RU2165892C1

RU2165892C1 - Method of cleaning waste water from sulfides

Info

Publication number: RU2165892C1
Application number: RU99122118/12A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Быковский; Л.Н. Быковска; Л.Н. Быковская; Н.С. Шулаев; В.Ф. Абрамов; Р.Г. Рыскулов
Original assignee: Уфимский государственный нефтяной технический университет
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2001-04-27

Abstract

FIELD: cleaning waste water from sulfides in oil production and oil refining; leather-shoe industry and other chemical enterprise. SUBSTANCE: method consists in electrochemical treatment of waste water at electrode current density of 67-100 mA/sq.cm with the use of consumable iron anode made from iron scrap. Sediment of ferrous sulfide is settled and separated. EFFECT: low cost of method; enhanced efficiency of cleaning waste water from sulfides due to avoidance of penetration of chemical reagents used in process into water being treated. 2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области очистки сточных вод от сульфидов, образующихся при нефтедобыче и нефтепереработке, на кожевенных предприятиях и на других химических производствах. The invention relates to the field of wastewater treatment from sulfides formed during oil production and refining, at tanneries and other chemical industries.

Известен способ очистки сточных вод от сульфидов окислением последних кислородом воздуха с образованием элементарной серы (патент 2099292, Россия, МКИ C 02 F 1/74. Способ очистки сточных вод от сульфидов/ Витковская Р.Ф., Панов В.П., Петров С.В., Терещенко П.Я., Уханова Е.И. Бюллетень Изобретения N 35, 1997). К недостаткам данного способа можно отнести использование катализаторов, в качестве которых применяют объемные текстильные структуры, а также соли кобальта или марганца или железные стружки. Кроме того, для окисления используют двадцатикратный объем воздуха. A known method of wastewater treatment from sulfides by oxidation of the latter with atmospheric oxygen with the formation of elemental sulfur (patent 2099292, Russia, MKI C 02 F 1/74. Method for wastewater treatment from sulfides / Vitkovskaya RF, Panov VP, Petrov S .V., Tereshchenko P.Ya., Ukhanova E.I. Bulletin of the Invention N 35, 1997). The disadvantages of this method include the use of catalysts, which use bulk textile structures, as well as salts of cobalt or manganese or iron shavings. In addition, a twenty-fold volume of air is used for oxidation.

Известен способ очистки сернисто-щелочных вод от сульфидов путем их обработки хлоридом алюминия с образованием осадка сульфида алюминия (патент 2078053, Россия, МКИ C 02 F 1/58. Способ очистки сернисто-щелочных вод от сульфидов/ Кочинашвили М.В., Анфиногенова Т.С., Меньшикова Н.Н., Карасев В. Н. Бюллетень Изобретения N 12, 1997). К недостаткам данного способа можно отнести использование достаточно дорогостоящей соли - хлорида алюминия. Вместе с этим использование хлорида алюминия приводит к появлению в сточной воде дополнительных примесей в виде хлорид ионов. A known method of purifying sulfur-alkaline waters from sulfides by treating them with aluminum chloride to form a precipitate of aluminum sulfide (patent 2078053, Russia, MKI C 02 F 1/58. Method for purifying sulfur-alkaline waters from sulfides / Kochinashvili MV, Anfinogenova T .S., Menshikova N.N., Karasev V.N. Bulletin of the Invention N 12, 1997). The disadvantages of this method include the use of a rather expensive salt - aluminum chloride. At the same time, the use of aluminum chloride leads to the appearance of additional impurities in the form of chloride ions in wastewater.

Наиболее близким к заявляемому, т.е. прототипом, является способ очистки сточных вод от сульфидов их обработкой сульфатом железа с последующим осаждением сульфида железа (Технические записки по проблемам воды: Пер. с англ. В 2-х т. Т.2 / К.Бараке, Ж.Бебен, Ж.Бернар и др.; Под ред. Т.А.Карюхиной, И. Н.Чурбановой - М.: Стройиздат, 1983. - с. 853). Closest to the claimed, i.e. The prototype is a method for treating wastewater from sulfides by treating them with ferrous sulfate followed by precipitation of ferrous sulfide (Technical Notes on Water Problems: Translated from English in 2 volumes T. 2 / K. Barake, J. Beben, J. Bernard et al .; Edited by T.A. Karyukhina, I.N. Churbanova - M .: Stroyizdat, 1983 .-- p. 853).

К основным недостаткам способа прототипа относится использование дорогостоящей соли - сульфата железа. Вместе с тем, использование сульфата железа приводит к появлению в сточной воде дополнительных примесей в виде ионов сульфата. The main disadvantages of the prototype method include the use of expensive salt - iron sulfate. At the same time, the use of iron sulfate leads to the appearance of additional impurities in the form of sulfate ions in wastewater.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу удешевления способа очистки сточных вод от сульфидов и повышения его эффективности за счет предотвращения попадания химических реагентов, используемых в процессе водоочистки, в сточную воду. The present invention solves the technical problem of reducing the cost of wastewater treatment from sulfides and increasing its efficiency by preventing the ingress of chemicals used in the water treatment process into wastewater.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе очистки сточных вод путем осаждения сульфида железа с последующим отделением осадка, согласно изобретения, образование осадка сульфида железа проводят электрохимической обработкой сточной воды при электродной плотности тока 67...200 мА/см², причем в качестве растворимой компоненты анода используют железный металлолом.The essence of the invention lies in the fact that in the known method of wastewater treatment by precipitation of iron sulfide with subsequent separation of the precipitate, according to the invention, the formation of an iron sulfide precipitate is carried out by electrochemical treatment of waste water at an electrode current density of 67 ... 200 mA / cm ² , and As the soluble components of the anode, iron scrap is used.

