RU2690819C2 - Добавление алюминиевых реагентов в оксианион-содержащие водные потоки - Google Patents
Добавление алюминиевых реагентов в оксианион-содержащие водные потоки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690819C2 RU2690819C2 RU2017108445A RU2017108445A RU2690819C2 RU 2690819 C2 RU2690819 C2 RU 2690819C2 RU 2017108445 A RU2017108445 A RU 2017108445A RU 2017108445 A RU2017108445 A RU 2017108445A RU 2690819 C2 RU2690819 C2 RU 2690819C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxyanion
- concentration
- metal cation
- aluminum
- amount
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 221
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 220
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 158
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 title claims abstract description 145
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title abstract 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 309
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 292
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 292
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 77
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 72
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 95
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 74
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 66
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 62
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 59
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 50
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 39
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 37
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 35
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 35
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 32
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 28
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 27
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 22
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 19
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims description 19
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 19
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910001653 ettringite Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 16
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 claims description 14
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 14
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 12
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- -1 polyoxychloride Polymers 0.000 claims description 12
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 claims description 11
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 10
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 7
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 6
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 6
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K Arsenate3- Chemical compound [O-][As]([O-])([O-])=O DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- 229940000489 arsenate Drugs 0.000 claims description 5
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims description 5
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 229940082569 selenite Drugs 0.000 claims description 4
- MCAHWIHFGHIESP-UHFFFAOYSA-L selenite(2-) Chemical compound [O-][Se]([O-])=O MCAHWIHFGHIESP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 3
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 3
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims description 3
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 3
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical compound [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- HDYRYUINDGQKMC-UHFFFAOYSA-M acetyloxyaluminum;dihydrate Chemical compound O.O.CC(=O)O[Al] HDYRYUINDGQKMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 229940009827 aluminum acetate Drugs 0.000 claims description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 2
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 claims 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 claims 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 24
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 37
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 36
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 17
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 16
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 15
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 10
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 9
- 238000011161 development Methods 0.000 description 9
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229940024548 aluminum oxide Drugs 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 235000010210 aluminium Nutrition 0.000 description 4
- 229940007076 aluminum cation Drugs 0.000 description 4
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 4
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000036541 health Effects 0.000 description 4
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 4
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- KVLCHQHEQROXGN-UHFFFAOYSA-N aluminium(1+) Chemical compound [Al+] KVLCHQHEQROXGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-M bromate Inorganic materials [O-]Br(=O)=O SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-N bromic acid Chemical compound OBr(=O)=O SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DKSMCEUSSQTGBK-UHFFFAOYSA-M bromite Chemical compound [O-]Br=O DKSMCEUSSQTGBK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H dialuminum;trisulfate;hydrate Chemical compound O.[Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- JGJLWPGRMCADHB-UHFFFAOYSA-N hypobromite Chemical compound Br[O-] JGJLWPGRMCADHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- XTEGVFVZDVNBPF-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,5-disulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1S(O)(=O)=O XTEGVFVZDVNBPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- LLYCMZGLHLKPPU-UHFFFAOYSA-M perbromate Chemical compound [O-]Br(=O)(=O)=O LLYCMZGLHLKPPU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- DLOBKMWCBFOUHP-UHFFFAOYSA-N pyrene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 DLOBKMWCBFOUHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- AAJQTWWVKREOQP-UHFFFAOYSA-N 4-oxo-4-pyren-1-ylbutanoic acid Chemical compound C1=C2C(C(=O)CCC(=O)O)=CC=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 AAJQTWWVKREOQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- AQLMHYSWFMLWBS-UHFFFAOYSA-N arsenite(1-) Chemical compound O[As](O)[O-] AQLMHYSWFMLWBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001919 chlorite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052619 chlorite group Inorganic materials 0.000 description 1
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical compound OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012994 industrial processing Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- ICIWUVCWSCSTAQ-UHFFFAOYSA-M iodate Chemical compound [O-]I(=O)=O ICIWUVCWSCSTAQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 235000012254 magnesium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229940091250 magnesium supplement Drugs 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 1
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N periodic acid Chemical compound OI(=O)(=O)=O KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-M phosphinate Chemical compound [O-][PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- CZLSHVQVNDDHDQ-UHFFFAOYSA-N pyrene-1,3,6,8-tetrasulfonic acid Chemical compound C1=C2C(S(=O)(=O)O)=CC(S(O)(=O)=O)=C(C=C3)C2=C2C3=C(S(O)(=O)=O)C=C(S(O)(=O)=O)C2=C1 CZLSHVQVNDDHDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HYISVWRHTUCNCS-UHFFFAOYSA-N pyrene-1-carboxylic acid Chemical compound C1=C2C(C(=O)O)=CC=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 HYISVWRHTUCNCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-L thiosulfate(2-) Chemical compound [O-]S([S-])(=O)=O DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
- C02F1/5245—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5209—Regulation methods for flocculation or precipitation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/02—Softening water by precipitation of the hardness
- C02F5/06—Softening water by precipitation of the hardness using calcium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/101—Sulfur compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/103—Arsenic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/105—Phosphorus compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/108—Boron compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
- C02F2101/22—Chromium or chromium compounds, e.g. chromates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/10—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from quarries or from mining activities
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Изобретения могут быть использованы при переработке и обогащении полезных ископаемых, в строительстве, при очистке дренажных, фильтрационных и сточных вод. Способ удаления оксианионов из водного потока, имеющего меняющуюся со временем концентрацию оксианионов и катиона металла, включает непрерывный контроль концентраций катиона металла и оксианиона для обеспечения данных о текущей концентрации данного катиона металла и текущей концентрации оксианиона. При этом в водный поток добавляют источник катиона щелочноземельного металла и алюминиевый реагент на основе измеренных текущих концентраций катиона металла и оксианиона для образования осадка с оксианионом. Система очистки водного потока от оксианиона включает источники агента, содержащего катионы металла, и алюминиевого реагента, датчики для измерения концентраций и анализа их изменения, контроллер, выполненный с возможностью управления добавлением реагентов, при образовании осадка. Количества катиона металла и алюминиевого реагента, добавляемых в поток, являются эффективными для образования осадка с оксианионом в эттрингит-стехиометрическом соотношении и снижения концентрации оксианиона в водном потоке ниже целевого порога. 3 н. и 37 з.п. ф-лы, 9 ил., 3 табл., 7 пр.
Description
Настоящая заявка относится к заявке на патент США № 13/787,365, поданной 6 марта 2013 года и приобщенной заявке с названием «ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИАНИОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АЛЮМИНИЕВЫХ РЕАГЕНТОВ». Полное содержание этих двух заявок включено в настоящий документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к очистке водных потоков, содержащих оксианионы, а более конкретно, к мониторингу водных потоков, содержащих оксианион и их обработке алюминиевыми реагентами.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Оксианионы являются классом кислородсодержащих анионных молекул, которые могут быть образованы в ходе промышленных процессов. Например, типичные оксианионы, образующиеся в ходе промышленных операций по переработке, включают борат, карбонат, фосфат, сульфат, хромат и арсенат. Эти оксианионы могут быть сформированы, когда вещество, содержащее бескислородный элемент оксианиона, подвергается воздействию кислорода, воды и/или бактерии. По причине неблагоприятных последствий для здоровья человека и окружающей среды, связанных со многими оксианионами, государственные регулирующие органы часто ограничивают уровень, при котором некоторые оксианионы могут сбрасываться со сточными водами в окружающую среду.
Одна из ситуаций, когда могут образовываться оксианионы, возникает во время раскопок грунта. Работы по разработке грунта, такие как добыча и обогащение полезных ископаемых, дорожное строительство и т.д., могут подвергать грунтовый материал воздействию кислорода и воды, образуя сточные воды, содержащие оксианионы. Эти сточные воды могут включать, например, дренаж кислых горных пород (называемый ARD или AMD), обогатительные хвосты, избыток декатирующей воды, фильтрационную воду и сточные воды кислотообразующих процессов. Дренажные формы кислых горных пород подвергаются воздействию окислительных условий во время добычи полезных ископаемых, дорожного строительства и других крупномасштабных раскопках.
Оксианионы могут быть с трудом выделены из воды, потому что они часто образуют относительно слабые анионы. Еще больше осложняет усилия по выделению оксианионов осознание факта, что соединения оксианионов могут меняться с течением времени и влияния факторов окружающей среды. Такие факторы, как выпадение осадков, температура, условия промышленного процесса, содержание вещества в грунте, и реакции химических компонентов могут вызвать изменения в составе оксианионов в рассматриваемом потоке сточных вод с течением времени. Уверенность в том, что водные потоки, содержащие изменчивые оксианионные композиции и концентрацию, должным образом очищаются, могут помочь привести в соответствие государственные нормативные требования, обеспечить хорошую экологию и улучшение здравоохранения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В целом, это изобретение относится к способам, композициям и техническим средствам, нацеленным на снижение концентрации оксианионов в промышленных водных растворах, таким как, очистка сточных вод перед сбросом ее в окружающую среду. В некоторых областях применения водный поток, содержащий один или более оксианион и катионы металла, постоянно контролируется с целью измерения текущей концентрации одного или более оксианиона и катионов металла. Затем, на основе данных о текущей концентрации оксианиона, катиона металла, а также целевого порога освобождения оксианионов, в сточные воды добавляется химический осаждающий агент. Целевой порог освобождения оксианионов может соответствовать максимальной концентрации, выше которой сточные воды не могут быть сброшены без нарушения лимита содержания оксианионов. Целевым порогом освобождения может также являться концентрационный лимит, выше которого содержание оксианионов слишком высокое для повторного использования водного потока в технологическом процессе. Химический осаждающие агенты могут включать источник катиона металла (к примеру, в случаях, если в потоке концентрация катиона металла уже не слишком высока) и алюминий, который связывается с оксианионом, образуя осадок катиона металла алюмо-оксианиона гидроксида гидрата.
