RU1784594C - Способ очистки сточных вод от ионов кальци - Google Patents

Abstract

Использование: системы оборотного водоснабжени . Сущность изобретени : сточные воды, содержащие ионы кальци  и сульфат ионы, смешивают со сточными водами, образующимис  на газоочистных установках улавливани  диоксида серы на стадии прокалки в производстве диоксида титана сернокислотным способом, содержащими сульфит и карбонат натри . Дополнительно ввод т гидроксиды железа. Соотношение ионов кальци , сульфита и карбоната натри  в смеси сточных вод составл ет 1:(3- 14):(0,5-3). Суспензию отстаивают, фильтруют, осветленный фильтрат обессоливают . Способ позвол ет на 8% повысить степень очистки от ионов кальци  и удешевить процесс. 2 з.п.ф-лы, 1 табл

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к способам очистки сточных вод, содержащих ионы кальци , методами обратного осмоса, электродиализа и дистилл ции с предварительным выделением ионов кальци  в осадок и может быть использовано при обработке воды систем оборотного водоснабжени , например травильных отделений , в которых существует опасность образовани  гипсовых отложений.

Наиболее близким к предложенному  вл етс  способ обессоливани  растворов, содержащих ионы кальци  и сульфат-ионы, заключающийс  в добавлении к воде карбоната (бикарбоната) щелочного металла или диоксида углерода, привод щему к образованию осадка карбоната кальци , отделении его фильтрацией и дальнейшем обессоливании фильтрата методами обратного осмоса, электордиализа и выпариванием с получением сухих солей.

Недостатком этого способа  вл етс  низка  степень очистки сточных вод от ионов кальци , чТо св зано с кинетическими трудност ми образовани  зародышей твердой фазы карбоната кальци , а также относительно высока  стоимость и дефицитность примен емых реагентов

Целью изобретени   вл етс  повышение степени очистки и удешевлений процесса ,

Дл  осуществлени  способа сточные воды (например, после нейтрализации сернокислых сточных вод, образующихс  в производстве двуокиси титана, кальцийсо- держащими реагентами), содержащие ионы кальци  700-900 мг/дм и сульфат-ионы 1800-2100 мг/дм3, смешивают со сточными водами, образующимис  на газоочистны

««а XI

оо

ел ю

4

установках улавливани  диоксида серы на стадии прокалки с производстве двуокиси титана сернокислотным способом, содержащими сульфит натри  до 50000 мг/дм и карбонат натри  до 11000 мг/дм3. Дополнительно ввод т гидроксиды железа (III) в количестве 120-130 мг/дм3 (может быть использован железосодержащий осадок после нейтрализации и окислени  кислых железосодержащих сточных вод), Отношение ионов кальци  к сульфиту и карбонату натри  в смеси сточных вод составл ет 1:(3- 14)1(0,5-3).

В смесителе происходит интенсивное зародышеобразование кальцийсодержа- щих осадков, Из смесител  сточные воды направл ют в аппарат с механическим перемешиванием , где завершаетс  выделение ионов кальций в осадок, формирование и рост частиц твердой фазы Выдержку провод т в течение 1 ч. Кроме того, в аппарате происходит стабилизаци  рН среды до значений 8-9 и окисление оставшегос  в растворе сульфита до сульфат-иона.

Затем суспензию кальцийсодержаицего осадка направл ют на стацию фильтрации дл  тонкой очистки от твердой фазы (например , на фильтр-прессы).

Осветленный фильтрат, содержащий, главным образом, сульфат.натри  с остаточной концентрацией ионов кальци  не более 50 мг/дм3 и твердой фазы не более 50 мг/дм3, направл ют на1 обесссгливание с целью получени  дистилл та и сухих солей, например, на вакуум-выпарную установку, включающую р д пленочных выпарных аппаратов с рециркул цией раствора - дл  частичного упаривани  и упаривани  воды до состо ни , близкого к насыщению по имеющимс  в сточных водах сол м, выпарные аппараты с вынесенной из греющих трубок зоной кипени  и принудительной циркул цией раствора, в котором сточные вбды упариваютс  до насыщени  солей и роторно-пленочные выпарные аппараты дл  окончательного упаривани  остатков сточных вод с образованием смеси сухих солей.

Полученный дистилл т используют в технологических циклах, требующих высокого качества воды (например, в производстве пигментной двуокиси титана). Сухие сульфатные соли могут использоватьс  при получении бетона.

