RU2485056C1

RU2485056C1 - Method of purifying waste water from mercury

Info

Publication number: RU2485056C1
Application number: RU2012106922/05A
Authority: RU
Inventors: Леонид Асхатович Мазитов; Алексей Николаевич Финатов; Ирина Леонидовна Финатова; Ольга Ивановна Хомичева; Максим Викторович Борисов; Елена Александровна Борисова
Original assignee: Леонид Асхатович Мазитов; Алексей Николаевич Финатов; Ирина Леонидовна Финатова
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-06-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention can be used in chemical, metallurgical and petrochemical industry when purifying waste water from mercury. The method involves treating water with sodium sulphide in the presence of cellulose fibres dispersed in the water to form solid treatment products in form of a composite material which consists of said fibres and sorbed chemically deposited mercury sulphide particles. The cellulose fibres contain, wt %: at least 94% fibres with length of not more than 1.23 mm and at least 54% fibres with length of not more than 0.63 mm. The cellulose fibres are dispersed in water in amount of 40-150 mg/dm³. The composite material is removed from the treated water by pressure flotation with mercury sulphide content therein of 50-300 pts.wt per 100 pts.wt cellulose fibres.

EFFECT: method cuts duration of the purification process, simplifies processing of solid purification products, enables to carry out the purification process in continuous mode at the rate of formation of waste water.

4 cl, 3 ex

Description

Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано для очистки стоков от соединений ртути в химической, металлургической, нефтехимической и других отраслях промышленности.The invention relates to methods for wastewater treatment and can be used to treat wastewater from mercury compounds in the chemical, metallurgical, petrochemical and other industries.

Известен способ очистки сточных вод от ртути, включающий нагревание воды до 40-60°C, введение в воду полисульфида натрия в количестве 1,6-2,0 мг и хлорного железа в количестве 2-4 мг на 1 мг ртути, отделение частиц сульфида ртути осаждением (а.с. №706333, C02F 1/62, опубл. 30.12.79).A known method of wastewater treatment from mercury, including heating water to 40-60 ° C, introducing into the water sodium polysulfide in an amount of 1.6-2.0 mg and ferric chloride in an amount of 2-4 mg per 1 mg of mercury, separation of sulfide particles mercury deposition (AS No. 706333, C02F 1/62, publ. 30.12.79).

К недостаткам способа относятся необходимость подогрева больших объемов воды, большая длительность осветления воды, сложность обезвоживания осадка.The disadvantages of the method include the need to heat large volumes of water, the long duration of water clarification, the complexity of sludge dewatering.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ очистки сточных вод от ртути (Милованов Л.В. Очистка и использование сточных вод предприятий цветной металлургии. М., «Металлургия», 1971, с.127-128), в котором воду обрабатывают сначала сульфидом натрия с образованием химическим осаждением частиц сульфида ртути, затем коагулянтом - сульфатом алюминия или железа. Твердые продукты очистки - скоагулировавшиеся частицы сульфида - выводят из очищенной воды осаждением.The closest analogue to the proposed invention is a method of treating wastewater from mercury (Milovanov L.V. Purification and use of wastewater from non-ferrous metallurgy enterprises. M., Metallurgy, 1971, p.127-128), in which the water is first treated with sulfide sodium with the formation of chemical precipitation of mercury sulfide particles, and then coagulant - aluminum or iron sulfate. Solid refined products — coagulated sulfide particles — are removed from the purified water by precipitation.

Недостатками способа являются большая длительность процесса осветления воды и сложность переработки осадка.The disadvantages of the method are the long duration of the process of clarification of water and the complexity of the processing of sludge.

Новыми результатами от применения предлагаемого изобретения являются сокращение длительности процесса очистки, упрощение переработки твердых продуктов очистки, обеспечение возможности проведения процесса в непрерывном режиме, например, со скоростью образования сточной воды.New results from the application of the present invention are reducing the duration of the cleaning process, simplifying the processing of solid cleaning products, providing the possibility of carrying out the process in a continuous mode, for example, with the rate of formation of wastewater.