С течением времени композиция потока сточных вод может измениться по причине иной концентрации оксианиона и/или катиона металла в поступающих сточных водах, нежели прежде. Было подтверждено, что такое изменение может иметь значительные практические последствия. Например, в случаях, когда концентрация катиона металла и/или оксианиона в потоке сточных вод меняется, дозировка химических осаждающих агентов может нуждаться в изменении, чтобы предотвратить превышение допустимой концентрации оксианиона в очищаемом потоке.
Если концентрация оксианиона в поступающем потоке возрастает и/или концентрация катиона металла снижается, дозировка источника катиона металла и/или алюминиевых реагентов может оказаться слишком малой. Это может ограничить образование осадка катиона металла алюмо-оксианиона гидроксида гидрата, вызывая превышение желаемого лимита концентрации оксианиона в очищаемом потоке. В противоположность этому, если концентрация оксианиона в поступающем потоке снижается и/или концентрация катиона металла возрастает, дозировка источника катиона металла и/или алюминиевых реагентов может оказаться слишком высокой. Это не только экономически не эффективно по причине превышения дозировки осаждающих агентов, но также было замечено, что в некоторых случаях превышение добавления осаждающих агентов ведет к снижению суммарного количества осажденного оксианиона. Например, добавка увеличенного количества источника катиона металла и/или алюминиевых реагентов может увеличить количество формируемого осадка и соответственно поглощенного оксианиона до тех пор, пока не будет достигнута концентрационная точка перелома для источника катиона металла и/или алюминиевых реагентов. Увеличение концентрации источника катиона металла и/или алюминиевых реагентов в потоке сточных вод выше точки перелома может снизить количество формируемого осадка, увеличивая количество оксианиона, оставшегося в очищаемом потоке сточных вод.
Непрерывно измеряя текущую концентрацию оксианиона в очищаемом потоке и катиона металла в потоке (т.е. катиона металла, который связывается с алюминием для образования осадка катиона металла алюмо-оксианиона гидроксида гидрата), можно получить точное и гарантированное снижение концентрации оксианиона ниже целевого порога. Это может гарантировать экономически эффективное соблюдение любых нормативных ограничений, которые могут существовать для концентрации оксианиона в потоке сбрасываемых в окружающую среду сточных вод.
В одном примере описан способ для снижения концентрации одного или нескольких оксианионов в водном потоке. Этот способ включает прием водного потока, содержащего катион металла и оксианион, в котором концентрация катиона металла и концентрация оксианиона меняются со временем. Способ также включает непрерывное измерение концентрации катиона металла для того чтобы обеспечить текущую концентрацию катиона металла в водном потоке, непрерывное измерение концентрации оксианиона для того чтобы обеспечить текущую концентрацию оксианиона в водном потоке, и добавлении источника катиона металла и алюминиевого реагента в водный поток. Способ обуславливает, что количество источника катиона металла, добавленного в водный поток, определено на основе текущей концентрации катиона металла в водном потоке, количество алюминиевого реагента, добавленного в водный поток, основано на текущей концентрации оксианиона в водном потоке, при этом и количество источника катиона металла и количество алюминиевого реагента, добавленного в водный поток, эффективно для снижения концентрации оксианиона ниже целевого порога.
В другом примере описанная система включает источник агента, содержащего катионы металла, источник алюминиевого реагента, один или более датчиков и контроллер. Этот пример оговаривает, что один или более датчиков скомпонованы для анализа водного раствора, содержащего катион металла изменчивой концентрации и оксианион изменчивой концентрации, а также один или более датчиков скомпонованы для измерения изменчивой концентрации катиона металла, чтобы обеспечить текущую концентрацию катиона металла в водном растворе и для измерения изменчивой концентрации оксианиона, чтобы обеспечить текущую концентрацию в водном растворе. Пример также определяет использование контроллера, выполнен с возможностьюного для управления добавлением агента, содержащего катион металла и алюминиевый реагент к водному раствору, основываясь на текущей концентрации катиона металла и текущей концентрации оксианиона, измеряемой одним или более датчиками.
В другом примере описан способ, который включает добавление реагента основного щелочноземельного металла к водному раствору, содержащему оксианион, таким образом выделяя в осадок из водного раствора первую порцию оксианиона, образовывая водный раствор, содержащий сниженную концентрацию оксианиона. Этот способ включает определение концентрации оксианиона в водном растворе, содержащем сниженную концентрацию оксианиона, и добавление алюминиевого реагента к водному раствору, содержащему сниженную концентрацию оксианиона, основываясь на определенной концентрации оксианиона, таким образом выделяя в осадок из водного раствора, содержащего сниженную концентрацию оксианиона, вторую порцию оксианиона.
Детали одного или более примеров представлены в прилагаемых фигурах и описании ниже. Другие особенности, цели и преимущества будут очевидны из описания, фигур и пунктов формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
ФИГ. 1 блок-схема, иллюстрирующая примерный процесс для снижения концентрации одного или более оксианионов в водном потоке.
ФИГ. 2 блок-схема, иллюстрирующая другой примерный процесс для снижения концентрации одного или более оксианионов в водном потоке.
ФИГ. 3 концептуальная схема, иллюстрирующая пример системы, которая может быть использована для очистки воды, содержащей оксианионы, с целью снизить концентрацию оксианионов в соответствии со способом, описанным применительно к ФИГ. 1 и 2.
ФИГ. 4 график, иллюстрирующий пример экспериментальных данных концентрации оксианиона сульфата в сравнении с прогнозными данными концентрации для осадка на основе эттрингит-стехиометрии.
ФИГ. 5 график динамических данных примера осаждения для образца дренажа кислых горных пород, предварительно обработанного негашеной известью.
ФИГ. 6А-6С пример графиков экспериментальных данных для раствора оксианиона молибдата, очищаемого гидроокисями алюминия и кальция.
ФИГ. 7 пример графика экспериментальных данных для раствора оксианиона хромата, очищаемого гидроокисями алюминия и кальция.
ФИГ. 8 пример графика экспериментальных данных для раствора оксианиона бромата, очищаемого гидроокисями алюминия и кальция.
ФИГ. 9 пример графика экспериментальных данных для раствора оксианиона нитрата, очищаемого гидроокисями алюминия и кальция.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Это изобретение относится к совокупности принципов и техническим средствам для очистки потоков сточных вод, содержащих оксианионы, с целью снижения концентрационного уровня оксианиона в потоке сточных вод ниже порогового уровня концентрации.
Целевой уровень может быть уровнем, ниже которого поток сточных вод может быть сброшен в окружающую среду (т.е. река, озеро, система городского канализационного коллектора), при соответствии требованиям экологическим и в области здравоохранения. Например, целевым уровнем концентрации может быть максимально разрешенный уровень концентрации, установленный стандартами компании, местными или национальными законами или нормативными требованиями в области экологии, здравоохранения и безопасности. Целевым порогом освобождения может также являться концентрационный лимит, ниже которого требуется опустить концентрацию оксианиона для того чтобы использовать поток воды в промышленном технологическом процессе.
Чтобы снизить уровень концентрации оксианиона в потоке сточных вод ниже целевого уровня концентрации, по крайней мере, один осаждающий агент, а в некоторых примерах несколько осаждающих агентов, могут быть добавлены к потоку сточных вод. Например, в поток сточных вод может быть добавлен источник катиона металла, такой как реагент основного щелочноземельного металла и/или алюминиевый реагент. Источник катиона металла и алюминиевый реагент могут связывать существующий в потоке сточных вод оксианион с образованием осадка. Этот осадок может быть удален из потока сточных вод, тем самым снизив концентрацию оксианиона в потоке.
На практике было замечено, что концентрация оксианиона в промышленных потоках сточных вод может с течением времени значительно меняться. Например, во время операции по разработке грунта, которая образует дренажный сток кислых пород, изменения в химическом составе извлекаемого грунтового материала, изменения под воздействием осадков и температуры, среди прочих факторов, могут вызвать изменчивость содержания оксианиона в стоке. В зависимости от характера конкретной операции по разработке грунта, концентрация оксианиона в стоке может изменяться в течение дня более чем на 10%. В случаях, когда один или более осаждающий агент добавляется в этот сток, чтобы снизить содержание оксианиона в потоке, сильная изменчивость концентрации оксианиона может негативно влиять на эффективность добавленных в поток осаждающих агентов.