Отличительной особенностью за вл емого способа  вл етс  то, что частицы твердой фазы гидроксидов железа (III), обладающие большой удельной поверхностью , способствуют быстрому зароды шеоб- рэзованию твердой фазы. Первоначально

на частицах гидроксидов железа (III) образуютс  зародыши карбоната кальци , на которых происходит быстрое и достаточно полное выделение в осадок кальци  в виде

сульфита, Кроме того, при взаимодействии карбоната и сульфита натри  с ионами кальци  в смеси сточных вод происходит стабилизаци  и сдвиг рН среды из щелочной в слабощелочную или нейтральную при

0 уменьшении концентрации карбоната натри  в смеси стоков. При этом образующа с  тверда  фаза карбоната и сульфата кальци   вл етс  хорошей контактной средой дл  окислени  избыточного сульфита

5 натри  в смеси сточных вод. После стадии фильтрации сточные воды, содержащие главным образом сульфат натри , направл ют дл  дальнейшего обессоливани , концентрировани  и получени  сухих солей на

0 установки обратного осмоса, электродиализа и выпарки. Загипсовывани  мембран и выпарного оборудовани  не наблюдаетс .

При массовом соотношении ионов кальци  к сульфиту натри  более 1:14 и менее 1-3

5 снижаетс  степень осаждени  ионов кальци . Очевидно в первом случае это св зано с образованием растворимых комплексных соединений в присутствии избытка сульфита натри . Снижение степени осаждени  во втором слу0 чае объ сн етс  недостатком осадител .

При массовом отношении в смеси ионов кальци  к карбонату натри  менее 1:0,5 уменьшаетс  скорость осаждени  ионов кальци , что св зано с трудност ми зароды5 шеобразовани  при недостаточной концентрации карбоната натри , при соотношении более 1:3 эффект осаждени  не усиливаетс . При массовой концентрации в смеси гидроксидов железа (III) менее 120 мг/дм3

0 снихоетс  скорость осаждени  ионов кальци , что св зано с замедлением зародыше- образовании кальцийсодержащей твердой фазы, при массовой концентрации более 300 мг/дм3 эффект осаждени  увеличивает5 с  незначительно,

П р и м е р 1 (прототип). Сточные воды, содержащие ионы кальци  в количестве 700-900 мг/дм3, смешивают в течение 1 ч с карбонатом натри , введенном в количест0 ве 20%-ного избытка против стехиометри- ческого количества. В конце процесса осаждени  определ ют остаточную концентрацию ионов кальци  в растворе, котора  доставл ет 107 мг/дм3. Степень очистки от

5 ионов кальци  88,9%. Воду после фильтрации , содержащую хорошо растворимые соли натри , направл ют на обессоливание.

П р и м е р 2 (предложенный способ). Сульфатные сточные воды с массовой концентрацией ионов кальци  900 мг/дм3 смешивают со сточными водами от газоочистных установок улавливани  диоксида серы, содержащих сульфит и карбонат натри . Соотношение ионов кальци  к сульфиту и карбонату натри  е смеси составл ет 1:8:1, концентраци  введенных гидроксидов железа (III) - 200 мг/дм3. Через 1 час остаточна  концентраци  ионов кальци  в растворе снизилась до 25 мг/дм3 (степень осаждени  97,3%). Далее фильтрат направл ют в комплексную обессоливающую установку , включающую обратно-осмотические и вакуум-выпарные аппараты, с целью получени  обессоленной воды и сухих солей.

П р и м е р 3 аналогичен примеру 2, но гидроксид железа ввод т в виде осадка, получаемого в процессе нейтрализации и окислени  кислых железосодержащих сточных вод. Степень осаждени  ионов кальци  97,8%.

В таблице представлены данные по эффективности очистки от ионов кальци  в зависимости от соотношени  и количеств вводимых реагентов.

Использование предложенного способа позвол ет на 8% повысить степень очистки от ионов кальци , снизить стоимость очистки 1 м3 сточных вод за счет исключени 

Claims (2)

1. дополнительного расхода дефицитного реагента (карбоната натри ) на 12 коп Формула изобретени  1 Способ очистки сточных вод от ионов

   кальци , включающий обработку кальцийо- саждающим реагентом, отделение образующегос  осадка фильтрацией и последующее обессоливание фильтрата, отличающийс  тем, что, с целью повышени  степени

   очистки и удешевлени  процесса, осаждение кальци  ведут в присутствии гидрокси- да железа, а в качестве кальцийосажда- ющего реагента используют сточные воды газоочистных установок улавливани  диоксида серы на стадии прокалки в производстве диоксида титана сернокислотным способом в количестве, обеспечивающим массовое соотношение ионов кальци  к содержащимс  в сточных водах сульфиту и

   карбонату натри  1:(3-14):(0,5-3).
2. 2.Способ по п,1,отличающийс  тем, что гидроксид железа ввод т в количестве 120-300 мг/л.

   3,Способ по пп.1 и2,отличающий- с   тем, что гидроксид железа ввод т в виде

   осадка, получаемого в процессе нейтрализации и окислени  кислых железосодержащих сточных вод

   Продолжение таблицы