RU2071451C1

RU2071451C1 - Method for purification of acid sewage against sulfate ions

Info

Publication number: RU2071451C1
Authority: RU
Inventors: Л.М. Сурова; С.Ю. Сидельникова; Е.О. Сальникова; В.К. Пинигин; Е.Н. Туранина; Л.Д. Статкевич
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Суперкерамика"
Priority date: 1992-01-10
Filing date: 1992-01-10
Publication date: 1997-01-10

Abstract

FIELD: purification of sulfate-containing sewage. SUBSTANCE: sewage is treated by milk of lime and highly basic oxychloride of aluminium. Said oxychloride of aluminium is preliminary acidified to pH 1.4-1.8. EFFECT: improves efficiency of the method. 2 tbl

Description

Изобретение относится к способам очистки сульфатсодержащих сточных вод и может быть использовано для очистки рудничных вод, сточных вод обогатительных фабрик, химических производств, производств минеральных удобрений, поверхностного стока с промплощадок. The invention relates to methods for purification of sulfate-containing wastewater and can be used for purification of mine waters, wastewater of processing plants, chemical plants, production of mineral fertilizers, surface runoff from industrial sites.

Известен способ очистки сточных вод от сульфат-ионов, состоящий в обработке воды известкованием совместно с оксихлоридом алюминия (ОХА), являющимся отходом производства (Ehristoc J.K. Removol of Sulphate from Industrial Wastewater. J.Water 48, 2084, 1976). A known method of purification of wastewater from sulfate ions, consisting in the treatment of water by liming together with aluminum oxychloride (OXA), which is a waste product (Ehristoc J.K. Removol of Sulphate from Industrial Wastewater. J.Water 48, 2084, 1976).

За счет использования низкоосновного ОХА [Al(OH)Cl₂] происходит вторичное загрязнение воды хлоридами в концентрациях выше предельно допустимой концентрации (ПДК), равной 300 мг/дм³, а также неполная очистка от сульфат-иона.Due to the use of low-basic OXA [Al (OH) Cl ₂ ], secondary pollution of water with chlorides occurs in concentrations above the maximum permissible concentration (MPC) of 300 mg / dm ³ , as well as incomplete purification from the sulfate ion.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод от сульфат-ионов путем обработки воды известковым молоком совместно с высокоосновным оксихлоридом алюминия Al₂(OH)₅Cl при рН 11,5-12,5 (Сальникова Е.О. Передерий О.Г. Выбор осадителя при очистке сточных вод от сульфата кальция. Цветные металлы, 1983, N 12, c. 22-24). Он позволяет достичь достаточную концентрацию SO $\binom{2-}{4}$ , удовлетворяющую самым жестким требованиям и не превысить при этом ПДК для хлоридов. Это происходит за счет того, что с высокоосновным оксихлоридом (Al₂(OH)₅Cl) в воду вносится в 4 раза меньше ионов Сl^-, чем с низкоосновным (Al(OH)Cl₂) при одинаковой дозе алюминия, который и является осадителем ионов SO $\binom{2-}{4}$ по реакции:

Однако, как и отмечено в приведенном литературном источнике, растворы высокоосновного ОХА быстро теряют свою активность за счет полимеризации. При использовании таких "постаревших" растворов приходится или увеличивать время перемешивания сточных вод с реагентами до 16 ч или увеличивать дозу ОХВ в 2 раза, что приводит к превышению ПДК хлоридов в очищенной воде.The closest to the described invention in technical essence and the achieved result is a method of treating wastewater from sulfate ions by treating water with milk of lime together with highly basic aluminum oxychloride Al ₂ (OH) ₅ Cl at a pH of 11.5-12.5 (Salnikova E. O. Perederii OG The choice of precipitant in the treatment of wastewater from calcium sulfate. Non-ferrous metals, 1983, N 12, p. 22-24). It allows you to achieve a sufficient concentration of SO

