RU2060962C1 - Sewage purification from heavy metals ions - Google Patents
Sewage purification from heavy metals ions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2060962C1 RU2060962C1 SU5021090A RU2060962C1 RU 2060962 C1 RU2060962 C1 RU 2060962C1 SU 5021090 A SU5021090 A SU 5021090A RU 2060962 C1 RU2060962 C1 RU 2060962C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heavy metals
- heavy metal
- metals ions
- sewage
- metal ions
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано в гальваническом производстве, химической и других отраслях. The invention relates to environmental protection and can be used in galvanic production, chemical and other industries.
В охране водных объектов окружающей среды от загрязнений известен способ обработки гидроксидных осадков, содержащих тяжелые металлы [1] Для повышения стойкости осадка к вымыванию кислыми природными водами и повышению степени ферритизации гидроксидов тяжелых металлов в гидроксидный осадок вводят железный купорос в массовом отношении к суммарному содержанию гидроксидов тяжелых металлов (14-15):1, подщелачивание ведут до рН 10-11 и вводят перманганат щелочного металла или его смесь с диоксидом марганца в количестве 0,001-0,002% от массы введенного железного купороса. Образующуюся при этом суспензию нагревают до 85-90оС и выдерживают с одновременным барботированием воздухом до полного окончания процесса ферритизации, после чего суспензию охлаждают, кристаллический осадок отделяют от воды и направляют на захоронение. Способ позволяет производить очистку сточных вод от ионов тяжелых металлов, однако не обеспечивает утилизацию продуктов очистки.In the protection of environmental water objects from pollution, a method is known for treating hydroxide precipitates containing heavy metals [1] To increase the resistance of the precipitate to leaching with acidic natural waters and increase the degree of ferritisation of heavy metal hydroxides, iron sulfate is introduced into the hydroxide precipitate in a mass ratio to the total content of heavy hydroxides metals (14-15): 1, alkalization is carried out to pH 10-11 and alkali metal permanganate or its mixture with manganese dioxide is introduced in an amount of 0.001-0.002% by weight of the introduced vitriol. The resulting suspension was heated at 85-90 ° C and maintained while bubbling air until complete closure ferritization process, whereupon the suspension was cooled, the crystalline precipitate is separated from the water and sent to disposal. The method allows for the treatment of wastewater from heavy metal ions, but does not provide for the disposal of treatment products.
Наиболее близким техническим решением является способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов [2] включающий введение двухвалентного железа, щелочного реагента, газа-окислителя, нагревание системы с последующим отделением осадка. Для сокращения времени и повышения степени очистки сточные воды после введения двухвалентного железа нагревают от 60-80оС с одновременным непрерывным введением газа окислителя (кислорода воздуха) и смешивают с нагретым до 60-80оС щелочным реагентом, содержащим ионы аммония и гидрокарбоната, смесь выдерживают при данной температуре и рН 7-9 в течение 6-12 мин при непрерывном введении газа-окислителя.The closest technical solution is a method of treating wastewater from heavy metal ions [2], including the introduction of ferrous iron, an alkaline reagent, an oxidizing gas, heating the system, followed by separation of the precipitate. To shorten the time and increase the degree of purification of waste water after the introduction of the divalent iron is heated from 60-80 ° C with simultaneous continuous introduction of the oxidant gas (air oxygen) and is mixed with the heated to 60-80 ° C with an alkaline reagent containing ammonium ions and hydrogen carbonate, the mixture was incubated at a given temperature and pH 7-9 for 6-12 minutes with continuous introduction of an oxidizing gas.
Введение двухвалентного железа и смешивание со щелочным реагентом проводят при следующих соотношениях, мг/л: ион тяжелого металла: железо 1:(2-2,75); ион железа: ион аммония: гидрокарбонат ион 1:(0,4-0,9):(0,7-1,5). Образующийся осадок представляет собой двойные, частично гидратированные окислы системы MeO · Fe2O4 · nH2O. Выделенные двойные окислы могут быть использованы в качестве наполнителей в лакокрасочной промышленности, для получения магнитных пластмасс, для получения ферритов в электротехнической и электронной промышленности, в качестве катализаторов для химической промышленности.The introduction of ferrous iron and mixing with an alkaline reagent is carried out in the following ratios, mg / l: heavy metal ion: iron 1: (2-2.75); iron ion: ammonium ion: bicarbonate ion 1: (0.4-0.9) :( 0.7-1.5). The precipitate formed is double, partially hydrated oxides of the MeO · Fe 2 O 4 · nH 2 O system. The isolated double oxides can be used as fillers in the paint and varnish industry, for the production of magnetic plastics, for the production of ferrites in the electrical and electronic industries, as catalysts for the chemical industry.
