RU2048453C1 - Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов - Google Patents
Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2048453C1 RU2048453C1 SU5016950A RU2048453C1 RU 2048453 C1 RU2048453 C1 RU 2048453C1 SU 5016950 A SU5016950 A SU 5016950A RU 2048453 C1 RU2048453 C1 RU 2048453C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concentrate
- concentration
- carried out
- sewage water
- treatment
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
- C02F1/4676—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electroreduction
- C02F1/4678—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electroreduction of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
Abstract
Использование: для очистки сточных вод от тяжелых металлов в гальванических производствах. Сущность изобретения: сточные воды предварительно фильтруют, концентрируют в аппарате обратного осмоса с отводом пермеата и концентрата, подвергают концентрат электрохимической обработке, осаждают тяжелые металлы в виде гидроксидов и возвращают их на электрохимическую обработку. Фильтрат выпаривают и возвращают конденсат на смешивание со сточными водами. Концентрирование в аппарате обратного осмоса проводят с рециркуляцией концентрата на 1,5 1,0 части от общей поверхности мембран в аппарате. Разделение суспензии гидроксидов металлов осуществляют ультрафильтрацией на полупроницаемых мембранах с размером пор
Description
Изобретение относится к способам обработки сточных вод и может быть использовано для охраны окружающей среды при очистке стоков гальванических производств и на предприятиях, связанных с переработкой тяжелых металлов.
В гальванических производствах известен способ очистки сточных вод от тяжелых металлов (Запольская А.К. Комплексная переработка сточных вод гальванических производств. Киев, 1989). По способу очистки методы обработки гальванических стоков можно объединить в группы: реагентные, сорбционные, электрохимические, мембранные. При большом объеме производства наиболее экономично создание замкнутой системы водоснабжения на основе сочетания нескольких методов.
Известен способ очистки сточных вод от тяжелых металлов, включающий предварительную фильтрацию, концентрированные в аппарате обратного осмоса с отводом параметра и концентрата, электрохимическую обработку концентрата, осаждение тяжелых металлов в виде гидроокисей, последующее разделение суспензий с возвратом гидроокисей солей тяжелых металлов на стадию электрохимической обработки, выпаривание фильтрата с возвратом конденсата в обратное водоснабжение и отводом сухого остатка.
Однако известный способ имеет следующие недостатки. Большой объем концентрата, получаемый после стадии концентрирования в аппарате обратного осмоса, требует соответственно больших последующих аппаратов и повышенных расходов реагентов, ведет к увеличению рабочих площадей, что в конечном итоге приведет к удорожанию процесса. Проведение стадии разделения суспензии путем фильтрации не позволяет достигнуть стабильного качества получаемого фильтра.
Цель изобретения повышение эффективности процесса.
Указанная цель достигается тем, что концентрирование в аппарате обратного осмоса проводят с рециркуляцией концентрата на 1/5-1,0 части от общей поверхности аппарата обратного осмоса, а разделение суспензии осуществляют ультрафильтрацией на полупроницаемых мембранах с размером пор 400-1000 .
Классическим вариантом концентрирования в аппарате обратного осмоса является способ, когда непрерывно отводится концентрат и фильтрат со степенью концентрирования не более 2. (Это величина равная отношению концентрации данного вещества в концентрате к концентрации его в исходной смеси). Но в целом ряде производств требуется повышенная степень концентрирования, которая достигается увеличением количества секций, последовательно соединенных в аппарате. Данный способ имеет недостатки: большое гидравлическое сопротивление аппарата, что требует дополнительных затрат электроэнергии, неэффективное разделение на последней стадии из-за малых скоростей потока (рост концентрационной поляризации, уменьшение селективности и производительности мембран). Другим методом повышения степени концентрирования является увеличение числа аппаратов (ступеней), когда каждая последующая ступень имеет свой насос. Это приводит к возрастанию стоимости оборудования, что делает невыгодным применение данного способа. Концентрирование в аппарате обратного осмоса можно проводить путем рециркуляции концентрата на любой части поверхности фильтрации аппарата. Уменьшение поверхности рециркуляции ведет к увеличению степени концентрирования и уменьшению времени циркуляции при сохранении качества фильтрата. Экспериментально установлено, что концентрирование в аппарате обратного осмоса проводят с рециркуляцией концентрата на 1/5-1,0 части от общей поверхности аппарата. Уменьшение нижнего предела рециркуляции концентрата приводит к резкому сокращению времени циркуляции при сохранении качества фильтрата, что резко уменьшает производительность аппарата, таким образом увеличивается себестоимость очистки сточных вод.