Указанные результаты достигаются тем, что в способе очистки сточных вод от соединений ртути, включающем обработку воды сульфидом натрия с образованием химическим осаждением нерастворимых частиц сульфида ртути, выведение из обработанной воды твердых продуктов очистки, согласно изобретению обработку ведут в присутствии в воде диспергированных целлюлозных волокон, содержащих, в мас.%, не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм, с образованием твердых продуктов очистки в виде композиционного материала, состоящего из этих волокон с сорбированными ими химически осажденными частицами сульфида ртути. Волокна диспергируют в воде в количестве 40-150 мг/дм³. Композиционный материал выводят из обработанной воды при содержании в нем сульфида ртути, в мас.ч., 50-300 на 100 мас.ч. целлюлозных волокон. Часть флотошлама для повышения степени использования сорбента можно возвращать в процесс очистки, а выводимый из процесса флотошлам перерабатывают.These results are achieved in that in a method for treating wastewater from mercury compounds, comprising treating water with sodium sulfide to form chemical precipitation of insoluble mercury sulfide particles, removing solid treatment products from treated water, the treatment is carried out in the presence of dispersed cellulose fibers in water containing , in wt.%, not less than 94% of fibers with a length of not more than 1.23 mm and not less than 54% of fibers with a length of not more than 0.63 mm, with the formation of solid refined products in the form of a composite material rial consisting of these fibers with chemically precipitated particles of mercury sulfide adsorbed by them. The fibers are dispersed in water in an amount of 40-150 mg / dm ³ . The composite material is removed from the treated water when it contains mercury sulfide, in parts by weight, 50-300 per 100 parts by weight cellulose fibers. Part of the sludge to increase the degree of use of the sorbent can be returned to the cleaning process, and the resulting sludge is recycled.

Способ осуществляют следующим образом. Готовят дисперсию целлюлозных волокон (ЦВ), например, с их концентрацией 1%, а также раствор сульфида натрия с концентрацией, например, 10 г/дм³. Для приготовления дисперсии используют волокна, содержащие, в мас.%, не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм. Очистку проводят в установке, содержащей смеситель, реактор, сатуратор и флотатор. В проточный смеситель подают сточную воду и дисперсию ЦВ в количестве, обеспечивающем концентрацию волокон в воде в диапазоне 40-150 мг/дм³. Полученную дисперсию из смесителя подают в проточный реактор, в который подают также раствор сульфида натрия в количестве, стехиометрически равном содержанию в сточной воде ртути. В результате реакции ртути с ионами сульфида образуются нерастворимые в воде частицы сульфида ртути, которые под действием сил стяжения прочно сорбируются целлюлозными волокнами с образованием композиционного материала в виде волокнистой дисперсии.The method is as follows. Preparing a dispersion of cellulose fibers (CV), for example, with a concentration of 1%, as well as a solution of sodium sulfide with a concentration of, for example, 10 g / DM ³ . To prepare the dispersion, fibers are used that contain, in wt.%, At least 94% of the fibers with a length of not more than 1.23 mm and at least 54% of the fibers with a length of not more than 0.63 mm. The cleaning is carried out in an installation containing a mixer, a reactor, a saturator and a flotator. In the flow mixer serves wastewater and a dispersion of CV in an amount providing a concentration of fibers in water in the range of 40-150 mg / DM ³ . The resulting dispersion from the mixer is fed into a flow reactor, to which a sodium sulfide solution is also supplied in an amount stoichiometrically equal to the mercury content in the waste water. As a result of the reaction of mercury with sulfide ions, water-insoluble mercury sulfide particles are formed, which are strongly sorbed by cellulose fibers under the action of tensile forces to form a composite material in the form of a fibrous dispersion.

Целлюлозные волокна с указанными выше характеристиками в воде без перемешивания в 10-20 с образуют флоккулы и хлопья. Волокна и эти образования из них хорошо удерживают мелкие пузырьки воздуха и поэтому легко поддаются флотированию. Такими же свойствами обладают волокна с сорбированными ими частицами сульфида ртути. Поэтому для выведения твердых продуктов очистки целесообразно использовать метод флотации, например напорной флотации.Cellulose fibers with the above characteristics in water without mixing for 10-20 s form flocculi and flakes. Fibers and these formations from them hold small air bubbles well and are therefore easy to float. The same properties are possessed by fibers with mercury sulfide particles sorbed by them. Therefore, to remove solid refined products, it is advisable to use the flotation method, for example pressure flotation.