Известный способ имеет следующие недостатки. The known method has the following disadvantages.
Необходимо нагревать сточные воды и щелочной реагент до 60-80оС, что ведет к удорожанию способа очистки ввиду дополнительных энергетических затрат и дополнительных затрат на технологическое оборудование.It is necessary to heat the wastewater and alkaline reagent to 60-80 ° C, which increases the cost due to additional purification process and additional energy costs for process equipment costs.
Необходимо в процессе введения двухвалентного железа и смешивания со щелочным реагентом поддерживать и контролировать соотношения пяти компонентов образующейся системы, мг/л: ион тяжелого металла: железо 1:(2-2,75); ион железа: ион аммония: гидрокарбонат ион 1:(0,4-0,9):(0,7-1,5), что усложняет и удорожает технологический процесс очистки. It is necessary in the process of introducing divalent iron and mixing with an alkaline reagent to maintain and control the ratio of the five components of the resulting system, mg / l: heavy metal ion: iron 1: (2-2.75); iron ion: ammonium ion: bicarbonate ion 1: (0.4-0.9) :( 0.7-1.5), which complicates and increases the cost of the cleaning process.
Способ применим лишь для очистки локальных стоков, ввиду того, что для каждого иона тяжелого металла требуются свои соотношения реагентов. Это обстоятельство ведет к удорожанию процесса, так как требуется дополнительное оборудование, устанавливаемое на каждом стоке. The method is applicable only for the purification of local effluents, due to the fact that for each heavy metal ion its own ratio of reagents is required. This circumstance leads to an increase in the cost of the process, since additional equipment is required that is installed on each drain.
Утилизируется только твердая фаза в виде двойных, частично гидратированных окислов системы MeO · Fe2O4 · nH2O. Остается нерешенной проблема утилизации фильтрата, представляющего собой щелочной раствор с рН 7-9.Only the solid phase in the form of binary, partially hydrated oxides of the MeO · Fe 2 O 4 · nH 2 O system is utilized. The problem of the disposal of the filtrate, which is an alkaline solution with a pH of 7–9, remains unresolved.
Техническим результатом изобретения является упрощение способа очистки и полная утилизация сточных вод (твердой и жидкой фазы). The technical result of the invention is the simplification of the purification method and the complete disposal of wastewater (solid and liquid phase).
Результат достигается тем, что в известном способе очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, включающем введение соединений железа и щелочного реагента с непрерывным перемешиванием и последующим отделением осадка, согласно изобретению в качестве соединений железа вводится свежеприготовленная гидроокись трехвалентного железа Fe(OH)3, взятая из расчета по иону трехвалентного железа по отношению к сумме ионов тяжелых металлов не менее 5:1, а в качестве щелочного реагента применяют раствор гидроксида калия и перемешивание осуществляют при рН 9-10.The result is achieved in that in the known method of wastewater treatment from heavy metal ions, including the introduction of iron compounds and an alkaline reagent with continuous stirring and subsequent separation of the precipitate, according to the invention, freshly prepared ferric hydroxide Fe (OH) 3 , taken from calculation by ferric ion in relation to the sum of heavy metal ions is not less than 5: 1, and a solution of potassium hydroxide is used as an alkaline reagent and mixing is carried out at pH 9-10.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в качестве соединений железа применяют свежеприготовленную гидроокись трехвалентного железа Fe(OH)3 из расчета по иону трехвалентного железа по отношению к сумме ионов тяжелых металлов не менее 5:1 и в качестве щелочного реагента раствор гидроксида калия, а перемешивание проводят при рН 9-10.The proposed method differs from the known one in that freshly prepared ferric hydroxide Fe (OH) 3 is used as iron compounds based on ferric ion with respect to the sum of heavy metal ions of at least 5: 1 and as a alkaline reagent a solution of potassium hydroxide, and stirring is carried out at a pH of 9-10.
В предлагаемом способе замена гидроокиси двухвалентного железа на гидроокись трехвалентного железа позволяет использовать его особые свойства, необходимые для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. In the proposed method, the replacement of ferrous hydroxide with ferric hydroxide allows you to use its special properties necessary for the treatment of wastewater from heavy metal ions.
Во-первых, у гидроксида железа (III) один из наименьших показателей произведения растворимостей (ПР) среди гидроксидов тяжелых металлов
ПР
что обеспечивает практически полное осаждение солей железа при взаимодействии со щелочью.Firstly, iron (III) hydroxide has one of the lowest solubility product (PR) indicators among heavy metal hydroxides
ETC
which ensures almost complete precipitation of iron salts in the interaction with alkali.