\binom{2-}{4}

that meets the most stringent requirements and does not exceed the MPC for chlorides. This is due to the fact that with highly basic oxychloride (Al ₂ (OH) ₅ Cl) 4 times less Cl ^- ions are introduced into water than with low-basic (Al (OH) Cl ₂ ) at the same dose of aluminum, which is the precipitant SO ions

\binom{2-}{4}

by reaction:

However, as noted in the literature, the solutions of highly basic OXA quickly lose their activity due to polymerization. When using such “aged” solutions, one has to either increase the time of mixing the wastewater with reagents up to 16 hours or increase the dose of OXV by 2 times, which leads to an excess of the MPC of chlorides in the purified water.

Изобретение направлено на сокращение продолжительности процесса при сохранении высокой степени очистки и соблюдении предельно допустимой концентрации вносимых компонентов. The invention is aimed at reducing the duration of the process while maintaining a high degree of purification and observing the maximum permissible concentration of the introduced components.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе очистки сточных вод с кислой средой от сульфат-ионов путем их обработки высокоосновными оксихлоридом алюминия и известковым молоком согласно изобретению оксихлорид алюминия предварительно подкисляют ортофосфорной кислотой до рН 1,4-1,8. The specified technical result is achieved by the fact that in the method for purifying wastewater with an acidic medium from sulfate ions by treating them with highly basic aluminum oxychloride and milk of lime according to the invention, aluminum oxychloride is pre-acidified with phosphoric acid to a pH of 1.4-1.8.

За счет подкисления ОХА полимерные связи разрываются, ОХА восстанавливает свою активность и продолжительность реакции сокращается до 30 мин вместо нескольких часов. Due to the acidification of OXA, the polymer bonds are broken, OXA restores its activity and the reaction time is reduced to 30 minutes instead of several hours.

Предложенный способ иллюстрируется следующими примерами. The proposed method is illustrated by the following examples.

Cточные воды с содержанием 1970 мг/дм³ SO $\binom{2-}{4}$ и 56 мг/дм³ Cl^-обрабатывают 0,7 г раствора ОХА, активизированного ортофосфорной кислотой до рН 1,8, а затем доводят известковым молоком до рН 11,5 по показаниям рН-метра (примерно 120 мл). Смесь перемешивают в течение 30 мин. Содержание SO $\binom{2-}{4}$ в очищенной воде составляет 300,9 мг/дм³ (ПДК=500 мг/дм³), Cl^- 298,6 мг/дм³ (ПДК=300 мг/дм³).Wastewater with a content of 1970 mg / dm ³ SO $\binom{2-}{4}$ and 56 mg / dm ³ Cl ^— treated with 0.7 g of a solution of OXA activated with phosphoric acid to a pH of 1.8, and then adjusted with milk of lime to a pH of 11.5 according to a pH meter (approximately 120 ml). The mixture is stirred for 30 minutes. SO content $\binom{2-}{4}$ in purified water is 300.9 mg / dm ³ (MPC = 500 mg / dm ³ ), Cl ^- 298.6 mg / dm ³ (MPC = 300 mg / dm ³ ).

Пример 2. Сточные воды с содержанием 1532 мг/дм³ SO $\binom{2-}{4}$ и 48,5 мг/дм³ Cl^- обрабатывают 0,6 г раствора ОХА, активированного ортофосфорной кислотой до рН 1,8, а затем доводят рН известковым молоком до 11,5 по показаниям рН-метра (например 100 мл). Смесь перемешивают в течение 30 мин. Содержание SO $\binom{2-}{4}$ в очищенной воде составляет 298 мг/дм³ (ПДК 500 мг/дм³), Cl 300 мг/дм³ (ПДК= 300 мг/дм³).Example 2. Wastewater with a content of 1532 mg / DM ³ SO $\binom{2-}{4}$ and 48.5 mg / dm ³ Cl ^- treated with 0.6 g of a solution of OXA activated with phosphoric acid to a pH of 1.8, and then adjusted the pH with milk of lime to 11.5 according to the pH meter (for example, 100 ml). The mixture is stirred for 30 minutes. SO content $\binom{2-}{4}$ in purified water is 298 mg / dm ³ (MAC 500 mg / dm ³ ), Cl 300 mg / dm ³ (MAC = 300 mg / dm ³ ).

