RU1838249C

RU1838249C - Method of sewage treatment from heavy metal ions

Info

Publication number: RU1838249C
Application number: SU914890184A
Authority: RU
Inventors: Роберт Абрамович Стремовский
Original assignee: Р.А.Стремовский
Priority date: 1991-09-17
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1993-08-30

Abstract

Сущность изобретени : способ включает последовательную фильтрацию сточных вод через слой порошка железа при рН 4 - 5, слой измельченной силикатной глыбы, слой алюминиевой стружки при рН 9 - 10 и последующую коагул цию либо известковой водой в количестве 0,5 - 1,5 г СаО на 1 л обрабатываемой воды при рН 9 - 14, либо при рН 6 - 7 последовательным введением хлорной извести, хлорида кальци , сульфата алюмини и глинозема в количествах г/л 1 - 2, 3 6, 1 - 2, 5 - 10 соответственно. Производительность процесса 0,5 - 1 л/с, остаточное содержание ионов т желых металлов менее 0,41 мг/л. 1 ил.. 3 табл.SUMMARY OF THE INVENTION: the method includes sequential filtration of wastewater through a layer of iron powder at pH 4-5, a layer of crushed silicate block, a layer of aluminum chips at pH 9-10 and subsequent coagulation with lime water in an amount of 0.5-1.5 g CaO per 1 liter of treated water at a pH of 9-14, or at a pH of 6-7 by the sequential introduction of bleach, calcium chloride, aluminum sulfate and alumina in quantities of g / l 1 - 2, 3 6, 1 - 2, 5 - 10, respectively. The productivity of the process is 0.5 - 1 l / s, the residual content of heavy metal ions is less than 0.41 mg / l. 1 il .. 3 tablets

Description

Изобретение относитс к обработке промышленных сточных вод .от ионов т желых металлов, в том числе к очистке гальванических стоков.The invention relates to the treatment of industrial wastewater from heavy metal ions, including the treatment of galvanic effluents.

Цель изобретени - повышение степени очистки и увеличение производительности процесса.The purpose of the invention is to increase the degree of purification and increase the productivity of the process.

На чертеже показана установка дл очистки сточных вод от ионов т желых металлов .The drawing shows a plant for the treatment of wastewater from heavy metal ions.

Установка дл очистки сточных вод от ионов т желых металлов включает последовательно соединенные реакторы 1, 2 объемом 1,5 м3 каждый и двухсекционный отстойник 3 общим объемом 3 м3. Между реакторами 1,2 установлен с возможностью периодического встр хивани сетчатый фильтр 4, загруженный силикатной глыбой (размер гранул 15-20 мм).The apparatus for treating wastewater from heavy metal ions includes series-connected reactors 1, 2 with a volume of 1.5 m3 each and a two-section sump 3 with a total volume of 3 m3. A mesh filter 4, loaded with silicate block (granule size 15-20 mm), is mounted between the reactors 1,2 with the possibility of periodic shaking.

Реактор 1 загружен порошком железа, помещенным в металлические корзины (10 корзин по 15 - 20 кг порошка в каждой), реактор 2 - алюминиевой стружкой. Над реактором 1 установлен бак-дозатор 5 объемом 5 - 10 л дл дозировки серной кислоты, над реактором 2 - бак-дозатор 6 такого же объема дл дозировки раствора каустика.Reactor 1 is loaded with iron powder placed in metal baskets (10 baskets of 15 - 20 kg of powder in each), reactor 2 with aluminum shavings. Above reactor 1, a metering tank 5 with a volume of 5-10 l for dosing sulfuric acid is installed; above reactor 2, a metering tank 6 of the same volume for dosing a caustic solution is installed.

Установка снабжена насосом производительностью 3,6 м /ч (например, типа ВК.С-1/16). Реакторы 1, 2 посто нно барбо- тируют сжатым воздухом. Скорость подачи очищаемых сточных вод регулируют клапаном с расчетом, чтобы скорость перетока воды из реактора 2 в отстойник 3 составл ла не более 1 м/с.The unit is equipped with a pump with a capacity of 3.6 m / h (for example, type VK.S-1/16). Reactors 1, 2 are constantly bubbling with compressed air. The feed rate of the treated wastewater is controlled by a valve, so that the flow rate of water from the reactor 2 to the sump 3 is not more than 1 m / s.