В некоторых случаях, в соответствии с этим изобретением, поток сточных вод, имеющий изменчивую концентрацию оксианиона, контролируется с целью определения текущей концентрации оксианиона в потоке. Концентрация катиона(ов) металла, относящаяся к оксианионам, может также непрерывно контролироваться, чтобы определять текущую концентрацию катиона металла в потоке. К примеру, концентрация катиона(ов) металла, который(ые) связывается(ются) с алюминием и оксианионами, образуя осадок катиона металла алюмо-оксианиона гидроксида гидрата, может постоянно контролироваться. На основе информации о текущей концентрации оксианиона, текущей концентрации катиона металла в потоке, дозировка осаждающих агентов, добавленных в поток, может быть приведена к количеству, эффективному для снижения концентрации оксианиона в потоке ниже целевого порога. Например, дозировка осаждающих агентов может быть приведена к количеству, эффективному для снижения концентрации оксианиона в потоке ниже целевого порога, при этом существенно не передозируя агенты, осаждая чрезмерное количество оксианиона и обеспечивая сброс потока в окружающую среду без нарушений стандартов качества отводимых сточных вод.
Не желая быть связанным какой-либо конкретной теорией, было обнаружено, что в некоторых случаях процесс осаждения и удаления оксианиона крайне чувствителен к концентрации оксианиона в очищаемом водном потоке и к концентрации осаждающих агентов, добавленных в поток. В некоторых случаях, даже небольшие изменения в миллионных долях концентрации оксианиона и/или концентрации осаждающего агента могут давать изменения в концентрации оксианиона в очищаемом потоке. Например, сложные взаимодействия между оксианионами в очищаемом потоке и осаждающими агентами могут создавать пределы осаждения. Увеличение концентрации осаждающих агентов, добавленных в поток, до этих пределов может увеличивать количество осаждаемого из потока оксианиона. Дальнейшее увеличение концентрации осаждающих агентов за пределы осаждения может вызвать, по меньшей мере, переход части осажденного оксианиона обратно в раствор, снижая количество осажденного оксианиона в очищаемом потоке. То есть, система может обнаруживать точку перелома осаждения (т.е. максимум), в силу которого увеличение или уменьшение концентрации осаждающих агентов, добавленных в поток, вызывает снижение количества осаждаемого из потока оксианиона.
В областях применения, где очищаемый поток сточных вод обнаруживает точку перелома осаждения оксианиона, которая сдвигается в зависимости от концентрации оксианионов и/или концентрации катионов металла в потоке, постоянное отслеживание концентраций оксианиона и/или катиона металла в потоке может способствовать точному дозированию осаждающих агентов. Например, количество источника катиона металла, добавленного в поток и/или количество алюминиевого реагента, добавленного в поток, может быть отрегулировано на основе концентрации катиона металла и/или оксианиона во входящем очищаемом потоке. Осаждающие агенты могут также быть скорректированы на основе точки перелома осаждения в соответствии с концентрацией оксианиона входящего потока и/или целевым уровнем концентрации после очистки.
ФИГ. 1 блок-схема, иллюстрирующая примерный процесс для снижения концентрации одного или более оксианионов в водном растворе, как например, водохранилище или очищаемом потоке воды, содержащем оксианионы. Процесс включает прием очищаемого потока, содержащего оксианион (10), непрерывное измерение концентрации катионов металла (12) для определения текущей концентрации катиона металла, и непрерывное измерение концентрации оксианиона в потоке (14) для определения текущей концентрации оксианиона. В дополнение, пример технологии ФИГ. 1 включает определение дозировки осаждающего агента (16), основываясь на текущей концентрации катиона металла и текущей концентрации оксианиона, и затем добавление осаждающих агентов в водный поток (18) в пределах установленного лимита. Как описано во во всех подробностях ниже, широкий ряд различных химических соединений, конфигураций оборудования и режимов технологических процессов могут быть использованы чтобы снизить концентрацию оксианиона в очищаемом потоке в соответствии с примером технологии на ФИГ. 1
В технологии на ФИГ. 1 водный поток, содержащий один или более оксианионов, может быть принят из промышленного процесса (10) и очищен посредством снижения концентрации одного или более оксианионов, получая на выходе очищенный водный поток. Водный поток может быть принят из различных промышленный процессов, и изобретение не ограничено очисткой водного потока из какого-то специфического источника. В некоторых случаях водный поток это сбрасываемый поток, пульпа, смыв поверхности и/или фильтрационная вода из разрабатываемого месторождения, отвала угольных отходов, строительной площадки, химического завода или других мест. Например, водный поток может быть сбросом, сформированным рудничным водоотливом, в случае нарушения геологических пластов (например, выемки грунта) и воздействию на них источников воды, таких как атмосферные осадки, поверхностные стоки и/или грунтовые воды, так чтобы вода содержала металлы и минералы в растворенном виде или суспензии. Дренаж горных пород может быть кислым (упомянутый как дренаж кислых горных пород) или щелочным (упомянутый как дренаж щелочных горных пород), в зависимости от источника. В любом случае, поток может быть образован с мест разработки, включая активные, неактивные, заброшенные места разработок и/или открытые разработки грунта для добычи минералов, металлов, руды и/или угля. Примерами таких разработок могут быть нефтеносные пески, уголь. минералы, металлы и руды, включая известняк, тальк, золото, серебро, железо, цинк, марганец молибден, сурьма, хром и никель. Другие примеры источников водного потока, содержащего один или более оксианион, включают сточную воду от процесса десульфурации дымовых газов, отходов целлюлозно-бумажного производства и алюминиевого производства.
В зависимости от источника водного потока, поток может содержать оксианионы, нуждающиеся в очистке или выведении, перед тем, как он будет сброшен в окружающую среду. Термин оксианион обозначает отрицательно заряженные химические соединения, имеющие формулу AxOy z-, в которой А - химический элемент, отличный от кислорода; О - кислород; Z - стандартно целое число, имеющее значение по меньшей мере единицу (т.е. 1, 2, 3 или больше); X - стандартно целое число, имеющее значение 1 или 2; Y - стандартно целое число, имеющее значение по меньшей мере единицу (т.е. 1, 2, 3, 4 или больше).
Оксианионы могут быть образованы многими химическими элементами. Например, оксианионы включают борат, карбонат, нитрат, фосфат, сульфат, хромат, арсенат, селенат, молибдат, нитрит, фосфат, сульфит, арсенит, селенит, гипофосфит, фосфат, гипосульфит, перхлорат, пербромат, периодат, перманганат, хлорат, хромат, бромат, йодат, хлорит, бромит, гипохлорит и гипобромит. Конкретный оксианион может быть образован на месте разработки, после воздействия на химический элемент кислорода и воды. Например, оксианион сульфат может быть образован когда извлеченный грунтовый материал, содержащий сульфид металла подвергнут воздействию кислорода и воды.
Конкретные оксианионы, присутствующие в водном потоке, который подвергается очистке, будут варьироваться, в частности в зависимости от процессов, образовавших поток и источника оксианионов. В некоторых случаях очищаемый водный поток включает (или, в некоторых случаях, состоит или состоит существенно из) сульфат, молибдат, борат, селенит, арсенат, нитрат и/или ванадат. К примеру, водный поток может содержать один или более оксианионов, имеющих формулу AxOy z-, где А взято из группы, содержащей Мо, В, Cr, Se, As, N, S; V; X - целое число, имеющее значение 1 или 2; Y - целое число, имеющее значение, как минимум 1; Z - целое число, имеющее значение, как минимум 1. В одном конкретном случае водный поток включает (или, в других случаях состоит существенно из) сульфата (SO4 2-). Сульфат это оксианион, обнаруживаемый в дренажах многих кислых горных пород и других стоках, образующихся при разработке грунтов. В некоторых случаях водный поток включает сочетание различных оксианионов.
К тому же, водный поток, содержащий один или более оксианион, подвергается обработке (очистке) веществами, которые могут содержать соответственные катионы, т.е. обеспечивающие потоку нейтральный электрический заряд. Типы катионов, присутствующих в водном потоке опять же будут зависеть от процессов, образовавших поток, и источника катионов. Типичные катионы, соотносимые с оксианионсодержащим потоком сточных вод, включают катионы металлов, таких как Группа I, щелочные металлы (к примеру, Na, K) и/или Группа II, щелочноземельные металлы (к примеру, Be, Mg, Ca). В случае потоков дренажа кислых горных пород, могут также присутствовать тяжелые металлы, такие как железо, хром, кобальт, цинк, никель и/или медь.
Концентрация катионов металла и оксианионов в водном потоке до очистки при помощи осаждающих агентов может колебаться, к примеру от менее чем 500 частиц на миллион (млн-1) до более чем 1000 млн-1. Например, содержание катионов металлов и/или оксианионов во входящем потоке может быть для каждого быть более 500 млн-1, а именно более 750 млн-1, более 1000 млн-1, более 1500 млн-1 или даже более 2500 млн-1 (к примеру, от 10000 млн-1 до 20000 млн-1). В некоторых случаях концентрация катионов металлов и/или оксианионов во входящем потоке может иметь диапазон от 100 млн-1 до 3000 млн-1, например, от 500 млн-1 до 2500 млн-1, от 1000 млн-1 до 2000 млн-1, от 1100 млн-1 до 1500 млн-1. Вышеупомянутые концентрации могут быть как у конкретной пары катиона металла и оксианиона, так и у суммы всех катионов металлов и оксианионов, содержащихся в потоке. В дальнейшем, если не упомянуто иное, частицы на миллион (млн-1) используются в настоящем документе в отношении частиц на миллион по весу.
