în câmp gravitaţional şi magnetic şi la îmbunătăţirea deshidratării acestora.
Mecanismul de distrugere a substanţelor organice în apă este legat de procesele fotocatalitice de oxido-reducere, care au loc sub acţiunea radiaţiei ultraviolete. La prima etapă are loc hidroliza ionilor de Fe(III) cu formarea aquacomplexului Fe(OH)2+ sau [Fe(OH)(H2O)]2+, care sub acţiunea cuantelor de lumină formează radicalul activ ·OH conform reacţiei: Fe(OH)2+ Fe2+ + ·OH.
Radicalul ·OH este unul dintre cei mai activi, care posedă proprietăţi de oxido-reducere în raport cu substanţele organice, facilitând distrugerea lor în apele tratate.
Pentru amplificarea proceselor fotocatalitice de distrugere a substanţelor organice în apele tratate poate fi introdusă o cantitate neînsemnată de peroxid de hidrogen (H2O2), cca 1,0...100 mmol. Analogic cu reactivul Fenton în prezenţa peroxidului şi a ionilor Fe2+/Fe3+ au loc un şir de procese fotocatalitice cu formarea radicalilor activi conform reacţiilor:
Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + ·OH + OH-; Fe2+ + ·OH → Fe3+ + OH-
OH + H2O2 → HO2 · + H2О; Fe2+ + HO2 · → Fe3+ + HO2 -
Fe3+ + HO2 · → Fe2+ + О2 + Н+; Fe3+ + О2 ·- → Fe2+ + О2.
În acest caz radicalul hidroxilic liber ·OH este o particulă de o înaltă capacitate de reacţie cu o durată de existenţă scurtă. Peroxidul de hidrogen (H2O2) este, de asemenea, de o capacitate de reacţie înaltă în raport cu macromoleculele organice ale polifenolilor în mediul apos, fiind precursorul formării radicalilor ·OH. Deoarece oxigenul este uşor reductibil, reducerea fotoelectronică a oxigenului duce la generarea anionilor superoxid-radicali О2 ·-, care, având o sarcină negativă, reacţionează la rândul lor cu Н+, generând radicalul de peroxid de hidrogen HO2 · . La ciocnirile ulterioare ale electronilor se obţin radicali, după care are loc formarea ionilor de hidrogen şi a moleculei de H2O2. În aşa mod, lanţul de reacţii mai sus descrise, precum şi a altor reacţii duce la obţinerea particulelor ce conţin oxigen de o reactivitate înaltă, cum ar fi H2O2, О2 ·- , precum şi a radicalului ·OH, care şi mai mult participă la desfăşurarea proceselor de distrucţie şi de epurare a apelor reziduale de substanţe organice greu degradabile, până la mineralizarea acestora.
Astfel distrucţia fotocatalitică a colorantului КС-2К poate decurge atât în etape cât şi direct, conform următoarelor reacţii generale:
La prima etapă are loc ruperea legăturii -N=N-, ceea ce duce la schimbarea rapidă a culorii soluţiei prelucrate, care din albastru devine incoloră, ca sarea disodică a 1-hidroxi-8-amino-3,6-naftalină-sulfoacidului şi N-fenil derivat (8-amino-1-sulfoacid sare disodică). La a doua etapă produsele finale de distrucţie sunt molecule cu inele aromatice separate şi substanţe simple anorganice şi gazoase, care se elimină la asemenea tratare.
Rezultatul total al transformărilor galvano-feritizate fazo-disperse cu caracter electrochimic ale proceselor omogene şi eterogene de oxido-reducere catalitică şi proceselor de adsorbţie, ce condiţionează în acelaşi timp accelerarea proceselor de separare a sedimentului şi limpezirea apelor purificate în câmp gravitaţional sau magnetic, este purificarea efectivă a apelor uzate de coloranţii sintetici, ce favorizează micşorarea valorilor CCO până la concentraţiile maxim admisibile pentru deversarea în apele de suprafaţă sau în sistemele de canalizare orăşăneşti.
În acest mod, procedeul propus asigură o purificare eficientă a apelor uzate şi formarea sedimentelor cu proprietăţi feromagnetice pronunţate pentru creşterea vitezei de separare din suspensia formată şi oferă posibilitatea de deshidratare în câmp magnetic şi limpezirea apei purificate.