Л р и м е р 1. Сточную воду, содержащую ионы хрома (VI), хрома (III), никел , меди, цинка , кадми , насосом 7 подают со скоростью 0,5 л/с в реактор 1, в котором поддерживают рН 4 - 5 серной кислотой из дозатора 5; проход слой порошка железа ионы металлов восстанавливаютс , при этом одновременно с восстановлением происходит образование гидроокисей металлов, обладающих развитой поверхностью, на которую адсорбируютс ионы металлов,LI me R 1. Wastewater containing ions of chromium (VI), chromium (III), nickel, copper, zinc, cadmium, pump 7 is fed at a speed of 0.5 l / s in the reactor 1, which maintain the pH 4 - 5 sulfuric acid from dispenser 5; passage through a layer of iron powder, metal ions are reduced, while simultaneously with the reduction, the formation of metal hydroxides occurs, having a developed surface on which metal ions are adsorbed.

Наличие в очищаемом растворе хрома- тов ингибирует окисление железного поСА )The presence of chromates in the purified solution inhibits the oxidation of iron posA)

рошка; при барботаже его поверхность очищаетс от окислов железа и способствует посто нной восстановительной активности по отношению к ионам других металлов; образовавшиес окислы хрома также снимаютс с поверхности порошка барбота- жем. Затем вода проходит через фильтр 4, заполненный дробленной силикатной глыбой , при этом процесс очистки продолжаетс за счет того, что ионы двухвалентного железа, соприкаса сь с поверхностью силикатной глыбы,образуют гидроокись железа, на поверхность которой адсорбируютс ионы металлов, оставшиес в растворе, при этом поверхность силикатной глыбы обновл ли за счет посто нного протока очищаемого раствора и встр хивание фильтра.grove; when bubbling, its surface is cleaned of iron oxides and contributes to a constant reducing activity with respect to ions of other metals; the resulting chromium oxides are also removed from the surface of the powder by bubbling. Then, water passes through a filter 4 filled with crushed silicate block, while the cleaning process continues due to the fact that the ferrous ions in contact with the surface of the silicate block form iron hydroxide, on which surface metal ions adsorbed in the solution are adsorbed, while the surface of the silicate block was renewed by the constant flow of the solution to be cleaned and the filter shaken.

Далее вода поступает в реактор 2 с алюминиевой стружкой; в реакторе 2 поддержи- вают значение рН 9 - 10 (раствором каустика из дозатора 6). В этих услови х восстанавливаютс остатки ионов хрома; восстановленный хром, в свою очередь, вл етс восстановителем по отношению к другим благородным металлам. Аналогичное положение при восстановлении ионов цинка: восстановленный цинк - восстановитель по отношению к другим металлам. Таким образом, порошок железа и алюминиева стружка при за вленных пределах рН играет роль катализаторов,Next, the water enters the reactor 2 with aluminum chips; in reactor 2, a pH value of 9-10 is maintained (caustic solution from dispenser 6). Under these conditions, chromium ion residues are reduced; reduced chromium, in turn, is a reducing agent with respect to other noble metals. A similar situation with the reduction of zinc ions: reduced zinc is a reducing agent in relation to other metals. Thus, iron powder and aluminum shavings play the role of catalysts at the stated pH ranges.