Подкисление можно проводить азотной и соляной кислотой, однако NO $\binom{-}{3}$ и Cl^- анионы этих кислот вызывают недопустимое вторичное загрязнение воды (табл.1, опыт 6). При использовании ортофосфорной кислоты в режиме очистки воды образуются труднорастворимые гидроксилапатиты (ПР=1,6•10^-58), а также их твердые растворы с сульфоалюминатом кальция. В результате этого остаточное содержание ионов PO $\binom{3-}{4}$ не превышает ПДК (1,5 мг/дм³). Оптимальная величина рН подкисления раствора ОХА составляет 1,4-1,8. При более низких значениях резко возрастает расход СаО на нейтрализацию, а при рН=1,9 раствор становится нестабильным и может образовываться низкоактивный осадок.The acidification can be carried out with nitric and hydrochloric acid, however, NO $\binom{-}{3}$ and Cl ^- anions of these acids cause unacceptable secondary pollution of water (Table 1, experiment 6). When using orthophosphoric acid in the water treatment mode, sparingly soluble hydroxylapatites are formed (PR = 1.6 • 10 ^-58 ), as well as their solid solutions with calcium sulfoaluminate. As a result, the residual content of PO ions $\binom{3-}{4}$ does not exceed MPC (1.5 mg / dm ³ ). The optimal pH of the acidification of the OXA solution is 1.4-1.8. At lower values, the CaO consumption for neutralization sharply increases, and at pH = 1.9 the solution becomes unstable and a low-activity precipitate can form.

Зависимость очистки раствора от основных параметров указаны в табл.1. По той же методике проводят очистку по способу-прототипу, результаты приведены в табл.2. Наиболее целесообразно использовать подкисленный раствор ОХА, т.к. при этом уменьшается дозируемый объем и доза СаО, необходимая для его нейтрализации. The dependence of the cleaning solution on the main parameters are shown in table 1. According to the same method, purification is carried out according to the prototype method, the results are shown in table.2. It is most advisable to use an acidified OXA solution, as this reduces the dosed volume and the dose of CaO necessary to neutralize it.

Из представленных в таблицах данных следует, что обработка сточных вод ОХА, подкисленным ортофосфорной кислотой до рН 1,4-1,8 позволяет сократить продолжительность процесса с 16 ч до 30 мин без увеличения дозы алюминия при сохранении высокой степени очистки от сульфатов и отсутствии превышения ПДК по содержанию Сl^- и PO $\binom{3-}{4=}$ .From the data presented in the tables it follows that the treatment of wastewater OXA acidified with phosphoric acid to pH 1.4-1.8 allows to reduce the process time from 16 hours to 30 minutes without increasing the dose of aluminum while maintaining a high degree of purification from sulfates and without exceeding the MPC by the content of CL ^- and PO $\binom{3-}{4 =}$ .

Следовательно, способ позволяет получить экологический эффект за счет быстрой, глубокой и комплексной очистки сточных вод, вследствие чего снижаются капитальные затраты на строительство очистных сооружений за счет уменьшения объема реакторов, зданий и сооружений. Therefore, the method allows to obtain an environmental effect due to the fast, deep and comprehensive treatment of wastewater, resulting in reduced capital costs for the construction of treatment plants by reducing the volume of reactors, buildings and structures.

Claims

The method of purification of acidic wastewater from sulfate ions by treatment with highly basic aluminum oxychloride and milk of lime, characterized in that the aluminum oxychloride is pre-acidified with phosphoric acid to a pH of 1.4 to 1.8.