Как один из примеров, водный поток может содержать сульфат в концентрации в диапазоне от 1000 млн-1 до 2000 млн-1. Например, водный поток может содержать сульфат в диапазоне от 900 млн-1 до 1500 млн-1, обеспечивая текущую концентрацию оксианиона сульфата от 900 млн-1 до 1500 млн-1. Соответственный катион металла может присутствовать в водном потоке в меньшей весовой концентрации, чем оксианион, в частности, благодаря разнице удельных весов между катионом и оксианионом сульфатом. Например, в случаях, в которых сульфат присутствует как сульфат кальция, кальций может варьироваться от 265 млн-1 до 450 млн-1, обеспечивая текущую концентрацию катиона от 265 млн-1 до 450 млн-1. Концентрация кальция может быть меньше в случаях, когда в водном потоке вместо кальция присутствуют другие неустойчивые катионы металлов.
На практике концентрация катионов металлов и оксианионов может изменяться с течением времени. Такие факторы среди прочих, как атмосферные осадки, температура, условия промышленных процессов и состав грунтового материала могут вызывать уменьшение или увеличение концентрации катионов металлов и/или оксианионов в потоке по сравнению с предшествующей концентрацией. Изменение концентрации катиона металла и/или оксианиона по прошествии времени может быть более чем 10%, к примеру более 25% или более 50%. Например, в случае если поток содержит примерно 1200 млн-1 сульфата, изменяющего концентрацию с течением времени примерно на 25%, содержание сульфата может изменяться от 900 млн-1 до 1500 млн-1. Период времени, в течение которого изменяется концентрация, может быть сравнительно небольшим, к примеру полчаса или час, или больше, например смена (т.е. восьмичасовая смена), день или неделя. Как оговаривается во всех подробностях ниже, эти изменения концентрации влияют на необходимую дозировку осаждающего агента для максимизации осаждения и удаления оксианиона.
В дополнение к одному или более оксианионам и соответственным катионам металлов, остальная часть потока может иметь в своем составе воду и специфичные соединения в зависимости от источника водного потока. Пример соединений, которые могут присутствовать в водном потоке, включают, но не ограничены этим перечнем, неустойчивые катионы металлов, обогащенный углекислотой бикарбонат, цианид, органические вещества, флокулянты и/или плавающие вещества.
Независимо от состава веществ в водном потоке, очищаемом с целью снижения содержания оксианиона, поток может быть получен, подвергнут анализу и осаждению оксианиона. Водный поток может быть получен и собран с использованием одной или более резервуаров, обеспечив статический объем жидкости, который может быть подвергнут анализу и очистке перед сбросом. В качестве альтернативы, водный поток может быть подвергнут анализу в непрерывном режиме (к примеру, отводом части потока) и очищен с целью снижения содержания оксианиона во время его прохождения. В зависимости от источника очищаемый водный поток, содержащий оксианионы, может быть непрерывным потоком жидкости. Поток жидкости может быть в основном или полностью непрерывным в течение определенного промежутка времени, например, периода более 30 минут, более чем 24 часа или периода более чем 1 неделя.
В технологическом примере на ФИГ. 1 очищаемый водный поток принимается (10) и непрерывно измеряется для определения текущей концентрации катиона металла в потоке (12), а также текущей концентрации оксианиона (14). Непрерывное измерение концентрации катиона металла и концентрации оксианиона в потоке может использоваться для фиксации изменений в концентрации(ях) и обеспечения контроля дозировки осаждающего агента. В качестве текущей концентрации катиона металла может быть принят результат самого последнего измерения его концентрации в водном потоке. Аналогично, в качестве текущей концентрации оксианиона может быть принят результат самого последнего измерения его концентрации в водном потоке. Каждое новое измерение концентрации катиона металла и оксианиона в водном потоке может определять новую текущую концентрацию катиона металла и оксианиона, заменяя последние значения измерений. В других примерах, технология на ФИГ. 1 не включает непрерывное измерение и текущей концентрации катиона металла (12), и текущей концентрации оксианиона (14) в водном потоке, а только одного из двух значений.
На практике частота непрерывных измерений концентрации катиона металла и концентрации оксианиона может обуславливаться полученной в результате наблюдений изменчивостью концентрации катиона металла и/или концентрации оксианиона в потоке. Если концентрация(и) изменяется(ются) значительно в течение короткого промежутка времени (к примеру, ± 5%), будут уместны более частые измерения. В противоположность этому, если концентрация(и) изменяется(ются) значительно в течение длительного промежутка времени (например, сезонно, с изменениями количества осадков и температуры), достаточно менее частых измерений.
В различных случаях, можно обеспечить непрерывность измерений концентрации катиона металла и/или оксианиона, измеряя концентрацию катиона металла и/или оксианиона как минимум, 1 раз в день, 1 раз в 8 часов, 1 раз в 4 часа, 4 раз в час, 1 раз в полчаса или 1 раз в минуту. Частота, с которой измеряется концентрация катиона металла, может быть такой же или отличной от частоты измерений концентрации оксианиона. При этом, концентрация катиона металла и/или оксианиона может измеряться посредством отведения малой части основного водного потока и анализом его концентрации(ий) в непрерывном режиме. В противоположность этому, из водного потока могут быть взяты пробы для последующего анализа с целью определения концентрации(ий), например, с использованием автоматизированных или ручных лабораторных способик.
Многообразие различных способов может быть использовано для измерения концентрации одного или более катиона металла в очищаемом, с целью снижения содержания оксианиона, водном потоке. Как один из примеров, концентрация катиона металла в водном потоке может быть измерена спектрофотометрическим способом. При этом способе в водный поток добавляется связывающийся с катионом металла спектральный реагент. Затем свет (например, видимого спектра, ближней ультрафиолетовой области спектра и/или ближней инфракрасной области спектра) может быть направлен в анализируемый водный раствор, и при помощи фотометра измеряется интенсивность отражения или пропускания света. Спектрофотометрические свойства жидкости могут изменяться в зависимости от концентрации катиона металла, связанного со спектральным агентом, обеспечивая возможность измерений концентрации катиона металла.
В качестве другого примера, концентрация катиона металла в водном потоке может быть измерена спектрофлуориметрическим способом. Во время спектрофлуориметрии свет с определенной длиной волны или диапазона длин волн может быть направлен в анализируемый водный раствор, вызывая возбуждение молекул в жидкости и испускание ими флюоресцентного излучения различной длины волны или длин волн. Флуоресцентное излучение может быть измерено и сопоставлено с концентрацией катиона металла в водном растворе. В некоторых случаях, в соответствии с этим способом, в водный раствор может быть добавлен флуорофор, который связывается с катионом металла, образуя флуорофор-катион металла соединение. Флуорофор-катион металла соединение может испускать флюоресцентное излучение в ответ на энергию возбуждения, позволяя определить наличие и измерить количество катиона металла.
В качестве другого примера, концентрация катиона металла в водном потоке может быть измерена посредством измерения электропроводности. Например, для измерения электрического потенциала конкретного катиона металла в водном растворе может быть использован ионоселективный электрод. Ионоселективный электрод может включать мембрану, проницаемую для определенного иона и преобразователь или датчик, который преобразует активность катиона металла в водном растворе в электрический потенциал, который может быть измерен вольтметром или pH-метром. Электрический потенциал может быть сопоставлен с концентрацией катиона металла в водном растворе, позволяя определить текущую концентрацию катиона металла.
При условии постоянного измерения текущей концентрации катиона металла в водном растворе (14) в соответствии с технологией на ФИГ. 1, может быть непрерывно измерена концентрация всех катионов металлов, одного или нескольких более специфичных катионов металла. В общем случае, полезно измерять концентрацию катиона(ов) металла(ов), который(ые) связывается(ются) во время равновесной реакции осаждения, в результате которой в очищаемом водном потоке выпадает в осадок оксианион. Это потому, что концентрация(и) катиона(ов) металла(ов) может(гут) влиять на эффективность осаждения в процессе удаления оксианиона. Соответственно, в некоторых случаях, технология на ФИГ. 1 включает непрерывное измерение текущей концентрации этих катионов металлов, связывающихся с оксианионом(ами) в результате добавления осаждающих агентов для образования удаляемого осадка оксианиона. Концентрация других катионов металлов, которые не связываются с оксианионом, может также измеряться или не измеряться.
Многообразие различных способов может быть также использовано для измерения концентрации одного или более оксианиона в очищаемом, с целью снижения содержания оксианиона, водном потоке (14). Пример способа, который может с успехом использоваться для измерения концентрации оксианиона описана в приобщенной патентной заявке с названием «ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИАНИОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АЛЮМИНИЕВЫХ РЕАГЕНТОВ» и присвоенным номером патентного реестра 29805.189.1, полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
В качестве одного из примеров, способ, который может быть использован для измерения концентрации оксианиона, является бариевый осаждающий агент, который может быть добавлен в анализируемую жидкость для формирования барий-оксианион осадка. Барий-оксианион осадок может быть измерен оптически, например, способом измерения мутности или спектрофотометрического отклика жидкости, содержащей барий-оксианион осадок. Оптический отклик может быть сопоставлен с концентрацией оксианиона, присутствующего в анализируемой жидкости, позволяя определить текущую концентрацию оксианиона. При этом способе может быть измерена концентрация всех оксианионов, осажденных при помощи бариевого осаждающего агента и принята в качестве текущей концентрации оксианиона в отличие от измерения концентрации конкретных соединений оксианионов (например, хромата, сульфата).