Волокнистую дисперсию из реактора направляют в сатуратор, насыщают ее воздухом под давлением, например, 2-3 атм, и подают в водораспределитель в камере флотатора. Давление снижается до нормального, растворенный в воде воздух выделяется в виде мелких пузырьков, которые захватывают быстро образующиеся флоккулы и хлопья и выносят их к поверхности воды в камере флотатора. Образующийся флотошлам отбирают с поверхности воды, например, черпаками, и подают на переработку. Часть флотошлама в некоторых случаях в установившемся режиме очистки возвращают в смеситель.The fibrous dispersion from the reactor is sent to a saturator, it is saturated with air under pressure, for example, 2-3 atm, and fed into the water distributor in the flotator chamber. The pressure drops to normal, the air dissolved in the water is released in the form of small bubbles that trap the rapidly forming flocs and flakes and carry them to the surface of the water in the flotator chamber. The resulting sludge is taken from the surface of the water, for example, with scoops, and served for processing. Part of the sludge in some cases in the steady state cleaning is returned to the mixer.

Флотошлам содержит, в расчете на сухие вещества, от 50 до 300 мас.ч. сульфида ртути на 100 мас.ч. волокон. Емкость волокон сорбента намного выше 300 мас.ч., на 100 мас.ч. волокон, однако при более высокой величине этого соотношения возникают осложнения при обезвоживании флотошлама вследствие резкого увеличения водоудержания композиционным материалом.Flotoshlama contains, in the calculation of solids, from 50 to 300 parts by weight mercury sulfide per 100 parts by weight fibers. The capacity of the sorbent fibers is much higher than 300 parts by weight, per 100 parts by weight. fibers, however, with a higher value of this ratio, complications arise when dewatering the sludge due to a sharp increase in water retention of the composite material.

Следующие примеры иллюстрируют возможности предлагаемого способа.The following examples illustrate the possibilities of the proposed method.

Пример 1. Очищают воду с содержанием ртути 5 мг/дм³. Готовят раствор сульфида натрия с концентрацией 10%. В смесителе в воде диспергируют целлюлозные волокна (ЦВ), содержащие, в мас.%, не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм при их расходе 40 мг/дм³. Дисперсию подают в реактор и добавляют в нее сульфид натрия в количестве, стехиометрически равном содержанию в воде ртути. Образующиеся в результате реакции ионов ртути и сульфида нерастворимые частицы HgS в β-форме (черный сульфид ртути) прочно сорбируются на ЦВ. Композиционный продукт очистки состоит, в расчете на 1 дм³ воды, из 40 мг ЦВ и 5,8 мг HgS, или же 14,5 мас.ч. на 100 мас.ч. ЦВ. Суспензию подают в сатуратор, насыщают ее воздухом при давлении 2 атм и подают во флотатор. Взвешенные вещества флотируются к поверхности воды во флотаторе и накапливаются с образованием слоя флотошлама. Его выводят из флотатора, например, с использованием черпака или переливом. Поскольку полная емкость сорбента значительно выше поглощенного в этом цикле очистки количества ртути, в начальный период работы очистной системы весь флотошлам в качестве сорбента равномерно подают в смеситель. В каждом цикле на одной и той же порции ЦВ сорбируются 5,8 мг HgS. Полное рециркулирование флотошлама продолжают до достижения соотношения в продукте очистки сульфид ртути (СР): целлюлозное волокно, равного, например, 100:40 или 250:100. С этого момента подачу флотошлама снижают, например, до 30 мг/дм³ воды, и начинают подавать свежий сорбент в количестве, например, 10 мг/дм³. В установившемся режиме остальную часть флотошлама с соотношением 280-300:100 выводят из процесса и направляют на утилизацию.Example 1. Purify water with a mercury content of 5 mg / DM ³ . A solution of sodium sulfide with a concentration of 10% is prepared. Cellulose fibers (CV) are dispersed in a mixer in water, containing, in wt.%, At least 94% of fibers with a length of not more than 1.23 mm and at least 54% of fibers with a length of not more than 0.63 mm at a flow rate of 40 mg / dm ³ . The dispersion is fed into the reactor and sodium sulfide is added to it in an amount stoichiometrically equal to the mercury content in the water. Insoluble HgS particles in the β-form (black mercury sulfide) formed as a result of the reaction of mercury ions and sulfide are strongly adsorbed on the CV. The composite purification product consists, per 1 dm ^{3 of} water, of 40 mg of CV and 5.8 mg of HgS, or 14.5 parts by weight of per 100 parts by weight CV The suspension is fed to the saturator, saturated with air at a pressure of 2 bar and fed to the flotator. Suspended substances float to the surface of the water in the flotator and accumulate with the formation of a layer of sludge. It is removed from the flotator, for example, using a scoop or overflow. Since the total capacity of the sorbent is significantly higher than the amount of mercury absorbed in this purification cycle, in the initial period of the treatment system operation, all the sludge as a sorbent is uniformly fed into the mixer. In each cycle, 5.8 mg of HgS are adsorbed on the same portion of CV. Complete recycling of the sludge is continued until the ratio in the purification product of mercury sulfide (CP): cellulose fiber, for example, equal to 100: 40 or 250: 100. From this moment, the flow of sludge is reduced, for example, to 30 mg / dm ^{3 of} water, and fresh sorbent in an amount of, for example, 10 mg / dm ^{3 is} started. In steady state, the rest of the sludge with a ratio of 280-300: 100 is removed from the process and sent for disposal.