Exemplu de realizarea a invenţiei
Au fost supuse purificării galvanochimice ape uzate cu conţinut de colorant sintetic КС-2К - 132,5 mg/l, în componenţa cărora a fost introdusă suplimentar clorură de sodiu 15 g/l şi peroxid de hidrogen de 33%, 0,3 ml/l. Procesul s-a efectuat la un raport masic al componentelor încărcăturii de fier, aluminiu, cărbune sulfonat şi magnetit egal cu 1:0,4:0,15:0,1, cu viteza liniară a fluxului de 8 cm/min, într-un tambur rotativ al galvanocoagulatorului timp de 10 min.
Limpezirea apei prelucrate s-a realizat în câmp magnetic, cu tensiunea de 2000 Oersted, cu prelucrarea fotocatalitică ulterioară a apei limpezite la iradiere ultravioletă cu doza de expunere de 20 J/cm3·min.
Gradul de epurare a apei a fost estimat în raport cu micşorarea concentraţiei colorantului prin metoda fotocolorimetrică după densitatea optică a soluţiei limpezite, dar şi după valoarea CCO după iradierea UV, care se determină prin oxidarea cu bicromat de potasiu. Viteza de limpezire a apei prelucrate a fost determinată sub acţiunea câmpului magnetic continuu la grosimea iniţială a stratului suspensiei de 10 cm.
Concomitent au fost efectuate testări în condiţii asemănătoare după parametrii celei mai apropiate soluţii. Rezultatele obţinute sunt prezentate în tabel.
Parametrii procesului Rezultate Raportul masic Fe/Al/cărb. sulf./magne-tit Adaosurile din apa prelucrată Viteza liniară a fluxului, cm/min Doza de iradiere UV a apei limpezite, J/cm3·min Concentraţia colorantului, mg/l CCO, mg О2/l Timpul de limpezire, min NaCl, g/l H2O2, ml/l Condiţiile testării Propu-se Con-form CMAS* Propu-se Con-form CMAS* Propu-se Con-form CMAS* 1/0,4/0,15/0,1 10 0,3 5 20 2,5 14 8,0 25,6 5 30 1/0,3/0,1/0,1 15 0,2 10 10 2,3 6 6 1/0,5/0,2/0,2 20 0,1 8 15 2,1 7 5
Notă: CMAS* - cea mai apropiată soluţie.
Astfel, din datele obţinute rezultă că parametrii procesului de prelucrare galvanochimică a apelor asigură un grad destul de înalt de purificare a apelor uzate, iar proprietăţile feromagnetice ale sedimentului permit mărirea gradului de separare şi deshidratare a acestuia de 6...8 ori în câmp magnetic în comparaţie cu cea mai apropiată soluţie.
1. RU 2045479 C1 1995.10.10
2. MD 2724 F1 2005.03.31
Claims (1)
- Procedeu de epurare galvanochimică a apelor reziduale de coloranţi organici, care include tratarea acestora prin galvanocoagulare la trecerea printr-o încărcătură de amestec ce conţine pilitură de fier şi aluminiu, cărbune sulfonat şi particule de magnetit cu gradul de dispersie de 3...7 mm, la agitare, raportul masic al componentelor fiind de 1:(0,3…0,5):(0,1…0,2):(0,1…0,2), totodată, în apele reziduale se adaugă soluţie uzată de clorură de sodiu obţinută în procesele de dedurizare a apei prin Na-cationare şi peroxid de hidrogen, în următoarele concentraţii:soluţie uzată de clorură de sodiu, recalculat la conţinutul ionilor de clorură în soluţie, g/l 10…20 peroxid de hidrogen de 33%, ml/l 0,1…0,5, procesul de epurare se efectuează la рН 6,5...7,5, cu viteza liniară a fluxului apei tratate de 5...10 cm/min într-un tambur rotativ al galvanocoagulatorului timp de 10…15 min, după care se efectuează limpezirea apei în câmp magnetic cu tensiunea de 1800…2500 Oersted, cu prelucrarea fotocatalitică ulterioară a apei limpezite la iradiere ultravioletă cu doza de expunere de 10…20 J/cm3·min.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDA20130006A MD4297C1 (ro) | 2013-02-06 | 2013-02-06 | Procedeu de epurare galvanochimică a apelor reziduale de coloranţi organici |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDA20130006A MD4297C1 (ro) | 2013-02-06 | 2013-02-06 | Procedeu de epurare galvanochimică a apelor reziduale de coloranţi organici |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MD4297B1 MD4297B1 (ro) | 2014-08-31 |