При обработке сульфидсодержащих сточных вод в электролизере с анодом из железа, на последнем, наряду с выделением кислорода, происходит процесс растворения железа с образованием ионов Fe²⁺: Fe - 2e = Fe²⁺.When sulphide-containing wastewater is treated in an electrolyzer with an anode of iron, the latter, along with the evolution of oxygen, dissolves the iron to form Fe ^{2+ ions} : Fe - 2e = Fe ²⁺ .

Эти ионы, взаимодействуя с ионами сульфида, дают осадок сульфида железа Fe²⁺+S^2-=FeS.These ions, interacting with sulfide ions, give a precipitate of iron sulfide Fe ²⁺ + S ^2- = FeS.

Способ очистки сульфидсодержащих сточных вод осуществляется следующим образом. Сточная вода, содержащая ионы сульфида, подвергается электрохимической обработке в электролизере с железным анодом. При протекании электрического тока между электродами электролизера, за счет растворения железного анода, в сточную воду поступают ионы двухвалентного железа. Взаимодействуя с ионами сульфида, они приводят к образованию трудно растворимого осадка сульфида железа, который отделяется от сточной воды после ее электрохимической обработки. В качестве материала анода используется железный металлолом. The method of purification of sulfide-containing wastewater is as follows. Wastewater containing sulfide ions is subjected to electrochemical treatment in an electrolytic cell with an iron anode. When an electric current flows between the electrodes of the electrolyzer, due to the dissolution of the iron anode, ferrous ions enter the waste water. Interacting with sulfide ions, they lead to the formation of a hardly soluble precipitate of iron sulfide, which is separated from the waste water after its electrochemical treatment. As anode material, iron scrap is used.

Пример 1. Проводят электрохимическую обработку раствора сульфидного стока, содержащего 190 мг/л сульфида натрия, в электролизере объемом 400 см³. В качестве катода используют титановую пластину, покрытую окисью рутения, а в качестве анода - пластину из железа. В электролизер заливают 300 см³ модельного раствора стока и включают постоянный ток. После пропускания через аппарат определенного количества электричества в течение 40 минут, сточную воду анализируют на содержание ионов сульфида. Результаты опытов представлены в таблице 1.Example 1. Conduct an electrochemical treatment of a solution of sulfide runoff containing 190 mg / l sodium sulfide in an electrolytic cell with a volume of 400 cm ³ . A titanium plate coated with ruthenium oxide is used as a cathode, and an iron plate is used as an anode. 300 cm ^{3 of} model solution of the drain are poured into the electrolyzer and direct current is turned on. After passing a certain amount of electricity through the apparatus for 40 minutes, the waste water is analyzed for the content of sulfide ions. The results of the experiments are presented in table 1.

Из результатов, приведенных в таблице 1, видно, что концентрация сульфидов в сточной воде зависит от анодной плотности тока. Наиболее высокая степень очистки достигается при анодной плотности тока 133 мА/см² и составляет 99,1%. Затраты электричества на извлечение 1 кг сульфидов в расчете на Na₂S в этом случае равны 163,3 кВт·ч/кг.From the results shown in table 1, it is seen that the concentration of sulfides in wastewater depends on the anode current density. The highest degree of purification is achieved at an anode current density of 133 mA / cm ² and is 99.1%. Electricity costs for the extraction of 1 kg of sulfides per Na ₂ S in this case are 163.3 kWh / kg.

Пример 2. Проводят электрохимическую обработку раствора сульфидного стока, содержащего от 30 до 197 мг/л сульфида натрия. Методика проведения опытов аналогична описанной в примере 1. Анодная плотность тока во всех опытах составляет 133 мА/см², а время обработки стока в электролизере - 40 мин. Результаты опытов приведены в таблице 2.Example 2. Conduct an electrochemical treatment of a solution of sulfide runoff containing from 30 to 197 mg / l of sodium sulfide. The experimental procedure is similar to that described in Example 1. The anode current density in all experiments is 133 mA / cm ² , and the drain processing time in the electrolyzer is 40 minutes. The results of the experiments are shown in table 2.

Результаты, приведенные в таблице 2, показывают, что конечное содержание сульфидов в сточной воде зависит от их начальной концентрации. Степень очистки в этих опытах остается практически постоянной и колеблется в пределах от 99,2 до 99,8%. The results shown in table 2 show that the final sulfide content in wastewater depends on their initial concentration. The degree of purification in these experiments remains almost constant and ranges from 99.2 to 99.8%.

Использование предлагаемого способа очистки сточных вод от сульфидов по сравнению с существующими имеет следующие преимущества:
а) исключает появление в сточной воде дополнительных примесей, поступающих в нее с солями, используемыми для образования нерастворимых осадков сульфидов,
б) в качестве растворимой компоненты анода предполагает использование железного металлолома, что является более дешевым по сравнению с солями.Using the proposed method of wastewater treatment from sulfides in comparison with existing has the following advantages:
a) eliminates the appearance of additional impurities in the wastewater entering it with salts used to form insoluble sulfide precipitates,
b) as a soluble component of the anode involves the use of iron scrap, which is cheaper than salts.

Предлагаемый способ очистки сточных вод от сульфидов может быть использован в нефтепереработке, нефтехимии, на кожевенных и других предприятиях, где возможно образование сульфидсодержащих стоков. The proposed method for the treatment of wastewater from sulfides can be used in oil refining, petrochemicals, tanneries and other enterprises where the formation of sulfide-containing effluents is possible.

Claims

A method of treating wastewater from sulfides by precipitation of iron sulfide followed by separation of the precipitate, characterized in that the electrochemical treatment of wastewater is carried out at an electrode current density of 67-200 mA / cm ² using a soluble iron anode, the material for which is iron scrap.