В качестве другого примера, концентрация оксианиона в водном потоке может быть измерена с использованием рамановской спектроскопии. При использовании рамановской спектроскопии, световой пучок, испускаемый, как правило лазером, направляется в образец жидкости, содержащей оксианионы. Световой пучок взаимодействует с молекулярными колебаниями, фононами или другими возбуждениями, в результате чего энергия световых фотонов смещается вверх или вниз. Изменения энергии дают информацию о колебательных модах в жидкости, которая в свою очередь может быть сопоставлена с концентрацией оксианионов. Таким образом, рамановская спектроскопия может дать информацию о текущей концентрации оксианиона.
В качестве дополнительного примера, концентрация оксианиона может быть измерена через электропроводность. В одном случае использования, в соответствии с этим примером, электропроводность жидкости, содержащей оксианион, измеряется прямым способом, т.е. измеряя электрическое сопротивления жидкости. Электропроводность жидкости может быть сопоставлена с текущей концентрацией оксианиона в жидкости. В другом случае использования, в соответствии с этим примером, для измерения электрического потенциала конкретного оксианиона в водном растворе может быть использован ионоселективный электрод. Ионоселективный электрод может преобразовывать активность оксианиона в водном растворе в электрический потенциал, который можно измерить при помощи вольтметра или pH-метра. Электрический потенциал может быть сопоставлен с концентрацией оксианиона в водном растворе, позволяя определить текущую концентрацию оксианиона (в частности, конкретного соединения оксианиона).
В качестве еще одного примера, оксианион а анализируемой жидкости может быть измерен оптически, соединив воедино флуорофор и алюминий. Примеры флуорофоров, которые могут быть использованы включают, но не ограничены этим списком, 1, 3, 6, 8-пирентетрасульфоновая кислота; 1-пиренсульфоновая кислота; 8-гидрокси-1, 3, 6-пиренсульфоновая кислота; γ-оксо-1-пиренмасляная кислота; 1-пиренкарбоновая кислота; 1, 5-нафталиндисульфоновая кислота и/или 1-нафтален сульфоновая кислота. Флуорофор-алюминий-оксианион комплекс может быть подвергнут спектрофлуориметрии, направив свет определенной дины волны или диапазона длин волн в анализируемый водный раствор, вынуждая свободный флуорофор (несвязанный флуорофор), оставшийся в образце, возбудиться и испускать флуоресцентное излучение различных длин волн/длины волны. Флюоресцентное излучение может быть измерено и сопоставлено с концентрацией оксианиона в водном растворе.
При условии постоянного измерения текущей концентрации оксианиона в водном растворе (14) в соответствии с технологией на ФИГ. 1, концентрации всех оксианионов могут быть измерены непрерывно или концентрация одного или более конкретного оксианиона (например, сульфата) может быть измерена непрерывно. Конкретный способ, используемый для измерения оксианиона(ов) с водном растворе, может определяться видом конкретного оксианиона, выделяемого из других соединений оксианионов, содержащихся в жидкости. Кроме того, следует отметить, что хотя способы для непрерывного измерения концентрации катиона металла (12) и непрерывного измерения концентрации оксианиона (14) были описаны как отдельные, в некоторых случаях, единый аналитический способ может одновременно измерить текущие концентрации катиона металла и оксианиона в потоке.
Вновь ссылаясь на ФИГ. 1, пример технологии включает определение дозировки осаждающего агента (16), основываясь на текущей концентрации катиона металла и текущей концентрации оксианиона, и затем добавление осаждающих агентов в водный поток (18) в пределах установленного лимита. Приемлемые осаждающие агенты могут быть выбраны на основе их способности реагировать с одним или более оксианионами, определенными для удаления из обрабатываемого водного потока. Например, к приемлемым осаждающим агентам могут относиться те, которые связываются с растворимыми оксианионами с образованием твердого осадка оксианиона, который может быть удален из очищаемого водного потока.
В некоторых случаях осаждающие агенты, используемые для снижения концентрации оксианиона в очищаемом водном потоке, содержат источник катиона металла и алюминиевый реагент. Катионы металлов из источника катионов металлов и алюминий из алюминиевого реагента могут связываться с растворимыми соединениями оксианионов, образовывая катион металла-оксианион-алюминий соединение, выпадающее в осадок в водном растворе. Катион металла-оксианион-алюминий соединения могут демонстрировать или не демонстрировать эттрингит-тип стехиометрии.
К эттрингитам, как правило, относится класс ионных соединений, который охватывает минералы гидросульфоалюмината кальция с формулой Ca6Al2(SO4)3(ОН)12⋅26Н2О и группы аналогичных по химическому составу изоструктурных соединений. Например, весь или часть кальция могут быть заменены на один или более двухвалентные катионы металлов (к примеру, щелочноземельный металл, такой как Mg2+); весь или часть гидроксида могут быть заменены на один или более одновалентные анион ионы, такие как хлорид, фторид, иодид и бромид; весь или часть сульфата могут быть заменены на один или более другие оксианионы, такие как хромат, селенат, селенит, арсенат, нитрат, ванадат, борат и карбонат. В качестве примера, молибден, содержащий эттрингит, может иметь оксианион молибдат вместо одного или более аниона сульфата. Кроме этого, количество гидратационной воды может различаться.
Эттрингиты могут определяться более конкретно, как соединения с формулой С6М2(OH)x(A)y(D)z⋅E(H2O), где C - один или более катион металла (например, двухвалентные катионы металлов); М - один или более трехвалентный металл; А - один или более оксианион с одним или более зарядами n-; D - один или более одновалентный анион с зарядом 1-; Е = 26 или 32; n = 1, 2, 3, или 4; x, y, и z определены так, что x+(y⋅n)+z=18, x>0, y>0 и . В том случае если эттрингит содержит более одного оксианиона, А с различными зарядами n-, то (y)(n) - сумма значения у для каждого оксианиона А помноженное назначение n для каждого соответственного оксианиона. Например, если А = (VO4)(ClO3)3, где VO4 имеет заряд 3-(n=3) и ClO3 имеет заряд 1-(n=1), то (у)(n) = (1)(3)+(3)(1)=6. Значения x, y, и z часто целые, хотя, это не обязательно, если не указано особо. Значения x, y, и z могут быть определены так, что z = 0, х = 12, и (y⋅n) = 6, хотя, это тоже не обязательно, если не указано особо.
При добавлении источника катиона металла и алюминиевого реагента в обрабатываемый водный поток, может образоваться осадок катиона металла алюмо-оксианиона гидроксида гидрата. Этот осадок может быть выделен из водного потока, снижая концентрацию оксианиона в водном потоке. Например, при добавлении источника кальция и источника алюминиевого реагента в дренаж горных пород, содержащий сульфат кальция, образовывается соединение кальций-алюмо-сульфата, которое осаждается в водном потоке. Этот осадок может быть удален из дренажа горных пород, снижая концентрацию сульфата в сточных водах.
На основании некоторых примеров настоящего изобретения, было установлено, что осаждение оксианиона на основе алюминия не следует эттрингит-стехиометрическим связям между катионом металла (к примеру, Са2+) и алюминием в рассматриваемом диапазоне. Например, в результате добавления источника катиона металла и алюминиевого реагента в оксианион содержащий поток, полученный осадок может демонстрировать более низкую концентрацию оксианиона (соответствующую более высокой концентрации катиона металла и алюминия), которая была бы обусловлена в соответствии с эттрингит-стехиометрией, в которой соотношение между катионом металла, алюминием и оксианионом было 6:2:3. В этом случае, добавление источника катиона металла и алюминиевого реагента в очищаемый водный поток в эттрингит-стехиометрических пропорциях может блокировать формирование отличного от эттрингит-оксианион осадка. Избыток катиона металла и/или алюминия может нарушить равновесие реакции осаждения оксианиона, снижая образование осадка оксианиона.
Не желая быть связанным какой-либо конкретной теорией, существует мнение, что в некоторых случаях дозировка при эттрингит-стехиометрии увеличивает время, необходимое для достижения целевой концентрации оксианиона в очищаемом водном потоке, по сравнению с дозировкой при стехиометрии, отличной от эттрингит-стехиометрии. Например, было замечено, что в некоторых случаях оксианионы осаждаются при стехиометрии, отличной от эттрингит-стехиометрии, и следовательно, требуется дозировать источник катиона металла и/или алюминиевый реагент в соотношениях и количествах, отвечающих стехиометрии, отличной от эттрингит-стехиометрии формирования осадка. Например, количество источника катиона металла и алюминиевого реагента, добавленного в водный поток, может быть эффективным для достижения соотношения источника катиона металла и алюминия в потоке в соответствии с экспериментальным соотношением источника катиона металла и алюминия для образования результирующего осадка, имеющего стехиометрию отличную от эттрингит-стехиометрии. Общее количество добавляемых источника катиона металла и алюминиевого реагента может также определяться целевым уровнем оксианиона в водном потоке после очистки.
В случаях осаждения оксианиона при эттрингит-стехиометрии, источник катиона металла и алюминиевый реагент может быть добавлен в водный поток в эттрингит-стехиометрическом соотношении (т.е. три моля двухвалентного катиона металла к молю алюминия). В противоположность, в случаях, где оксианион осаждается при стехиометрии, отличной от эттрингит-стехиометрии, источник катиона металла и алюминиевый реагент могут быть добавлены в водный поток в количествах, эффективных для обеспечения стехиометрического соотношения, отличного от эттрингит-стехиометрического соотношения катиона металла, алюминия и оксианионам в водном потоке.