| MD4297C1 true MD4297C1 (ro) | 2015-03-31 |
Family
ID=51485228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| MDA20130006A MD4297C1 (ro) | 2013-02-06 | 2013-02-06 | Procedeu de epurare galvanochimică a apelor reziduale de coloranţi organici |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| MD (1) | MD4297C1 (ro) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU952756A1 (ru) * | 1980-09-02 | 1982-08-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Вторичных Цветных Металлов | Способ очистки сточных вод |
| WO1994018126A1 (en) * | 1993-02-15 | 1994-08-18 | 958075 Ontario Inc. Carrying On Business As Eurocan Ventures | Process for removing heavy metal ions from water |
| RU2045479C1 (ru) * | 1992-06-09 | 1995-10-10 | Курский Политехнический Институт | Способ очистки сточной воды от органических красителей |
| RU2061660C1 (ru) * | 1992-11-02 | 1996-06-10 | Светлана Элезаровна Харзеева | Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов |
| MD642G2 (ro) * | 1996-04-03 | 1997-07-31 | Государственный Университет Молд0 | Dispozitiv pentru obţinerea coagulantului |
| RU2161137C1 (ru) * | 1999-04-29 | 2000-12-27 | Северо-Кавказский государственный технологический университет | Способ очистки промышленных сточных вод |
| RU2168467C1 (ru) * | 2000-10-23 | 2001-06-10 | Шебанов Сергей Михайлович | Способ комплексной очистки воды |
| MD2497F1 (ro) * | 2003-01-15 | 2004-07-31 | Univ De Stat Din Moldova | Procedeu de epurare a apei de impuritati organice |
| MD2724F1 (ro) * | 2003-12-29 | 2005-03-31 | Universitatea De Stat Din Moldova | Procedeu de epurare galvanochimica a apelor reziduale si instalatie galvanocoagulanta pentru realizarea acestuia |
| RU2297391C2 (ru) * | 2003-04-18 | 2007-04-20 | Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук | Способ гальванохимической очистки сточных вод и устройство для его осуществления |
-
2013
- 2013-02-06 MD MDA20130006A patent/MD4297C1/ro not_active IP Right Cessation
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU952756A1 (ru) * | 1980-09-02 | 1982-08-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Вторичных Цветных Металлов | Способ очистки сточных вод |
| RU2045479C1 (ru) * | 1992-06-09 | 1995-10-10 | Курский Политехнический Институт | Способ очистки сточной воды от органических красителей |
| RU2061660C1 (ru) * | 1992-11-02 | 1996-06-10 | Светлана Элезаровна Харзеева | Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов |
| WO1994018126A1 (en) * | 1993-02-15 | 1994-08-18 | 958075 Ontario Inc. Carrying On Business As Eurocan Ventures | Process for removing heavy metal ions from water |
| MD642G2 (ro) * | 1996-04-03 | 1997-07-31 | Государственный Университет Молд0 | Dispozitiv pentru obţinerea coagulantului |
| RU2161137C1 (ru) * | 1999-04-29 | 2000-12-27 | Северо-Кавказский государственный технологический университет | Способ очистки промышленных сточных вод |
| RU2168467C1 (ru) * | 2000-10-23 | 2001-06-10 | Шебанов Сергей Михайлович | Способ комплексной очистки воды |
| MD2497F1 (ro) * | 2003-01-15 | 2004-07-31 | Univ De Stat Din Moldova | Procedeu de epurare a apei de impuritati organice |
| RU2297391C2 (ru) * | 2003-04-18 | 2007-04-20 | Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук | Способ гальванохимической очистки сточных вод и устройство для его осуществления |