Пример 2. В отличие от примера 1, очищают воду с содержанием ртути 100 мг/дм³. Целлюлозные волокна, с указанными выше характеристиками, расходуют в количестве 100 мг/дм³. При очистке образуются ~216 мг продуктов в виде композиционного материала при соотношении в нем СР:ЦВ=116:100. Флотошлам выводят из процесса и направляют на утилизацию.Example 2. In contrast to example 1, purify water with a mercury content of 100 mg / DM ³ . Cellulose fibers, with the above characteristics, spend in the amount of 100 mg / DM ³ . When cleaning, ~ 216 mg of products are formed in the form of a composite material with a ratio of CP: CV = 116: 100 in it. The sludge is removed from the process and sent for disposal.

Пример 3. В отличие от примера 1,очищают воду с содержанием ртути 200 мг/дм³, а целлюлозные волокна расходуют в количестве 150 мг/дм³. При очистке образуются 382 мг продуктов при соотношении СР:ЦВ=155:100. Флотошлам полностью выводят из процесса и направляют на утилизацию.Example 3. In contrast to example 1, water with a mercury content of 200 mg / dm ^{3 is} purified, and cellulose fibers are consumed in an amount of 150 mg / dm ³ . When cleaning, 382 mg of products are formed with a ratio of CP: CV = 155: 100. The sludge is completely removed from the process and sent for disposal.

Во всех примерах в очищенной воде ртуть не обнаруживается.In all examples, mercury is not detected in purified water.

Claims

1. A method of treating wastewater from mercury compounds, comprising treating water with sodium sulfide to form insoluble particles of mercury sulfide by chemical precipitation, removing solid treatment products from treated water, characterized in that the treatment is carried out in the presence of dispersed cellulose fibers in water containing, by weight. %, not less than 94% of fibers with a length of not more than 1.23 mm and not less than 54% of fibers with a length of not more than 0.63 mm, with the formation of solid refined products in the form of a composite material consisting of these fibers with sorbirs they chemically precipitated particles of mercury sulfide, and the removal of the composite material is carried out by pressure flotation.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fibers are dispersed in water in an amount of 40-150 mg / DM ³ .

3. The method according to claim 1, characterized in that the composite material is removed from the treated water when it contains mercury sulfide, parts by weight, 50-300 per 100 parts by weight cellulose fibers.

4. The method according to claim 1, characterized in that part of the sludge is returned to the cleaning process.