На следующей стадии в двухсекционном отстойнике 3 происходит осаждение коагулирующей смесью купратов, никел тов, цинкатов и других кислотных форм т желых металлов, которые образуютс в щелочной среде и предшествующими операци ми не удал ютс . После заполнени первой секции отстойника 3 идет заполнение следующей , а в первую секцию при перемешивании обрабатываемой воды сжатым воздухом (рН раствора довод т до значени 6,5) производ т последовательную загрузку (с интервалом 5-6 мин) хлорной извести (1,5 г на 1 л обрабатываемой воды), хлорида кальци (4 г на 1 л обрабатываемой воды), сульфата алюмини (1,5 г на 1 л обрабатываемой воды), глинозема (7 г на 1 л обрабатываемой воды).In the next stage, in a two-section settling tank 3, precipitation by a coagulating mixture of cuprates, nickels, zincates and other acidic forms of heavy metals, which are formed in an alkaline medium and are not removed by previous operations, takes place. After filling the first section of sump 3, the next one is filling, and in the first section, with the treated water being mixed with compressed air (the pH of the solution is adjusted to a value of 6.5), sequential loading (with an interval of 5-6 minutes) of bleach (1.5 g per 1 liter of treated water), calcium chloride (4 g per 1 liter of treated water), aluminum sulfate (1.5 g per 1 liter of treated water), alumina (7 g per 1 liter of treated water).

Осаждение происходит через 25 - 30 мин, после чего очищенную воду сливают.Precipitation occurs after 25-30 minutes, after which the purified water is drained.

При поступлени х новых порций очищаемой воды необходимо лишь поддерживать значение рН в реакторах 1, 2 и отстойнике 3 в заданных интервалах, при этом процесс коагулировани идет до тех пор, пока не св заны все ионы кальци коагулирующей смеси,When new portions of purified water are supplied, it is only necessary to maintain the pH value in reactors 1, 2 and settling tank 3 at predetermined intervals, while the coagulation process continues until all ions of the calcium coagulating mixture are bound.

В табл.1 приведены результаты анализов очистки гальванических стоков с различными исходными концентраци ми ионов т желых металлов в соответствии с режимами примера 1 за двухнедельный цикл.Table 1 shows the results of analysis of the treatment of galvanic effluents with different initial concentrations of heavy metal ions in accordance with the modes of Example 1 for a two-week cycle.

По окончании двухнедельного цикла 5 производ т очистку отстойника 3 и загрузку коагулирующей смесью. Замену реагентов в реакторах 1, 2 не производ т.At the end of the two-week cycle 5, the sump 3 is cleaned and loaded with a coagulating mixture. Reagents are not replaced in reactors 1, 2.

П р и м е р 2. Очистку воды провод т в услови х примера 1, при этом в реакторе 2 поддерживают значение рН 7 - 8, а осаждение в отстойнике 3 провод т при рН 5 последовательной загрузкой (с интервалом 5-6 мин) хлорной извести (0,5 г на 1 л обрабатываемой воды), хлорида кальци (12,5 г на 1 л 5 обрабатываемой воды), сульфата аммони (0,5 г на 1 л обрабатываемой воды), глинозема (4 г на 1 л обрабатываемой воды).Example 2. Water purification is carried out under the conditions of example 1, while in the reactor 2 maintain the pH value of 7-8, and sedimentation in the sump 3 is carried out at pH 5 by sequential loading (with an interval of 5-6 minutes) bleach (0.5 g per 1 liter of treated water), calcium chloride (12.5 g per 1 liter of 5 treated water), ammonium sulfate (0.5 g per 1 liter of treated water), alumina (4 g per 1 liter treated water).

Результаты анализов очистки стоков в соответствии с режимами примера 2 приве- 0 дены в табл.1. После недельного очистительного цикла содержание ингредиентов значительно превышает ПДК,The results of wastewater treatment analyzes in accordance with the modes of Example 2 are shown in Table 1. After a weekly cleaning cycle, the content of the ingredients significantly exceeds the MPC,

П р и м е р 3. Очистку воды провод т в услови х примера 1, при этом в реакторе 2 5 поддерживают значение рН 11 - 12, а осаждение в отстойнике 3 провод т при рН 8 последовательной загрузкой (с интервалами 5 - 6 мин) реагентов, г/л обрабатываемой воды:EXAMPLE 3. Water purification is carried out under the conditions of example 1, while in the reactor 2 to 5 maintain the pH value of 11 - 12, and the deposition in the sump 3 is carried out at pH 8 by sequential loading (at intervals of 5 to 6 minutes ) reagents, g / l of treated water:

0 Хлорна известь3 Хлорид кальци 7 Сульфат аммони 3 Глинозем 11 При данных режимах осаждение проис- 5 ходит в течение 70 - 80 мин, что резко снизило производительность процесса.0 Chlorine lime3 Calcium chloride 7 Ammonium sulfate 3 Alumina 11 Under these conditions, precipitation occurs 5 within 70 - 80 minutes, which sharply reduced the productivity of the process.