Во-вторых, гидроксид железа (III), являясь коллектором для ионов тяжелых металлов, обеспечивает полное соосаждение гидроокисей тяжелых металлов: Zn(OH)2, Cu(OH)2, Cr(OH)3 при соотношении иона Fe3+ к сумме ионов тяжелых металлов 5:1.Secondly, iron (III) hydroxide, being a collector for heavy metal ions, provides the complete coprecipitation of heavy metal hydroxides: Zn (OH) 2 , Cu (OH) 2 , Cr (OH) 3 with a ratio of Fe 3+ ion to the sum of ions heavy metals 5: 1.
Одновременно, процесс соосаждения происходит при более высоком уровне показателя рН среды, в данном случае рН 9-10, что позволяет сравнительно легко производить очистку как локальных, так и объединенных стоков, одновременно упрощается технология очистки, так как контролируется всего один показатель рН среды. At the same time, the coprecipitation process occurs at a higher level of the pH of the medium, in this case, pH 9-10, which makes it relatively easy to clean both local and combined effluents, while the cleaning technology is simplified, since only one pH of the medium is controlled.
Предлагаемый способ обработки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов, с применением щелочного реагента в виде раствора гидроксида калия не требует нагрева и существенно ускоряется, так как скорость реакции осаждения гидроокисей тяжелых металлов определяется при прочих равных условиях лишь скоростью приливания раствора гидроксида калия и скоростью перемешивания для достижения рН 9-10. В процессе осаждения ионов тяжелых металлов их анионы образуют с ионом калия ряд водорастворимых солей (KCl, KNO3, K2SO4 и т.д.), которые являются исходным продуктом для получения жидких калиевых удобрений для сельскохозяйственных культур.The proposed method for the treatment of wastewater containing heavy metal ions using an alkaline reagent in the form of a potassium hydroxide solution does not require heating and is significantly accelerated, since the rate of precipitation of heavy metal hydroxides is determined, ceteris paribus, only by the rate of addition of the potassium hydroxide solution and the mixing speed for achieve a pH of 9-10. During the deposition of heavy metal ions, their anions form a series of water-soluble salts (KCl, KNO 3 , K 2 SO 4 , etc.) with potassium ion, which are the initial product for producing liquid potassium fertilizers for crops.
Отфильтровывая обработанные сточные воды, получают на фильтре гидроокиси металлов, в фильтрате раствор калиевых солей. Гидроокиси металлов подвергают сушке и в зависимости от температуры и условий получают исходное сырье или в виде металлоокисных пигментов или ферритов. By filtering the treated waste water, a metal hydroxide filter is obtained in the filtrate, and a solution of potassium salts in the filtrate is obtained. The metal hydroxides are dried and, depending on temperature and conditions, the feed is obtained either as metal oxide pigments or ferrites.
Металлоокисные пигменты являются исходным продуктом для приготовления красок и эмалей. Metal oxide pigments are the starting material for the preparation of paints and enamels.
Фильтрат, представляющий собой водорастворимые соли калия и соответствующих кислот с рН 9-10, после добавки раствора ортофосфорной кислоты до рН 6-8,5 утилизируется в виде жидких (Р+К) удобрений для сельскохозяйственных культур. Таким образом, использование в способе очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов гидроксида трехвалентного железа как коллектора и гидроксида калия как щелочного реагента упрощает процесс очистки, снижает расход коллектора, позволяет полностью утилизировать сточные воды в виде ценных продуктов для народного хозяйства. Какие-либо сливы отсутствуют. The filtrate, which is a water-soluble salt of potassium and the corresponding acids with a pH of 9-10, after adding a solution of phosphoric acid to a pH of 6-8.5 is disposed of in the form of liquid (P + K) fertilizers for crops. Thus, the use of ferric hydroxide as a collector and potassium hydroxide as an alkaline reagent in the method for treating wastewater from heavy metal ions of heavy metals simplifies the cleaning process, reduces the consumption of the collector, and allows completely utilizing wastewater as valuable products for the national economy. There are no plums.