Например, количество источника катиона металла и количество алюминиевого реагента, которое должно быть добавлено в очищаемый водный поток, может быть определено на основе предполагаемой стехиометрии результирующего осадка оксианиона, текущей концентрации катиона металла и текущей концентрации оксианиона в водном потоке. На практике, тестовый осадок может быть образован добавлением источника катиона металла и алюминиевого реагента к образцу очищаемого водного потока. Полученный осадок может быть проанализирован (например, в аналитической лаборатории) чтобы определить стехиометрическое соотношение катиона металла к алюминию в осадке. Стехиометрическое соотношение может варьироваться в зависимости от конкретного оксианиона, присутствующего в очищаемом водном потоке, так же как от типа источника катиона металла и алюминиевого реагента, выбранного в качестве осаждающего агента. Определенное стехиометрическое соотношение осадка может быть установлено, как предполагаемая стехиометрия осадка, образующегося во время последующего осаждения оксианиона и его удаления.
Соотношение молей добавляемого в водный поток катиона металла к молям добавляемого в поток алюминия может варьироваться, например, на основе предполагаемой стехиометрии полученного осадка оксианиона, источника катиона металла и алюминиевого реагента, выбранного в качестве осаждающего агента. В некоторых случаях количество источника катиона металла, добавляемого в водный поток, эффективно для обеспечения диапазона концентрации катиона металла от 2 молей катиона металла к молю оксианиона, планируемого для удаления, до 20 молей катиона металла к молю оксианиона, планируемого для удаления, в то время как количество алюминиевого реагента, добавляемого в водный поток, эффективно для обеспечения концентрации алюминия от 0,5 моля алюминия к молю оксианиона, планируемого для удаления, до 8 молей алюминия к молю оксианиона, планируемого для удаления. Действительное количество источника катиона металла и алюминиевого реагента, добавляемых к водному потоку для достижения этих концентраций будет различно, в частности, основано на текущей концентрации катиона металла в потоке, текущей концентрации оксианиона в потоке, объеме потока и конкретных соединениях оксианиона в потоке. Количество молей оксианиона, планируемого к удалению, может быть разницей между текущей концентрацией оксианиона и целевой концентрацией оксианиона после очистки. Например, если очищаемый водный поток имеет текущую концентрацию оксианиона 1000 млн-1 и целевой порог концентрации оксианиона после очистки составляет 200 млн-1, целевое количество молей оксианиона для удаления будет соответствовать 800 млн-1.
На практике, оксианион может осаждаться при стехиометрии, отличной от эттрингит-стехиометрии. Соответственно, источник катиона металла и алюминиевый реагент могут быть дозированы таким образом, чтобы соотношение источника катиона металла и алюминиевого реагента в очищаемом потоке отвечало (т.е. практически было равно) условиям стехиометрии, отличной от эттрингит-стехиометрии осаждения. Например, образуемый осадок катион металла-алюминий может иметь большее количество катиона металла, такое же, меньшее или большее количество алюминия, нежели это будет отвечать условиям эттрингит-стехиометрии. Например, эттрингит-стехиометрия нормально соответствует соотношению между катионом металла, алюминием и оксианионом как 6:2:3. В том случае, если оксианион осаждается при стехиометрии, отличной от эттрингит-стехиометрии, соотношение между катионом металла и оксианионом может быть больше чем 6:3, в то время как соотношение между алюминием и оксианионом может быть меньше чем, равно или больше чем 2:3. Источник катиона металла и алюминиевый реагент могут дозироваться таким образом, чтобы отношение источника катиона металла к алюминиевому реагенту в потоке было в пределах этих вышеупомянутых соотношений.
К тому же, отношение молей катиона металла, добавляемого в водный поток, к молям алюминия, добавляемого в водный поток, может варьироваться в зависимости от соединений оксианиона, планируемого для осаждения и удаления, а также концентрации оксианиона в потоке. Различные соединения оксианиона могут образовывать осадок катиона металла алюмо-оксианиона гидроксида гидрата, имеющий различные стехиометрические соотношения алюминия и катиона металла. Кроме того, стехиометрическое соотношение может варьироваться в зависимости от концентрации оксианиона в потоке. Соответственно, корректировка количества источника катиона металла и алюминиевого реагента, добавляемого в очищаемый водный поток, основанного на соединениях оксианиона, планируемого к удалению, и/или текущей концентрации в потоке, может повысить эффективность удаления. Следующая таблица демонстрирует типовые целевые концентрации катиона металла и алюминия для различных соединений оксианиона, планируемого к осаждению и удалению. Количество источника катиона металла и количество алюминиевого реагента, добавляемых в очищаемый водный поток, может быть эффективным для обеспечения концентраций и соотношений в каких-либо вышеупомянутых диапазонах.
В эксплуатации, количество источника катиона металла и количество алюминиевого реагента, которое должно быть добавлено в очищаемый водный поток, может быть определено на основе текущей концентрации катиона металла и текущей концентрации оксианиона в водном потоке и/или ожидаемой стехиометрии результирующего формируемого осадка оксианиона. Кроме того, количество источника катиона металла и количество алюминиевого реагента, которое должно быть добавлено в очищаемый водный поток может быть основано на целевом количестве оксианиона, который должен быть удален (в частности, в соответствии с количеством оксианиона, который может быть оставаться в водном потоке после очистки).
Количество источника катиона металла и алюминиевого реагента, которое должно быть добавлено в очищаемый водный поток эффективно, чтобы обеспечить соотношение катиона металла и алюминиевого реагента в водном потоке, отвечающее (т.е. равное) предполагаемой стехиометрии результирующего осадка оксианиона. Как правило, ожидаемо, что входящий водный поток содержит малое количество алюминия или не содержит совсем, таким образом, алюминий, необходимый для процесса осаждения, будет обеспечен за счет алюминиевого реагента. По этой причине, можно не измерять непрерывно концентрацию алюминия в водном потоке для отслеживания изменений содержания алюминия (хотя, в других случаях, концентрация алюминия также может отслеживаться, чтобы определить текущую концентрацию алюминия, и дозировка алюминиевого реагента также основана на текущей концентрации алюминия). В противоположность, входящий водный поток, содержащий оксианион, может содержать катион металла с вариабельной во времени концентрацией. Измеренная в потоке текущая концентрация катиона металла может быть использована для корректировки количества добавляемого в поток источника катиона металла, так, чтобы катион металла и алюминиевый реагент, присутствующие в водном потоке после добавления осаждающего агента находились в соотношении, отвечающем предполагаемой стехиометрии результирующего осадка оксианиона.
Кроме того, определенная в потоке текущая концентрация оксианиона может быть использована для корректировки и источника катиона металла, и алюминиевого реагента, добавляемых в поток. Во многих случаях, требуется очистить водный поток, содержащий соединения оксианиона, чтобы снизить концентрацию соединений оксианиона ниже порогового концентрационного уровня. Концентрационный уровень может быть нормативным уровнем (например, максимальным лимитом концентрации), при превышении которого, водный поток не может быть сброшен в окружающую среду. Соответственно, количество источника катиона металла и алюминиевого реагента, добавляемых в поток, могут быть эффективными, при снижении концентрации соединений оксианиона в потоке с текущей концентрации оксианиона ниже порогового уровня концентрации.
В различных примерах, количество источника катиона металла и алюминиевого реагента, добавляемых в водный поток, эффективно при осаждении, как минимум, 10% по массе от соединений оксианионов, присутствующих в очищаемом водном потоке, как минимум, 25% по массе, как минимум. 50% по массе или, как минимум, 75% по массе. Например, количество источника катиона металла и алюминиевого реагента, добавляемых в водный поток может быть эффективным, чтобы осадить от 10% по массе от соединений оксианиона, присутствующего в водном потоке, до 80% по массе от соединений, в том числе, от 25% по массе до 65% по массе от соединений.
Конкретный целевой порог концентрации оксианиона в очищаемом водном потоке будет варьироваться в зависимости от оксианиона, удаленного из потока. Кроме того, в случаях, когда необходимо удалить из водного потока много различных соединений оксианиона, возможно наличие множественной цели по концентрационным порогам для оксианиона в очищаемом водном потоке, с разными порогами для разных соединений оксианиона. В случае сульфата, целевой концентрационный порог для сульфата в очищаемом водном потоке может быть менее, чем 2000 млн-1, например менее 1000 млн-1, менее 500 млн-1, менее 200 млн-1 или менее 100 млн-1. Например, целевой концентрационный порог для сульфата в очищаемом водном потоке может иметь диапазон от 50 млн-1 до 1200 млн-1, в том числе, от 100 млн-1 до 750 млн-1, от 200 млн-1 до 1000 млн-1, от 100 млн-1 до 400 млн-1. Количество источника катиона металла, добавленного в водный поток (если требуется) и количество алюминиевого реагента, добавленного в водный поток, может быть эффективным для снижения концентрации оксианиона в водном потоке ниже, или достижении пределов вышеприведенных значений или диапазонов.