Использование традиционных фильтровальных материалов для разделения суспензий с точки зрения более жестких требований по ПДК тяжелых металлов в фильтрате не обеспечивает заданного качества фильтрата. В заявленном способе стадию разделения суспензии гидроокиси тяжелых металлов ведут ультрафильтрацией на полупроницаемых мембранах. Известно, что увеличение размера пор повышает удельную производительность мембраны и уменьшает ее селективность. Экспериментально установлено, что при использовании полупроницаемых мембран с размером пор 400-1000 селективность мембраны составляет практически 100% При увеличение размера пор более 1000 А селективность мембраны уменьшается и при этом не обеспечивается требуемое качество фильтрата. При уменьшении размера пор ниже 400 , хотя селективность и сохраняется высокой, производительность резко падает, что увеличивает продолжительность процесса разделения и делает его использование неэффективным.
На чертеже приведена технологическая схема способа очистки сточных вод от тяжелых металлов.
П р и м е р 1. Промывные воды, содержащие 100 мг/л ионов меди, из промывной ванны 1 подаются объемной скоростью Q 1,6 м3/ч через узел 2 предварительной фильтрации с площадью фильтрования F 2,0 м2, где отделяются взвешенные частицы более 5 мкм, на обратноосмотический аппарат 3 с поверхностью разделения 78 м2. В нем под действием давления 4 МПа происходит концентрирование ионов меди на полупроницаемой мембране. С целью уменьшения объема концентрата и увеличения степени концентрирования стадию концентрирования проводят в циркуляционном режиме, т.е. концентрат с выхода аппарата подается на вход, что составляет 1 часть от общей поверхности аппарата (см. табл.1, пример 1). Полученный пермеат с концентрацией ионов меди не более 10 мг/л возвращают для повторного использования в промывную ванну 1.
Концентрирование ионов меди в аппарате ведут в течение 6 ч. Удельная производительность мембраны составляет 20 л/м2 ˙ч.
После чего концентрат с концентрацией ионов меди ≈1000 мг/л, объемом 55 л подают в электролизер 4, где в качестве анода используется графит, а в качестве катода медь. При плотности тока 2 А/дм2происходит выделение на катоде чистой меди, при этом происходит извлечение металла, который направляется на утилизацию в виде известного лома или используется в качестве анодного материала при гальванопокрытии. Обедненный электролит с концентрацией ≈100 мг/л ионов меди подают в реактор-нейтрализатор 5, где с помощью водного раствора NaOH (10 мас.) оставшиеся ионы меди переводятся в нерастворимое соединение в виде гидроокиси меди. Расход водного раствора NaOH составляет 80 г.
Полученную тонкодисперсную суспензию подают на разделение в ультрафильтрационный модуль 6 с мембраной, имеющей размер пор 600 . Ультрафильтрацию ведут в режиме рециркуляции при t 20-40оС и Р 0,4 МПа, концентрирование проводят до содержания солей меди в концентрате не более 10% от начальной концентрации.
Фильтрат водный раствор, содержащий в основном растворимые соли Na подают в выпарной аппарат 7, где при t 105-110оС происходит выпаривание воды, после чего конденсат возвращают в промывную ванну, а сухой остаток, в основном сульфат Nа, с содержанием солей меди ниже ПДК направляют на утилизацию.
П р и м е р 2. Аналогично примеру 1. Отличается тем, что рециркуляцию концентрата в аппарате обратного осмоса осуществляют на 1/2 части общей поверхности аппарата (см. табл.1, пример 2). Концентрирование проводят в течение 5 ч.