Результаты анализов двухнедельного цикла очистки стоков в соответствии с режимами примера 3 приведены в табл.1. 0The results of the analysis of the two-week cycle of wastewater treatment in accordance with the modes of example 3 are shown in table 1. 0

П р и м е р 4. Аналогично примеру 1 провод т очистку воды, при этом осаждение в отстойнике 3 провод т при рН 9 - 14 известковой водой в количестве 1 г СаО на 1 лPRI me R 4. Analogously to example 1, water is purified, while sedimentation in the sump 3 is carried out at pH 9-14 with lime water in an amount of 1 g CaO per 1 l

5 обрабатываемой воды.5 treated water.

Растворимость гидроксида кальци , носителем которого вл етс гашена известь , мала и равна при 20°С 1,56 г/л. Ионы кальци , взаимодействующие с отрицатель0 н,о зар женными окисленными формами металлов (купратами, никел тами, алюминатами ) образуют трудморастворимые соединени кальци . По мере св зывани ионов кальци в раствор переход т его но5 вые ионы, что способствует использованию одной порции гашеной извести, по меньшей мере, в двухнедельном очистительном цикле ,The solubility of calcium hydroxide, which is supported by slaked lime, is small and equal to 1.56 g / l at 20 ° C. Calcium ions, interacting with a negative one, about charged oxidized forms of metals (cuprates, nickels, aluminates) form hardly soluble calcium compounds. As calcium ions bind to the solution, its new 5 ions are transferred, which facilitates the use of one portion of hydrated lime in at least a two-week cleaning cycle.

Замену реагентов в реакторах 1, 2 не производ т.Reagents are not replaced in reactors 1, 2.

В табл.2 сведены результаты анализов очистки стоков в соответствии с режимами примера 4 за двухнедельный цикл.Table 2 summarizes the results of wastewater treatment analyzes in accordance with the modes of example 4 for a two-week cycle.

П р и м е р 5. Аналогично примеру 1 провод т очистку воды, при этом осаждение в отстойнике 3 провод т при рН 6,5 известковой водой из расчета 1 г активной окиси кальци на 1 л обрабатываемой воды.Example 5. Analogously to example 1, water was purified, and sedimentation in sedimentation tank 3 was carried out at pH 6.5 with lime water at the rate of 1 g of active calcium oxide per 1 liter of treated water.

Результаты анализов двухнедельного цикла очистки стоков в соответствии с режимами примера 5 сведены в табл.2.The results of the analysis of the two-week cycle of wastewater treatment in accordance with the modes of example 5 are summarized in table 2.

П р и м е р 6. Аналогично примеру 1 провод т очистку воды, при этом в реакторе 2 поддерживают значение рН 8, а осаждение в отстойнике 3 провод т при рН 5 известковой водой из расчета 0,3 г активной окиси кальци на 1 л обрабатываемой воды.PRI me R 6. Analogously to example 1, water is purified, while in the reactor 2 maintain the pH value of 8, and the precipitation in the sump 3 is carried out at pH 5 with lime water at the rate of 0.3 g of active calcium oxide per 1 l treated water.

Результаты анализов стоков в соответствии с режимами примера 6 сведены в табл.2.The results of wastewater analyzes in accordance with the modes of example 6 are summarized in table 2.

После 6-дневного очистительного цикла содержание ингредиентов значительно выше ПДК.After a 6-day cleaning cycle, the content of ingredients is significantly higher than the MPC.

Пример. Аналогично примеру 1 провод т очистку воды, при этом в реакторе 2 поддерживают значение рН, а осаждение в отстойнике 3 провод т при рН 8 известковой воды из расчета 2 г активной окиси кальци на 1 л обрабатываемой воды.Example. Analogously to Example 1, water was purified, while the pH was maintained in reactor 2, and sedimentation in sedimentation tank 3 was carried out at pH 8 of lime water, based on 2 g of active calcium oxide per 1 liter of treated water.

