RU2471718C1 - Способ удаления нитрит-ионов из водных растворов - Google Patents
Способ удаления нитрит-ионов из водных растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471718C1 RU2471718C1 RU2011138261/05A RU2011138261A RU2471718C1 RU 2471718 C1 RU2471718 C1 RU 2471718C1 RU 2011138261/05 A RU2011138261/05 A RU 2011138261/05A RU 2011138261 A RU2011138261 A RU 2011138261A RU 2471718 C1 RU2471718 C1 RU 2471718C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitrite ions
- aqueous solution
- electrodes
- sodium chloride
- ions
- Prior art date
Links
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам очистки воды от нитрит-ионов. Водный раствор, содержащий нитрит-ионы, обрабатывают в электрохимической ячейке с инертными электродами и неразделенным анодным и катодным пространством. Межэлектродное пространство заполнено водным раствором, содержащим хлорид натрия в концентрации 0,15÷0,20%, напряжение на электродах 19,0÷19,5 В, плотность тока 0,4÷0,6 А/см2, время электролиза 20÷40 минут. Технический результат - экономия расходных материалов и снижение энергетических затрат. 2 пр.
Description
Изобретение относится к способам очистки воды от нитрит-ионов.
Известен способ удаления нитрит-ионов из водных растворов окислением их гипохлоритом натрия до нитратов (Волынец М.П., Волынец В.Ф. Аналитическая химия азота. М., «Наука», 1977, с.128, аналог).
Недостатки известного способа:
- рабочие растворы гипохлорита натрия со временем разлагаются и теряют свою активность, что предусматривает применения дорогостоящего оборудования для их хранения: рабочие растворы гипохлорита натрия хранят в защищенных от света емкостях со специальным внутренним покрытием, оснащенных воздушниками для выделяющегося кислорода.
Известен также способ удаления нитрит-ионов из водных растворов окислением их пероксидом водорода (Селюков А.В., Скурлатов И.Ю., Козлов Ю.П. Применение пероксида водорода в технологии очистки сточных вод. «Водоснабжение и санитарная техника», 1999, №12, с.25, аналог).
Недостатки известного способа:
- пероксид водорода неустойчив и разлагается с выделением кислорода и воды;
- применение дорогостоящего оборудования для хранения пероксида водорода.
Наиболее близким к заявляемому является способ очистки воды от нитритов, известный из RU 2122979, 10.12.1998, прототип, включающий обработку водного раствора, содержащего нитрит-ионы, в электрохимической ячейке.
В известном способе в воду вводится восстановитель в виде сульфата железа и после этого вода подается на катализатор (сульфоуголь).
Недостатки прототипа:
- осуществление процесса в две стадии: обработка восстановителем (сульфат железа), использование катализатора (сульфоуголь);
- восстановитель является расходным материалом, а катализатор требует периодической регенерации и тоже через некоторое время требует замены.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в экономии расходных материалов и снижении энергетических затрат.
Технический результат достигается тем, что оба электрода электрохимической ячейки являются инертными графитовыми или угольными, межэлектродное пространство заполнено водным раствором хлорида натрия концентрации 0,15÷0,20% по массе, напряжение на электродах: 19,0÷19,5 В, плотность тока: 0,4÷0,6 А/см2, время электролиза: 20÷40 минут.
Окислительная очистка сточных вод от нитрит-ионов эффективна при применении реагентов, содержащих активный хлор, в частности гипохлоритов.
Источниками активного хлора, как правило, являются хлорная известь - хлорат кальция и гипохлорит кальция.
Транспортировка, хранение и использование такого рода реагентов представляют большие трудности: необходимы и специальная тара, и специальные помещения, а воздух рабочей зоны производственного цеха для проведения процесса очистки воды чаще всего не соответствует санитарным нормам по предельно-допустимой концентрации хлора.
Необходимо исключить контакт рабочего персонала непосредственно с токсичными реагентами.
Заявляемый способ очистки водных растворов от нитрит-ионов с участием активного хлора позволяет отказаться от транспортировки, складирования, загрузки токсичных реагентов в реактор. Реагент, содержащий активный хлор, является результатом электрохимических реакций непосредственно в зоне взаимодействия с окисляемой примесью, то есть с нитрит-ионами.
Водный раствор, содержащий нитрит-ионы в количестве 170÷190 мг/л, поступает в смеситель, куда добавляют хлорид натрия с таким расчетом, чтобы концентрация хлорида натрия в растворе была равна 0,15÷0,20% (по массе), а затем - в электрохимическую ячейку с инертными графитовыми электродами.
На электроды подается напряжение в диапазоне 19,0÷19,5 В.
Реакции, протекающие на электродах.
В водном растворе присутствуют катионы, конкурирующие на катоде: H+ и Na+. В соответствии с рядом активности металлов в растворе останутся ионы натрия, а ионы водорода будут восстанавливаться до газообразного водорода, который и выделится в атмосферу.
2H+ + 2е. → H2
На аноде ионы хлора будут разряжаться с превращением в хлор.