П р и м е р 3. Аналогично примеру 1. Отличается тем, что рециркуляцию концентрата в аппарате обратного осмоса осуществляют на 1/5 части общей поверхности аппарата (см. табл.1, пример 3). Концентрирование проводят в течение 4 ч.
П р и м е р 4. Аналогично примеру 1. Рециркуляцию концентрата осуществляют на 1/6 части общей поверхности аппарата. Концентрирование ионов меди проводят в течение 2 ч, после чего концентрат собирают в накопительной емкости в течение 4 ч (см. табл.1, пример 4).
П р и м е р 5. Аналогично примеру 1, но разделение проводят в ультрафильтрационном модуле с мембраной, имеющей размер пор 400 (см. табл.2). В табл.2 приведены данные по степени очистки сточных вод при разделении в ультрафильтрационном модуле на мембранах с различным размером пор. Из таблицы видно, что при размерах пор более 1000 уменьшается селективность, концентрация ионов меди в фильтрате увеличивается, что повышает ПДК, а при менее 400 производительность падает. При этом резко возрастает время разделения суспензии, что приводит к снижению производительности всего процесса очистки.
Параллельно осуществляют процесс очистки сточных вод по известному способу.
Процесс ведут аналогично примеру 1. Отличается тем, что концентрат после концентрирования в аппарате обратного осмоса собирают в накопительной емкости в течение 5 ч. Концентрат объемом 280 л с концентрацией ионов меди ≈300 мг/л направляют на электрохимическую обработку и далее на осаждение и последующее разделение. Разделение суспензии ведут в фильтре (например друк-фильтре) с площадью фильтрования 0,3 м2 при Р 0,4 МПА. В качестве фильтрующего материала используется бумага для фильтрования СОЖ марка А (ТУ 81-04-101-77). Концентрация ионов меди в фильтрате составляет 0,01 мг/л.
Как видно из полученных данных, приведенных в таблицах, при обработке по предлагаемому способу очистки воды от ионов меди соответствует требованиям норм ПДК.
Использование предлагаемого способа позволяет, по сравнению с существующими способами, снизить рабочие площади, сэкономить расход химических реагентов, снизить расход электроэнергии, что, в конечном итоге, повысит эффективность процесса и снизит себестоимость очистки 1 м3 сточных вод более чем на 20%
Claims (2)
1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ, включающий предварительную фильтрацию, концентрирование в аппарате обратного осмоса с отводом пермеата и концентрата, электрохимическую обработку концентрата, осаждение тяжелых металлов в виде гидроксидов, разделение образующейся суспензии с возвратом гидроксидов тяжелых металлов на электрохимическую обработку, выпаривание фильтрата с возвратом конденсата и пермеата на смешение со сточными водами и отводом сухого остатка, отличающийся тем, что концентрирование в аппарате обратного осмоса проводят с рециркуляцией концентрата на 1/5 1,0 части от общей поверхности мембран в аппарате, а разделение суспензии гидроксидов тяжелых металлов осуществляют ультрафильтрацией.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5016950 RU2048453C1 (ru) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5016950 RU2048453C1 (ru) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2048453C1 true RU2048453C1 (ru) | 1995-11-20 |
Family
ID=21591760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5016950 RU2048453C1 (ru) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2048453C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102849881A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-01-02 | 陕西省石油化工研究设计院 | 一种综合处理电镀污水的方法 |