В некоторых случаях, оператору может потребоваться удалить практически весь оксианион, присутствующий в очищаемом водном потоке, так, чтобы очищенный водный поток имел низшую концентрацию оксианиона (например, менее 50 млн-1 оксианиона, менее 15 млн-1 оксианиона, менее 5 млн-1 оксианиона). В этих случаях, количество источника катиона металла и количество алюминиевого реагента, добавленного в очищаемый водный поток, может быть выбрано на основе эффективности осаждения практически всего оксианиона, присутствующего в потоке. В других случаях, может потребоваться удаление меньшего количества, чем количество всего оксианиона, присутствующего в очищаемом водном потоке, например, только снизив концентрацию оксианиона ниже отличного от нуля целевого концентрационного уровня. Это может ограничить стоимость очистки водного потока, снижая количество осаждающего агента, добавленного в поток.
Для снижения концентрации оксианиона в очищаемом водном потоке могут использоваться любые приемлемые источник(и) катиона металла и алюминиевый(е) реагент(ы). Выбор конкретных источника катиона металла и алюминиевого реагента может быть основан на таких факторах, как стоимость, токсичность осаждающего агента, полученный осадок, химическая совместимость с осаждаемым оксианионом и другими соединениями, присутствующими в водном потоке.
В различных примерах источник катиона металла может быть источником, который дает катионы группы I (щелочной металл), двухвалентные катионы металла (в частности, железо (II), кальций, магний) и катионы группы II (щелочноземельный металл). Источник катиона металла может быть или может не быть основным, таким образом, добавление источника катиона металла в водный поток увеличивает pH потока. Примеры источников катиона металла включают, но не ограничены этим перечнем, гидроксид кальция, оксид кальция, кальция хлорид, магния гидроксид, доломитовую известь, летучую золу и глину. Источник катиона металла может поставляться в виде сухого вещества, раствора или суспензии.
Для образования на основе алюминия, осадка оксианиона, в качестве алюминиевого реагента, может быть использован любой приемлемый источник алюминия. Алюминиевый реагент может быть основным, благодаря чему добавление алюминиевого реагента в водный поток увеличивает pH потока, кислым, благодаря чему добавление алюминиевого реагента в водный поток снижает pH потока, или практически pH-нейтральным. Примеры алюминиевых реагентов включают, но не ограничены этим перечнем, квасцы (сульфат алюминия), алюминат натрия, алюминат кальция, хлорид алюминия, полиоксихлорид алюминия, гидроксид алюминия, ацетат алюминия, нитрат алюминия и летучую золу. В то время как алюминиевый реагент и источник катиона металла в основном описаны в качестве отдельных осаждающих агентов, в других примерах один осаждающий агент может работать в качестве двух, и алюминиевого реагента, и источника катиона металла. Например, в случае использования алюмината кальция, он может работать в качестве источника катиона металла и алюминиевого реагента. В любом случае, алюминиевый реагент может быть поставлен в виде сухого вещества, раствора или суспензии.
Один неограничивающий пример, каким образом, на основе текущей концентрации катиона металла и текущей концентрации оксианиона в водном потоке, может быть определено количество источника катиона металла и алюминиевого реагента. Предположим, очищаемый водный поток содержит 2000 млн-1 сульфата кальция (количество, соответствующее текущей концентрации катиона металла Са2+ 589 млн-1 и текущей концентрации оксианиона SO4 2- 1411 млн-1). Далее предположим, что целевая концентрация сульфата в очищаемом водном потоке 200 млн-1, в качестве источника катиона металла выступает гидроксид кальция, а в качестве алюминиевого реагента - алюминат натрия. Если предполагается, что образовавшийся, на основе алюминия, осадок имеет стехиометрическое соотношение кальция, алюминия и сульфата, как 8,02 : 2 : 3,34, то количество гидроксида кальция и алюминиевого реагента, которые должны быть добавлены в водный поток, составит 510 млн-1 алюмината натрия и 762 млн-1 алюмината кальция.
Технологическом пример на ФИГ. 1 включает добавление отобранного(ых) осаждающего(их) агента(ов) в водный поток, содержащий оксианион (18) в установленном(ых) уровне(ях) дозировки. Источник катиона металла и алюминиевый реагент могут быть добавлены в очищаемый водный поток одновременно или последовательно. В одном примере алюминиевый агент добавлялся в водный поток перед добавлением источника катиона металла. После добавления алюминиевый реагент может начать связываться с катионом металла, уже присутствующим в водном потоке, образовывая катион металла-алюмо-оксианион соединения. Затем в водный поток может быть добавлен источник катиона металла, который обеспечивает дополнительные катион металла-алюмо-оксианион соединения и/или связывает дополнительные неосажденные молекулы оксианиона, присутствующие в водном потоке.
В некоторых примерах алюминиевый реагент и источник катиона металла соединяются или смешиваются в водном потоке или статическом водном растворе, содержащем оксианион, предназначенный для осаждения, в частности, с использованием мешалки с приводом или статического смесителя. В других случаях алюминиевый реагент и источник катиона металла впрыскивались в движущийся водный поток и, благодаря турбулентности, осаждающие агенты размешивались по всему потоку. Несмотря на то, что время реакции может варьироваться, в некоторых случаях алюминиевый реагент смешивался с водным потоком, как минимум, 5 минут (в частности, от 5 до 30 минут), прежде чем в поток добавлялся источник катиона металла. По завершении добавления в водный поток источника катиона металла, для эффективного образования осадка оксианиона, полученный раствор может смешиваться, как минимум, 20 минут (в частности, от 30 минут до 1 часа).
Для образования катион металла-алюмо-оксианион осадка сразу после добавления алюминиевого реагента и/или источника катиона металла, водный поток может нуждаться в корректировке pH для достижения диапазона формирования осадка. Осадки эттрингит типа обычно формируются в диапазоне pH от 10,5 до 13 (в частности, от 11 до 13). Соответственно, в этих случаях диапазон pH водного потока может быть скорректирован до диапазона pH 10,5 - 13 (в частности, 11 - 13), посредством добавления в водный поток основания. В некоторых случаях, источник катиона металла и/или алюминиевый реагент выступают в качестве основания, таким образом, добавление источника катиона металла и/или алюминиевого реагента достаточно для увеличения pH потока до достижения диапазона формирования осадка катиона металла алюмо-оксианиона гидроксида гидрата. Например, при использовании магния или гидроксида кальция в качестве источника катиона металла, оба вещества, и магний, и гидроксид кальция могут быть источником катионов металла для водного потока и увеличивать pH потока. В других примерах, в водный поток, в дополнение к источнику катиона металла и алюминиевому реагенту добавляется отдельное основание (в частности, источник гидроксида), такой как гидроксид натрия или гидроксид калия.
После формирования катион металла-алюмо-оксианион осадок может быть удален из очищаемого водного потока с использованием каких-либо приемлемых сепарационных процессов. Примеры сепарационных технологий включают, но не ограничены этим перечнем, фильтрацию, центрифугирование, декантирование и гравитационное осаждение. После сепарации осадка оксианиона из водного потока, очищенный поток может быть повторно использован в в производственном процессе или сброшен с использованием приемлемого водосброса, такого как река, озеро или городской канализационный коллектор. pH потока после удаления осадка и перед повторным использованием либо сбросом потока, может быть снижен, посредством добавления кислотного раствора или кислотообразующего агента (в частности, двуокиси углерода). После очистки вода может удовлетворять нормативным требованиям по содержанию оксианиона и возвращена для использования в производственном процессе или сброшена в окружающую среду.
ФИГ. 2 блок-схема, иллюстрирующая другой пример процесса для снижения концентрации одного или более оксианионов в водном растворе, как например, водохранилище или очищаемом потоке воды, содержащем оксианионы. Процесс на ФИГ. 2 может быть выполняться независимо или в совокупности с примером процесса на ФИГ. 1. Водный раствор может быть получен из широкого ряда различных промышленных процессов и иметь любые соединения катиона металла и оксианиона, в любых концентрациях, как было рассмотрено выше, применительно в ФИГ. 1. В некоторых случаях водный раствор это сброс, пульпа, смыв поверхности и/или фильтрационная вода из разрабатываемого месторождения, отвала угольных отходов, строительной площадки, химического завода или других мест.
В технологии на ФИГ. 2 очищаемый водный раствор, содержащий соединения оксианиона, проходит опционально ступень предварительной очистки (20). Во время ступени предварительной очистки можно выполнить механическую фильтрацию раствора, в частности, применяя мембранное разделение, микрофильтрацию, нанофильтрацию, обратный осмос, прямой осмос или песчаный фильтр. Это может собрать оксианионы в отводимом потоке для дальнейшей обработки. Кроме этого или в качестве альтернативы, в раствор может быть добавлен химический осаждающий агент, чтобы осадить из раствора тяжелые металлы. Например, в случае, если водный раствор содержит тяжелые металлы, такие как железо, хром, кобальт, цинк и/или никель, в раствор может быть добавлен источник гидроксида, чтобы осадить из раствора тяжелые металлы. При использовании источника гидроксида, такого как пероксид или гидроксид, он может быть добавлен в водный раствор в количестве, эффективном для осаждения практически всех тяжелых металлов, присутствующих в растворе. Осажденные тяжелые металлы могут быть удалены из раствора перед выполнением следующего процесса.