2Cl- - 2e. → Cl2
Выделяющийся хлор растворится в водном растворе с образованием хлорноватистой кислоты:
Cl2 + H2O → НClO + HCl
Хлорноватистая кислота удаляет нитрит-ионы из исходного раствора окислением до нитрат-ионов:
НClO + NO2 . → HCl + NO3 .
Эффективность метода очистки водных растворов от нитрит-ионов оценивается рядом факторов: плотностью тока, напряжением на электродах, материалом электродов, затратами энергии.
Плотность тока и напряжение на электродах определяют количество потребляемой энергии. Снижения энергозатрат можно добиться увеличением электропроводности водного раствора, подвергаемого электролизу. Водный раствор, имеющий низкую ионную силу, соответствует диэлектрикам; добавление электролита резко повышает его электропроводность.
В заявляемом изобретении таким электролитом является хлорид натрия. В изобретении предлагается использовать хлорид натрия с таким расчетом, чтобы его концентрация в водном растворе составляла 0,15÷0,20% (по массе). Более высокий уровень концентрации хлорида натрия обусловливает ускорение процесса окисления хлорид-ионов, но в целом процесс становится экономически менее выгодным.
Для создания условий нормального протекания электрохимических реакций и поддержания электропроводности на оптимальном уровне температура в электрохимической ячейке поддерживается в диапазоне 17÷20°C.
Способ осуществляется следующим образом.
В смеситель, оснащенный пропеллерной мешалкой, загружают водный раствор, содержащий 170÷190 мг/л нитрит-ионов, и хлорид натрия. Соотношение водного раствора и хлорида натрия должно соответствовать 0,15÷0,20%-ной концентрации (по массе) хлорида натрия. Центробежным насосом однородный раствор, полученный после смешения, перекачивают в электролизер периодического действия ящичного типа с инертными угольными электродами и неразделенными анодным и катодным пространствами. Электролизер снабжен рубашкой, имеющей входное и выходное отверстие для подачи охлаждающей воды. Температура подвергаемого электролизу водного раствора поддерживается в диапазоне 17÷20°C. Напряжение на электродах: 19,0÷19,5 В; плотность тока: 0,4÷0,6 А/см2, время электролиза: 20÷40 минут. По окончании процесса обезвреживания водный раствор самотеком поступает в накопитель.
Остаточное содержание нитрит-ионов - 0,01÷0,07 мг/л, что позволяет сбрасывать обезвреженные воды в канализацию.
Контроль качества обезвреженного водного раствора осуществляется определением содержания нитрит-ионов в пробах воды из накопителя фотометрическим методом, с реактивом Глисса (ПНДФ 14.1:2.3.95). Методика одобрена Главным управлением аналитического контроля и метрологического обеспечения природоохранной деятельности и главным метрологом Минприроды РФ.
Примеры выполнения способа.
Пример 1.
В 100 л водного раствора, содержащего 17,5 г нитрит-ионов, растворяют 150 г хлорида натрия. После получения однородного раствора осуществляют процесс электролиза при напряжении на электродах 19 В, плотности тока 0,4 А/см2 и времени электролиза 20 мин.
В пробах водного раствора из накопителя остаточное содержание нитрит-ионов: 0,16 мг/л.
При разбавлении обезвреженных вод техническими производственными водами до остаточной концентрации нитрит-ионов: 0,08 мг/л (предельно-допустимой концентрации для сточных вод) возможен их сброс в канализацию.
Пример 2.
В 100 л водного раствора, содержащего 18,3 г нитрит-ионов, растворяют 150 г хлорида натрия. После получения однородного раствора осуществляют процесс электролиза при напряжении на электродах 19,3 В, плотности тока 0,5 А/см2 и времени электролиза 28 мин. В пробах водного раствора из накопителя остаточное содержание нитрит-ионов: 0,07 мг/л, что ниже предельно допустимой концентрации нитрит-ионов в сточных водах.
Заявляемый способ апробирован на очистных сооружениях гальванического производства ОАО «Ритм». Осуществление способа не требует больших энергетических затрат: расход электроэнергии на 100 л водных растворов, содержащих нитрит-ионы в количестве 170÷190 мг/л, - 130÷150 Вт.
