PL111038B1 - Method of treatment of sewages containing heavy metals compounds - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszcza¬ lnia scieków zawierajacych zwiazki ciezkich metali, takich jak np. chrom, rtec i innie.Wiadomo, ze za pomoca zelaza mozna reduko¬ wac chrom szesciowartosciowy do trójwartoscio¬ wego. Reakcja ta nie znalazla jednak zastosowania na skale przemyslowa przy oczyszczaniu scieków, a to ze wzgledu na koniecznosc stosowania duzych ilosci zelaza, z którego w wyniku procesu powstaja iznaczne ilosci zawiesiny, która trzeba usuwac, jak równiez ze wzgledu na duze zuzycie srodków sto¬ sowanych do wytracania osadu, takich jak wodo¬ rotlenek wapniowy lub wodorotlenek sodowy.Zuzycie tych srodków jest /znacznie wieksze niz przy istosowandu innego znanego sposobu redukcji, mianowicie za pomoca dwutlenku siarki lub wodo- rosiarazynu. Z drugiej zas strony, gdyby zuzycie zelaza w takim procesie odpowiadalo zuzyciu wy¬ nikajacemu z obliczen stechiometrycznych, to taki proces bylby korzystny z gospodarczego punktu widzenia.Wynalazek umozliwia prowadzenie procesu oczy¬ szczania scieków zawierajacych zwiazki metali ciezkich przy uzyciu zelaza w ilosci bardzo zbli¬ zonej do ilosci wynikajacych z obliczen stechio¬ metrycznych. Stwierdzono mianowicie, ze jezeli wartosc pH roztworu poddawanego traktowaniu i jej liniowe zmiany w ukladzie redukujacym re¬ guluje sie odpowiednio, wówczas mozna uniknac zjawiska pasywacji metalu na iskutek wytwarzania 10 ii 29 30 sie na jego powierzchni pasywnej powloki, która w miare uplywu czasu dezaktyzuje ten metal cal¬ kowicie. Stwierdzono, ze jezeli wartosc pH ukladu redukujacego utrzymuje sie ponizej takiej war¬ tosci, pnzy której zelazo wytraca sie w postaci wodorotlenku, to mozna calkowicie uniknac tej pasywacji.Zgodnie z wynalazkiem, wody sciekowe podda¬ wane oczyszczaniu prowadzi sie przez jedna lub wieksza liczbe kolumn zawierajacych pierwiastek mniej szlachetny od wodoru, w postaci granulek, kulek, malych pretów, struzyn lub w innej postaci odpowiadajacej wymiarom kolumny. Scieki prze¬ plywajace przez kolumne .powoduja utlenianie me¬ talu znajdujacego sie w stanie zerowym i równo¬ czesnie zwiazki metali znajdujace sie w sciekach ulegaja redukcji do nizszego stanu utlenienia, a na¬ wet do wolnego metalu. Na przyklad, jezeli jon wielowartosaiowego metalu nalezy do grupy anio- notwórezej, wówczas wytwarza sie sól tego metalu o nizszej wartosciowosci i sól te mozna latwo usuwac znanymi sposobami. Jezeli zas scieki za¬ wieraja sól metalu szlachetnego, to w wyniku tego procesu otrzymuje sie odpowiedni metaL W ten sposób, chromiany ulegaja redukcji i tworza sie sole trójwartosciowego chromu,. a z soli miedzi lub rteci otrzymuje sie metaliczna miedz lub rtec.Jezeli jako metal eleMrododatni stosuje sie zelazo, to reakcje te mozna przedstawic za pomoca naste¬ pujacych równan: 111 038111 038 3Fe+Cr207- + 14H+ ^ 3Fe2++2CrS++7H20 3Fe2++—Cr207=+7H+ jzt 3Fe3++Cr3+ + -?-H20 2 2 lub w przypadku metali szlachetnych: n Fe+2 Me++ ^ n Fe2++2 Me, przy czym Me ozinaoza metal szlachetny, np. miedz lub rtec, a n oznacza liczbe odpowiadajaca sta¬ nowi utleniania tego metalu. Przy wartosci pH mniejszej lub równej 3 reakcje te przebiegaja bez dostarczania energii z zewnatrz.Proces wedlug wynalazku mozna prowadzic przy duzej predkosci przeplywu scieków przez kolumny, a szczególna zaleta tego sposobu jest to, ze w za¬ leznosci od wartosci pH scieków o stezeniu sub¬ stancji stanowiacej zanieczyszczenie stosuje sie mo¬ zliwie duza predkosc przeplywu. Przy tych samych ilosciach zredukowanego skladnika zanieczyszczaja¬ cego zwiekszajac predkosc przeplywu scieków mo¬ zna zuzycie pierwiastka elektrododatniego zblizyc bardzo znacznie do zuzycia odpowiadajacego war¬ tosci obliczonej teoretycznie.Wynalazek zilustrowano w nizej podanych przy¬ kladach, przy czym przyklad I ilustruje wplyw wartosci pH na