| MD2724F1 (ro) * | 2003-12-29 | 2005-03-31 | Universitatea De Stat Din Moldova | Procedeu de epurare galvanochimica a apelor reziduale si instalatie galvanocoagulanta pentru realizarea acestuia |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MD4297B1 (ro) | 2014-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ghanbari et al. | Heterogeneous activation of peroxymonosulfate via nanocomposite CeO2-Fe3O4 for organic pollutants removal: The effect of UV and US irradiation and application for real wastewater | |
| Xavier et al. | Comparison of homogeneous and heterogeneous Fenton processes for the removal of reactive dye Magenta MB from aqueous solution | |
| Nidheesh et al. | Magnetite as a heterogeneous electro Fenton catalyst for the removal of Rhodamine B from aqueous solution | |
| Zhang et al. | Elimination of BPA endocrine disruptor by magnetic BiOBr@ SiO2@ Fe3O4 photocatalyst | |
| Zhao et al. | Elevated removal of di-n-butyl phthalate by catalytic ozonation over magnetic Mn-doped ferrospinel ZnFe2O4 materials: Efficiency and mechanism | |
| Ozyonar et al. | Treatment of pretreated coke wastewater by electrocoagulation and electrochemical peroxidation processes | |
| CN104478160A (zh) | 采选矿含有机物和重金属废水协同氧化处理的方法 | |
| Liu et al. | New insight into the mechanism of peroxymonosulfate activation by nanoscaled lead-based spinel for organic matters degradation: A singlet oxygen-dominated oxidation process | |
| Astaraki et al. | Effects of ethylene glycol contents on phase formation, magnetic properties and photocatalytic activity of CuFe2O4/Cu2O/Cu nanocomposite powders synthesized by solvothermal method | |
| CN105084507A (zh) | 一种高铁铝土矿与过氧化氢联用的水处理方法 | |
| CN105923735A (zh) | 一种基于高铁酸盐的复合水处理药剂及其制备方法 | |
| JP6347886B1 (ja) | グリーンラストの製造方法及びその用途 | |
| Samarghandi et al. | Kinetic of degradation of two azo dyes from aqueous solutions by zero iron powder: determination of the optimal conditions | |
| Bonola et al. | The influence of cathode material, current density and pH on the rapid Cr (III) removal from concentrated tanning effluents via electro-precipitation | |
| Rawat et al. | An LED-driven Hematite/Bi 4 O 5 I 2 nanocomposite as an S-scheme heterojunction photocatalyst for efficient degradation of phenolic compounds in real wastewater | |
| Fu et al. | Three-dimensional electro-Fenton oxidation of landfill leachate concentrates using MnO2-doped TiO2-coated granular activated carbon as catalytic particle electrodes | |
| Li et al. | Facile synthesis of Zn-OMS-2 nanorods for enhanced degradation of bisphenol A via PDS activation | |
| Azizi et al. | Two-step chromium photo-precipitation in the sequential UV/Sulfite/Manganese dioxide processes: Efficiency, kinetic, energy-economic evaluation, and sludge survey | |
| US4525254A (en) | Process and apparatus for purifying effluents and liquors | |
| MD4297C1 (ro) | Procedeu de epurare galvanochimică a apelor reziduale de coloranţi organici | |
| Liang et al. | Ferric nitrate-induced phase transformation of Bi2O3 with ion exchange property for enhanced chloride removal from high-salinity wastewater | |
| CN106829873A (zh) | 亚铁‑硅酸配合物活化分子氧原位产生过氧化氢的方法 | |
| JP2017042717A (ja) | 次亜リン酸、亜リン酸および有機リン化合物のうち少なくとも１種を含む廃水の浄化方法並びに浄化装置およびその保守方法 | |
| Zahedipour et al. | Magnetite CuFe-layered double hydroxide composite in persulfate activation under visible light for degradation of Rhodamine 6G | |
| Dong et al. | Preparing carbon-black-coated magnetite nanoparticles: fabrication, characterization, and heterogeneous persulfate oxidation of methylene blue |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG4A | Patent for invention issued | ||
| KA4A | Patent for invention lapsed due to non-payment of fees (with right of restoration) | ||
| MM4A | Patent for invention definitely lapsed due to non-payment of fees |