Claims (1)
- Способ удаления нитрит-ионов из водных растворов, включающий обработку водного раствора, содержащего нитрит-ионы, в электрохимической ячейке, отличающийся тем, что водный раствор, содержащий нитрит-ионы, поступает в смеситель, куда добавляют хлорид натрия до концентрации его в растворе 0,15÷0,20 мас.%, полученный в смесителе водный раствор подают в электролизер с инертными угольными или графитовыми электродами и неразделенным анодным и катодным пространством и проводят электролиз водного раствора при напряжении на электродах 19,0÷19,5 В, плотности тока 0,4÷0,6 А/см2 и времени электролиза 20÷40 мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011138261/05A RU2471718C1 (ru) | 2011-09-19 | 2011-09-19 | Способ удаления нитрит-ионов из водных растворов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011138261/05A RU2471718C1 (ru) | 2011-09-19 | 2011-09-19 | Способ удаления нитрит-ионов из водных растворов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2471718C1 true RU2471718C1 (ru) | 2013-01-10 |
Family
ID=48806015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011138261/05A RU2471718C1 (ru) | 2011-09-19 | 2011-09-19 | Способ удаления нитрит-ионов из водных растворов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2471718C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD4318C1 (ru) * | 2013-06-18 | 2015-08-31 | Государственный Университет Молд0 | Способ очистки воды от нитратов и нитритов |
| RU2625466C1 (ru) * | 2016-03-22 | 2017-07-14 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции" | Способ удаления нитрит-ионов из водных растворов |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU821409A1 (ru) * | 1979-01-29 | 1981-04-15 | Стерлитамакское Производственноеобъединение "Каустик" | Способ очистки сточных вод |
| DE3506825A1 (de) * | 1985-02-27 | 1986-08-28 | Wieland-Werke Ag, 7900 Ulm | Verfahren und vorrichtung zur entgiftung nitrithaltiger abwaesser, insbesondere nitrithaltiger laugen |
| DE3933206A1 (de) * | 1988-10-21 | 1990-04-26 | Asea Brown Boveri | Verfahren zur rueckstandsfreien entfernung von nitriten und nitraten aus einer waessrigen loesung |
| RU2122979C1 (ru) * | 1995-07-04 | 1998-12-10 | Аджи Бассам Аль | Способ очистки воды от нитратов и нитритов |
-
2011
- 2011-09-19 RU RU2011138261/05A patent/RU2471718C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU821409A1 (ru) * | 1979-01-29 | 1981-04-15 | Стерлитамакское Производственноеобъединение "Каустик" | Способ очистки сточных вод |
| DE3506825A1 (de) * | 1985-02-27 | 1986-08-28 | Wieland-Werke Ag, 7900 Ulm | Verfahren und vorrichtung zur entgiftung nitrithaltiger abwaesser, insbesondere nitrithaltiger laugen |
| DE3933206A1 (de) * | 1988-10-21 | 1990-04-26 | Asea Brown Boveri | Verfahren zur rueckstandsfreien entfernung von nitriten und nitraten aus einer waessrigen loesung |
| RU2122979C1 (ru) * | 1995-07-04 | 1998-12-10 | Аджи Бассам Аль | Способ очистки воды от нитратов и нитритов |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD4318C1 (ru) * | 2013-06-18 | 2015-08-31 | Государственный Университет Молд0 | Способ очистки воды от нитратов и нитритов |
| RU2625466C1 (ru) * | 2016-03-22 | 2017-07-14 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции" | Способ удаления нитрит-ионов из водных растворов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110352523B (zh) | 用于自清洁电氯化装置的半电池电化学配置 | |
| JP4671743B2 (ja) | アンモニア性窒素含有廃水の電解処理方法及び装置 | |
| Hernlem | Electrolytic destruction of urea in dilute chloride solution using DSA electrodes in a recycled batch cell | |
| KR0142607B1 (ko) | 전해 활성수 생성 및 반도체 기판의 웨트 처리 | |
| US5938916A (en) | Electrolytic treatment of aqueous salt solutions | |
| US6984326B2 (en) | Nitrogen treating method and nitrogen treating system | |
| Wang et al. | Efficient electrochemical removal of ammonia with various cathodes and Ti/RuO 2-Pt anode | |
| Pillai et al. | Studies on process parameters for chlorine dioxide production using IrO2 anode in an un-divided electrochemical cell | |
| RU2471718C1 (ru) | Способ удаления нитрит-ионов из водных растворов | |
| JP5122074B2 (ja) | 水処理方法及びシステム | |
| KR20150036485A (ko) | 염소화 우레아 유도체의 전기화학적 제조 | |
| JP2007061681A (ja) | 硝酸性窒素を含む排水の処理方法及び処理装置、並びに該排水処理用電解槽 | |
| JPH08155463A (ja) | アンモニア性窒素、硝酸性窒素及び／又は亜硝酸窒素の分解方法及び装置 | |
| JP2008264668A (ja) | 廃水の電解処理方法及びその装置 | |
| JPWO2003091166A1 (ja) | 有機化合物含有排水の処理方法および装置 | |
| JP6300252B1 (ja) | 水処理システム、水処理システムの電極腐食抑制方法及び電極腐食抑制装置 | |
| JP2005013858A (ja) | 高電圧パルスを利用した排水処理装置及び該方法 | |
| KR20170099615A (ko) | 고농도 질산성 질소 함유 폐수에 대한 전기화학적 폐수처리방법 및 폐수처리장치 | |
| JP2012040524A (ja) | 電解処理装置及び電解処理方法 | |
| WO1998012144A1 (en) | Electrolytic treatment of aqueous salt solutions | |
| JP2001300538A (ja) | アンモニウム塩又はアンモニアを含む排水の分解処理方法 | |
| KR940009074A (ko) | 소금(NaCl)을 이용한 전기분해식 폐수 처리방법 | |
| RU2241683C2 (ru) | Способ синтеза оксидантов из водного раствора хлорида натрия и устройство для его реализации | |
| RU2329335C2 (ru) | Способ получения дезинфицирующего средства и дезинфицирующее средство | |
| JP2006088018A (ja) | 有機物を含む排水の前処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180920 |