П р и м е р. Предлагаемый способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и полной утилизации продуктов очистки реализуют следующим образом. Свежеприготовленную гидроокись трехвалентного железа Fe(OH)3 в количестве 2,625 л с концентрацией иона железа Fe+3 261700 мг/л разделяют на 21 равных проб объемом по 125 мл. Четыре пробы используют для очистки смеси растворов, имитирующих объединенные промышленные гальваностоки, девять для очистки отдельных растворов, имитирующих отдельные промышленные стоки, оставшиеся восемь для определения оптимального значения рН среды. В качестве растворов, подвергающихся очистке от ионов тяжелых металлов, используют водные растворы солей ZnSO4, CuSO4, Ni(NO3)2 с концентрацией 50 г/л. К пробам приливают различные количества или смеси растворов солей или отдельные растворы солей, затем добавляют раствор КОН до рН 9-10 при непрерывном перемешивании в течение 5 мин. Полученную суспензию фильтруют. Осадок на фильтре, представляющий собой смесь гидроксидов тяжелых металлов, подвергают сушке. Фильтрат, представляющий собой водный раствор калиевых солей соответствующих кислот, проверяют на присутствие ионов тяжелых металлов аналитическими методами с чувствительностью 0,2 мкг.PRI me R. The proposed method for the treatment of wastewater from heavy metal ions and the complete utilization of treatment products is implemented as follows. Freshly prepared ferric hydroxide Fe (OH) 3 in an amount of 2.625 L with a concentration of iron ion Fe +3 261700 mg / L is divided into 21 equal samples with a volume of 125 ml. Four samples are used to clean a mixture of solutions that simulate combined industrial galvanic drains, nine to clean separate solutions that simulate separate industrial effluents, the remaining eight to determine the optimal pH value of the medium. As solutions to be purified from heavy metal ions, aqueous solutions of salts of ZnSO 4 , CuSO 4 , Ni (NO 3 ) 2 with a concentration of 50 g / l are used. Various amounts or mixtures of salt solutions or individual salt solutions are added to the samples, then a KOH solution is added to pH 9-10 with continuous stirring for 5 minutes. The resulting suspension is filtered. The filter cake, which is a mixture of heavy metal hydroxides, is dried. The filtrate, which is an aqueous solution of potassium salts of the corresponding acids, is checked for the presence of heavy metal ions by analytical methods with a sensitivity of 0.2 μg.
В табл. 1 приведены результаты экспериментов, соответствующие очистке объединенных стоков, в табл. 2 результаты экспериментов, соответствующие очистке локальных стоков. In the table. 1 shows the experimental results corresponding to the treatment of combined effluents, in table. 2 experimental results corresponding to the treatment of local effluents.
Из результатов табл. 1 и 2 следует, что ионы тяжелых металлов надежно осаждаются только при определенных соотношениях ион трехвалентного железа: ионы тяжелых металлов. From the results of the table. 1 and 2 it follows that heavy metal ions are reliably deposited only at certain ratios of ferric ion: heavy metal ions.
При соотношениях 5:1 и выше (I, II, III пробы табл. 1; I, II, IV, V, VII и VIII пробы табл. 2) полнота осаждения ионов тяжелых металлов высока и в фильтрате они не обнаруживаются аналитическими методами с чувствительностью 0,2 мкг. At ratios of 5: 1 and higher (I, II, III samples of Table 1; I, II, IV, V, VII, and VIII samples of Table 2), the deposition rate of heavy metal ions is high and they are not detected in the filtrate by analytical methods with sensitivity 0.2 mcg.
При соотношениях ниже 5:1 (IV проба табл. 1 и пробы III, VI, IX табл. 2), ионы тяжелых металлов обнаруживаются в фильтрате, хотя их концентрация остается ниже ПДК по СНИП Г-6-67 (см. табл. 3). At ratios below 5: 1 (IV sample of Table 1 and samples III, VI, IX of Table 2), heavy metal ions are found in the filtrate, although their concentration remains below the MPC according to SNIP G-6-67 (see Table 3 )
Учитывая это обстоятельство, следует принять оптимальным соотношение ион железа Fe+3: ион тяжелого металла как 5:1.Given this circumstance, the optimal ratio of iron ion Fe +3 : heavy metal ion should be taken as 5: 1.
Результаты табл. 1 и 2 свидетельствуют, что это соотношение является оптимальным как для объединенных (табл. 1), так и локальных стоков (табл. 2). The results of the table. 1 and 2 indicate that this ratio is optimal for both combined (Table 1) and local wastewater (Table 2).
Результаты определения оптимального значения рН среды приведены в табл. 4. The results of determining the optimal pH of the medium are given in table. 4.