zuzycie zelaza, przyklad II — wplyw predkosci przeplywu na zuzycie zelaza, przyklad III — wplyw wielkosci srednicy kolumny na ilosc zredukowanego chromu szesciowartoscio¬ wego, a przyklad IV — wplyw weilkosci srednicy kolumny na zuzycie zelaza.Przyklad I. Przez kolumnie o srednicy 2,7 cm, wypelniona granulowanym zelazem {srednica 4 mm i dlugosci 6 mm) przepuszcza sie roztwór zawie¬ rajacy zwiazek ichromu szesciowartosciowego o war¬ tosciach pH podanych w tablicy 1, i przy stalej predkosci przeplywu. W tablicy 1 [podano zuzycie zelaza na 1 kg zredukowanego chromu.Tablica 1 Tablica 2 Zawartosc Cr+6 w mg/litr doplyw 30 30 30 | 30 odplyw <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 Wartosc pH scieków 0,3 1 2 2,5 Zuzycie zelaza w kg na 1 kg | zredukowa¬ nego Cr 10 7 2 1,1 | Przyklad II. Postepuje sie jak w .przykla¬ dzie I, lecz stosuje sie stala wartosc pH = 1 i zmie¬ nia predkosc przeplywu scieków przez kolumne.W tablicy 2 podano zuzycie zelaza na 1 kg zre¬ dukowanego chromu.Przyklad III. W kazdej z trzech kolumn ó srednicach podanych w tablicy 3 umieszcza sie 320 ml Fe i przez kolumny przepuszcza roztwór zawierajacy taka sama ilosc szesciowartosciowego chroniu i o stale} wartosci pH, przy czym do wszystkich kolumn wprowadza sie roztwór z taka sama jpredkasoia. W tablicy; 3 podano zawartosci Cr+6 w roztworze odplywajacyrifr z kolumn. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Pred¬ kosc prze¬ plywu litry/ godzine 6 8 10 16 Zawartosc Cr+6 w mg/litr doplyw 300 300 300 300 odplyw <0,02 <0,02 < 0,02 <0,02 War¬ tosc pH scieków 1 1 1 1 Zuzycie zelaza svkg na 1 kg zre¬ dukowa¬ nego Cr 2,2 •2,0 1,8 1,20 Zawar¬ tosc Or+6 .v mg/litr w roz¬ tworze dopro- wadza- | nym 168 168 168 War¬ tosc pH 1 1 1 Tablica 3 Pred¬ kosc doplywu litry/ godzine 32 32 32 Sred¬ nica kolumny cm 2 2,7 4,1 Zawartosc Cr+6 mg/litr w roztworze odplywa¬ jacym 3,2 17,5 42,5 | Przyklad IV. Próby prowadzi sie w 2 ko¬ lumnach o srednicach podanych w tablicy 4 i przy takiej samej wartosci pH oraz jednakowej pred¬ kosci przeplywu. W tablicy tej podano ilosci zelaza niezbedne do calkowitego zredukowania Cr+8 do Cr+3.Tablica 4 1 Zawartosc Cr+8wmg/ litr w roz¬ tworze doprowa¬ dzanym 32 32 32 1 32 War¬ tosc pH 2,03 2,03 2,03 2,03 Predkosc doplywu litry/ godzine 40 80 120 160 Zuzycie Fr w g w kolumnach o srednicy 9,7 cm 1050 1550 1800 1950 4,1 cm 1500 1 2050 2600 3050 | Zastrzezenia patentowe 1. Sposób oczyszczania scieków zawierajacych zwiazki ciezkich metali, znamienny tym, ze scieki prowadzi sie przez jedna lub wieksza liczbe kolumn wypelnionych pierwiastkiem mniej szlachetnym niz wodór i majacym postac granulek, kulek, niewiel¬ kich pretów, struzyn lub inna, odpowiadajaca wielkosci kolumny, przy czym utrzymuje sie war¬ tosc pH scieków mniejsza niz 3 Lub równa 3. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w -przypadku oczyszczania scieków zawierajacych chromiany jako pierwiastek mniej szlachetny od wodoru stosuje sie zelazo i wartosc pH scieków utrzymuje sie ponizej tej, przy której zelazo moze sie wytracac w postaci wodorotlenku.ZGK Oddz. 2 Chorzów, zam. 6286/81 — 125 egz.Cena 45 zl PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób oczyszczania scieków zawierajacych zwiazki ciezkich metali, znamienny tym, ze scieki prowadzi sie przez jedna lub wieksza liczbe kolumn wypelnionych pierwiastkiem mniej szlachetnym niz wodór i majacym postac granulek, kulek, niewiel¬ kich pretów, struzyn lub inna, odpowiadajaca wielkosci kolumny, przy czym utrzymuje sie war¬ tosc pH scieków mniejsza niz 3 Lub równa 3.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w -przypadku oczyszczania scieków zawierajacych chromiany jako pierwiastek mniej szlachetny od wodoru stosuje sie zelazo i wartosc pH scieków utrzymuje sie ponizej tej, przy której zelazo moze sie wytracac w postaci wodorotlenku. ZGK Oddz. 2 Chorzów, zam. 6286/81 — 125 egz. Cena 45 zl PL