Результаты анализов стоков в соответствии с режимами примера 4 сведены в табл.2.The results of wastewater analysis in accordance with the modes of example 4 are summarized in table 2.

При высокой эффективности очистки стоков снижаетс производительность процесса из-за увеличени времени осаждени (60-85 мин).With high effluent treatment efficiency, the productivity of the process is reduced due to an increase in the settling time (60-85 min).

В табл.3 приведены сравнительные данные по степени очистки сточных вод и производительности процесса в услови х известного и за вленного способов.Table 3 shows comparative data on the degree of wastewater treatment and process productivity under the conditions of the known and claimed methods.

Анализ важнейшего критери эффективности способов очистки сточных вод степени очистки, показывает, что даже сама , высока степень очистки, достигнута при реализации известного способа, позвол т , исход из значений ПДК, направл ть 5 очищенную воду только дл повторного использовани , а степень очистки вообще выходит за пределы ПДК, что совершенно недопустимо при промышленной реализации способа. При этом, полученные значе0 ни степени очистки достигнуты при нагреве очищаемой воды до 40 - 80°С, что резко снижает экономичность процесса.The analysis of the most important criteria for the effectiveness of wastewater treatment methods of the degree of purification shows that even the very high degree of purification achieved by the known method allows, on the basis of MPC values, to send 5 purified water only for reuse, and the degree of purification generally comes out outside the MPC, which is completely unacceptable in the industrial implementation of the method. At the same time, the obtained values of the degree of purification were achieved when the treated water was heated to 40 - 80 ° С, which sharply reduces the process efficiency.

По сравнению с известным способом - за вленное техническое решение имеетCompared with the known method, the claimed technical solution has

5 следующие преимущества: за счет использовани приема циклического изменени рН цикла длительное (не мене 6 мес) использование одной загрузки в реакторах 1, 2 и двухнедельное использование одной за0 грузки реагентов в осадителе 3: высока степень очистки стоков от ионов т желых металлов; производительность за вленного способа (0,5 - 1,0 л/с) значительно превосходит производительность способа-прото5 типа (не более 4 л/с).5 the following advantages: due to the use of the method of cyclic change in the pH of the cycle, the long-term (at least 6 months) use of one load in reactors 1, 2 and two-week use of one load of reagents in precipitator 3: high purification of effluents from heavy metal ions; the productivity of the claimed method (0.5 - 1.0 l / s) significantly exceeds the productivity of the proto-5 type method (no more than 4 l / s).

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A method for treating wastewater from heavy metal ions by filtration through a charge of metallic iron and

0 aluminum, characterized in that, in order to increase the degree of purification and increase the productivity of the process, water is successively filtered through a layer of iron powder at pH 4-5, a layer

5 crushed silicate block and a layer of aluminum shavings at pH 9-10, after which the water is treated either with lime water in an amount of 0.5-1.5 g of calcium oxide per 1 liter of wastewater at pH 9-14, or

0 pH 6-7, bleach, calcium chloride, aluminum sulfate and alumina are sequentially introduced in amounts of 1 -2.3-6, 1-2, 5-10 g / l, respectively.

T 5 l and u «1

1 includes the MPC for water discharge in the city collector in accordance with Decision X of the Executive Committee of the 6th Council of People’s Deputies G 1Z7 of 04/10/09; - the LDK goes to re-use it according to the design department of the wastewater treatment plant and the USSR LDPA (AZRO .M6.085, UTV. 19.06.fi7).

T 5 L 1

I 2

- INCLUDES TSDL. nv- vvywi .... „- -. r. „.

Council of People's Deputies IT 127 of 10. {A.89;

4 - 1KHODIT MPC in repeated terms and conditions in accordance with the re-design of the project “ro“ “nm” of the most accurate ideas of the Institute and the USSR (AERO OW.083, approved)

Prollymia tab. 2

Table 3

and m ri moss

fft / puppy

Soda / (Dunn