Из результатов таблицы 4 следует, что при значениях рН меньше 9 (пробы I, IV, VII, X) в фильтрате обнаруживаются ионы тяжелых металлов, при значениях рН 10-11 (пробы III, VI, IX и XII) ионы тяжелых металлов не обнаруживаются, однако это приводит к неоправданному повышению расхода щелочного реагента. Учитывая это, следует считать значение рН 9-10 оптимальным. From the results of table 4 it follows that at pH values less than 9 (samples I, IV, VII, X) heavy metal ions are detected in the filtrate, at pH values 10-11 (samples III, VI, IX and XII) heavy metal ions are not detected , however, this leads to an unjustified increase in the consumption of alkaline reagent. Given this, a pH value of 9-10 should be considered optimal.
Использование предлагаемого способа очистки промышленных стоков от ионов тяжелых металлов по сравнению с известными способами обеспечивает экологическую защиту окружающей среды от загрязнения ионами тяжелых металлов, находящихся в промышленных стоках; получаемые продукты очистки сточных вод полностью утилизируются в виде продуктов ценных для народного хозяйства (твердая фаза в виде железоокисных пигментов или ферритов; жидкая фаза в виде жидких калийных удобрений), позволяет производить очистку как локальных, так и объединенных стоков; существенно упрощает технологический процесс очистки, так как процесс происходит при нормальной температуре и необходимо контролировать один параметр процесса рН среды. Using the proposed method of purifying industrial effluents from heavy metal ions in comparison with known methods provides environmental protection from pollution by heavy metal ions in industrial effluents; the resulting wastewater treatment products are completely disposed of in the form of products valuable to the national economy (solid phase in the form of iron oxide pigments or ferrites; liquid phase in the form of liquid potash fertilizers), allows the treatment of both local and combined effluents; significantly simplifies the cleaning process, since the process occurs at normal temperature and it is necessary to control one parameter of the process pH of the medium.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5021090 RU2060962C1 (en) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | Sewage purification from heavy metals ions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5021090 RU2060962C1 (en) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | Sewage purification from heavy metals ions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2060962C1 true RU2060962C1 (en) | 1996-05-27 |
Family
ID=21593875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5021090 RU2060962C1 (en) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | Sewage purification from heavy metals ions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2060962C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000026147A1 (en) * | 1998-10-30 | 2000-05-11 | Igor Robertovich Magunov | Method for purifying and softening water |
-
1992
- 1992-01-09 RU SU5021090 patent/RU2060962C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1549925, кл. C 02F 1/62, 11/14, 1990. 2. Авторское свидетельство СССР N 1065352, кл. C 02F 1/62, 1984. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000026147A1 (en) * | 1998-10-30 | 2000-05-11 | Igor Robertovich Magunov | Method for purifying and softening water |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5013453A (en) | Method for removing heavy metals from aqueous solutions by coprecipitation | |
| EP0003862B1 (en) | Process for the removal of heavy metals from aqueous liquids | |
| US4943377A (en) | Method for removing dissolved heavy metals from waste oils, industrial wastewaters, or any polar solvent | |
| Mandaokar et al. | Retrieval of heavy metal ions from solution via ferritisation | |
| US3819051A (en) | Process for treating wastes containing chromates and/or complex iron cyanides | |
| US3928195A (en) | Liquid purifying process | |
| RU2060962C1 (en) | Sewage purification from heavy metals ions | |
| US3810542A (en) | Process for removing chromium from cooling tower blowdown streams | |
| DE2449057C3 (en) | Process for cleaning exhaust gases containing heavy metals and toxic metals | |
| Germain et al. | Plating and cyanide wastes | |
| Hoover et al. | Disposal of waste liquors from chromium plating | |
| GB2113199A (en) | Detoxication of industrial waste | |
| Takada et al. | Effect of pH values on the formation and solubility of Zinc compounds | |
| RU2019524C1 (en) | Process for treating acid iron oxide-containing waste water | |
| RU2049544C1 (en) | Method of production of sorbent for sewage treatment from heavy metal ions | |
| RU2097337C1 (en) | Method for treating metal-bearing effluents | |
| CA1078083A (en) | Method of treating waste waters containing solid-phase hard-soluble compounds | |
| RU2792510C1 (en) | Method for purification of multicomponent industrial wastewater containing zinc and chromium | |
| US4253958A (en) | Method of treating polluted aqueous media | |
| US4035293A (en) | Process for treating an acidic waste water stream | |
| SU1065352A1 (en) | Method for purifying effluents from heavy metal ions | |
| SU812752A1 (en) | Method of waste water purification from chromium | |
| RU2110486C1 (en) | Method for processing of exhausted solutions comprising compounds of hexavalent chromium | |
| RU2176621C1 (en) | Method of treatment of sulfuric acid sewage waters of vanadium production | |
| Kurbangaleeva | The use of calcium peroxide CaO2 for wastewater treatment from chromium (VI) |