CN103274560A (zh) * | 2013-06-04 | 2013-09-04 | 苏州南风优联环保工程有限公司 | 重金属废水零排放工艺 |
RU2589139C2 (ru) * | 2014-07-09 | 2016-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Баромембранная технология" (ООО "БМТ") | Способ очистки дренажных вод полигонов твердых бытовых отходов |
RU2625247C1 (ru) * | 2015-09-04 | 2017-07-12 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения" (АО "НИИхиммаш") | Способ обратноосмотической очистки санитарно-гигиенической воды в замкнутом контуре в условиях невесомости |
EA035089B1 (ru) * | 2018-10-26 | 2020-04-27 | Ргп На Пхв "Восточно-Казахстанский Государственный Технический Университет Им. Д. Серикбаева" Министерства Образования И Науки Республики Казахстан | Способ деминерализации промышленных стоков титаномагниевого производства |
-
1991
- 1991-12-16 RU SU5016950 patent/RU2048453C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Установка для очистки сточных вод гальванических производств. Рекламный проспект НПО "Полимерсинтез", N 27/Р-91. Владимир: ЦНТИ, 1991. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102849881A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-01-02 | 陕西省石油化工研究设计院 | 一种综合处理电镀污水的方法 |
CN102849881B (zh) * | 2012-09-28 | 2013-12-11 | 陕西省石油化工研究设计院 | 一种综合处理电镀污水的方法 |
CN103274560A (zh) * | 2013-06-04 | 2013-09-04 | 苏州南风优联环保工程有限公司 | 重金属废水零排放工艺 |
CN103274560B (zh) * | 2013-06-04 | 2016-03-23 | 苏州南风优联环保工程有限公司 | 重金属废水零排放工艺 |
RU2589139C2 (ru) * | 2014-07-09 | 2016-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Баромембранная технология" (ООО "БМТ") | Способ очистки дренажных вод полигонов твердых бытовых отходов |
RU2625247C1 (ru) * | 2015-09-04 | 2017-07-12 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения" (АО "НИИхиммаш") | Способ обратноосмотической очистки санитарно-гигиенической воды в замкнутом контуре в условиях невесомости |
EA035089B1 (ru) * | 2018-10-26 | 2020-04-27 | Ргп На Пхв "Восточно-Казахстанский Государственный Технический Университет Им. Д. Серикбаева" Министерства Образования И Науки Республики Казахстан | Способ деминерализации промышленных стоков титаномагниевого производства |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3909793B2 (ja) | 高濃度の塩類を含有する有機性廃水の処理方法及びその装置 | |
CN105540967A (zh) | 一种有机废水减量化、资源化处理方法及处理系统 | |
EP0251691B1 (en) | Effluent treatment | |
CN103979729A (zh) | 一种脱硫废水循环利用及零排放系统及方法 | |
CN105384300B (zh) | 一种多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方法 | |
CN101928089B (zh) | 一种精对苯二甲酸精制废水反渗透浓水的处理方法 | |
CN203878018U (zh) | 一种脱硫废水循环利用及零排放系统 | |
JPS60106583A (ja) | 沈殿可能な材料と酸及び/又は塩基を含む水性流の処理方法 | |
CN110526512A (zh) | 一种高盐高cod废水回收零排放系统及工艺 | |
CN108623054A (zh) | 一种多膜集成的制浆造纸废水零排放处理方法及装置 | |
WO2022143014A1 (zh) | 一种硝酸钠废水资源化处理系统及方法 | |
JP3800450B2 (ja) | 高濃度の塩類を含有する有機性廃水の処理方法及び装置 | |
CN110183018A (zh) | 一种分流式电镀污水零排放处理方法 | |
JP3800449B2 (ja) | 高濃度の塩類を含有する有機性廃水の処理方法及び装置 | |
RU2048453C1 (ru) | Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов | |
CN212924710U (zh) | 一种工业废水零排放处理系统 | |
JPH06190251A (ja) | 濁質成分を含む水の処理方法及び装置 | |
CN106746130A (zh) | 一种高含盐浓水零排放处理系统及工艺方法 | |
JP2000263063A (ja) | フッ素含有廃液の処理方法および装置 | |
CN211896410U (zh) | 一种脱硫废水资源化回收系统 | |
CN210505915U (zh) | 一种高浓废水零排放处理装置 | |
CN210505916U (zh) | 一种分流式电镀污水零排放处理装置 | |
CN207483527U (zh) | 煤化工浓盐水处理系统 | |
CN105254100A (zh) | 一种含盐污水处理系统和方法 | |
JP2000512685A (ja) | 強酸性浴の金属除去方法及びステンレス鋼表面の電解研磨における該方法の使用 |