После опциональной ступени предварительной очистки (20), технология на ФИГ. 2 включает опционально ступень предварительного осаждения оксианиона (22). Ступень предварительного осаждения оксианиона (22) может быть полезной для водных растворов, имеющих высокую концентрацию соединений оксианиона, которые должны быть удалены прежде, чем раствор станет приемлемым для сброса. Для осаждения из раствора части оксианиона во время стадии предварительного осаждения (22), в раствор, содержащий оксианион, может быть добавлен реагент на базе основного щелочноземельного металла. Примеры реагентов на базе основных щелочноземельных металлов включают, но не ограничены этим перечнем, негашеная известь, гашеная известь, карбонат кальция, силикат кальция, гидроксид кальция, оксид кальция и сернокислый кальций (например, в тех случаях, когда раствор очень насыщенный), а также любую их комбинацию. Реагент на базе основного щелочноземельного металла может дозироваться в количестве, эквивалентом примерно одному молю реагента на моль оксианиона, планируемого к удалению, большей или меньшей дозировке, в зависимости от обстоятельств. Добавление реагента основного щелочноземельного металла к водному раствору может выделить в осадок из водного раствора первую порцию оксианиона, образовывая водный раствор, содержащий сниженную концентрацию оксианиона.
Например, в случаях, когда водный раствор содержит сульфат кальция, добавление осаждающего агента, содержащего гидроксид кальция, такого как негашеная известь, может образовывать осадок сернокислого кальция. Негашеная известь может быть добавлена в виде суспензии или другой форме на приемлемый промежуток времени (в частности, от 30 до 60 минут), чтобы позволить формирование осадка сернокислого кальция. В некоторых случаях, чтобы содействовать началу осаждения из раствора сернокислого кальция, добавляются затравочные кристаллы сернокислого кальция из осадка предшествующих стадий. После образования, осадок сернокислого кальция может быть удален из водного раствора, с использованием сепарационных технологий, чтобы снизить концентрацию оксианиона перед следующим процессом. Вследствие того, что сернокислый кальций, как правило, раствори в воде, некоторая часть оксианиона сульфата (в частности, от 1100 млн-1 до 1500 млн-1) может оставаться в водном растворе и требует дальнейшей очистки.
Для способствования процессу контроля дозировки реагента на базе основного щелочноземельного металла (если используется), в водном растворе может непрерывно контролироваться концентрация катиона металла и оксианиона, как рассмотрено выше, применительно к ФИГ. 1 чтобы получить текущую концентрацию катиона металла и/или текущую концентрацию оксианиона. Количество реагента на базе основного щелочноземельного металла, который добавляется в водный раствор, может быть основано на текущей концентрации катиона металла и/или текущей концентрации оксианиона. В других случаях, реагент на базе основного щелочноземельного металла добавляется в водный раствор без измерения текущей концентрации катиона металла и/или текущей концентрации оксианиона в растворе, например, на основании целевых данных дозировки за прошлый период. И все-таки в дальнейших примерах, таких когда концентрация оксианиона во входящем водном растворе сравнительно низка (в частности, 1500 млн-1 или ниже), ступень предварительного осаждения оксианиона может быть абсолютно исключена.
Независимо от того, измеряется ли в водном растворе текущая концентрация катиона металла и/или оксианиона перед опциональным добавлением реагента на базе основного щелочноземельного металла, для контроля его дозировки (22), технология на ФИГ. 2 включает непрерывное измерение концентрации одного или более соединений катиона металла и одного или более соединений оксианиона в растворе (24), чтобы определить уровни дозировки осаждающего агента (26) и добавить в раствор осаждающий агент в соответствии с определенными уровнями дозировки (28). Как рассмотрено выше применительно к ФИГ. 1, количество источника катиона металла и количество алюминиевого реагента, которое должно быть добавлено в очищаемый водный раствор, может быть определено на основе текущей концентрации катиона металла и текущей концентрации оксианиона в растворе и/или ожидаемой стехиометрии результирующего формируемого осадка оксианиона. К тому же, количество источника катиона металла и количество алюминиевого реагента, которое должно быть добавлено в водный раствор, может быть основано на целевом количестве оксианиона, который должен быть удален из водного раствора (в частности, в соответствии с количеством оксианиона, который может быть оставаться в водном потоке после очистки). Количество источника катиона металла и/или алюминиевого реагента, которое должно быть добавлено в водный раствор, может быть определено в пределах диапазона значений, рассмотренных выше применительно к ФИГ. 1.
В случаях, когда, с целью получения водного раствора имеющего сниженную, целевую для дальнейшего снижения, концентрацию соединений оксианиона, выполняется стадия предварительного осаждения оксианиона (22), источник катиона металла и/или алюминиевый реагент могут быть добавлены в раствор, имеющий сниженную концентрацию соединений оксианиона. Это может осадить из водного раствора вторую порцию соединений оксианиона (первая порция была осаждена во время стадии предварительного осаждения), образовывая водный раствор, имеющий еще более сниженную концентрацию оксианиона.
В некоторых случаях, добавка увеличенного количества источника катиона металла и/или алюминиевых реагентов может увеличить количество формируемого осадка и соответственно поглощенного оксианиона из водного раствора до тех пор, пока не будет достигнута концентрационная точка перелома для источника катиона металла и/или алюминиевых реагентов. Увеличение концентрации источника катиона металла и/или алюминиевых реагентов в водном растворе выше точки перелома может снизить количество формируемого осадка, увеличивая количество оксианиона, оставшегося в растворе после очистки:
В таких ситуациях количество добавляемых в водный раствор источника катиона металла и/или алюминиевого реагента может быть выбрано таким образом, чтобы максимизировать количество осажденного из раствора оксианиона. Например, водный раствор может подвергнут анализу посредством ступенчато-возрастающего количества источника катиона металла и/или алюминиевого реагента, добавляемого в раствор, и измерением количества образовавшегося осадка/концентрации несвязанного оксианиона, оставшегося в растворе. Количество источника катиона металла и/или алюминиевого реагента, эффективное, чтобы максимизировать осаждение оксианиона, может быть определено посредством идентификации концентрационной(ых) точки(ек) перелома, при которых добавление меньшего количества или большего количества источника катиона металла и/или алюминиевого реагента уменьшает количество осаждаемого оксианиона. Соответственно, источник катиона металла и/или алюминиевый реагент может быть добавлен в водный раствор в количествах, соответствующих этим определенным, как эффективные, чтобы максимизировать количество осажденного из водного раствора оксианиона.
Как рассмотрено выше применительно к ФИГ. 1, pH водного раствора может корректироваться одновременно с или после добавления источника катиона металла и/или алюминиевого реагента в раствор. Например, pH может быть скорректирован в диапазон от 10,5 до 13 (в частности от 11 до 13) при помощи основного источника катиона металла и/или алюминиевого реагента и/или добавлением в раствор, помимо источника катиона металла и алюминиевого реагента, pH-корректирующего основания. После формирования катион металла-алюмо-оксианион осадок может быть удален из очищаемого водного раствора с использованием каких-либо приемлемых сепарационных процессов, включая рассмотренные выше, применительно к ФИГ. 1.
После удаления осадка оксианиона из водного раствора, технология на ФИГ. 2 включает опциональное снижение pH раствора, перед его сбросом. Для снижения pH водного раствора могут быть использованы любые подходящие кислотные растворы, включая слабые органические кислоты и сильные неорганические кислоты. В одном примере, водный раствор подвергается карбонизации, посредством впрыскивания в поток двуокиси углерода. Двуокись углерода может реагировать с гидроокисью металла (в частности, с гидроокисью кальция), образовывая карбонат металла и снижая pH раствора. После очистки вода может удовлетворять нормативным требованиям по содержанию оксианиона и возвращена для использования в производственном процессе или сброшена в окружающую среду.
Способы, описанные в настоящем изобретении, могут быть внедрены в виде автоматической системы, измеряющей концентрацию оксианиона и/или концентрацию катиона металла в водном растворе, таком водный поток, требующий очистки. Используя определенную концентрацию оксианиона и/или концентрацию катиона металла, а также сохраненную в памяти информацию о концентрации/уровне дозировки, автоматизированная система может определять количество алюминиевого реагента, источника катиона металла и/или других реагентов для добавления в раствор, чтобы достичь желаемого снижения концентрации оксианиона. В некоторых случаях, автоматизированная система может управлять насосами, инжекционными клапанами и/или транспортно-загрузочными устройствами для загрузки жидкостей и твердых веществ, чтобы добавлять в водный раствор алюминиевый реагент, источник катиона металла и/или другие реагенты в определенном количестве.
При внедрении в качестве автоматизированной системы, способы мониторинга, анализа и определения количества вещества настоящего изобретения, могут быть реализованы в аппаратном и программном обеспечении, микропрограммном обеспечении или их комбинациях. Например, различные аспекты способов могут быть внедрены при помощи одного и более процессоров, включая один или более микропроцессор, микросхем DSP, ASIC, FPGA или с использованием других интегрированных или дискретных логических схем, также как и их комбинаций. Такое аппаратное, программное и микропрограммное обеспечение может быть реализовано в одном устройстве или с использованием отдельных устройств для поддержки различных операций и функций, описанных в настоящем изобретении. При внедрении посредством программного обеспечения, функциональность. приписываемая системам, устройствам и оборудованию, описанная в настоящем изобретении, может быть воплощена в виде инструкций, записанных на одном или более энергонезависимых машиночитаемых носителях, таких как RAM, ROM, NVRAM, EEPROM, флэш-памяти, магнитных запоминающих устройствах, средствах оптического хранения информации или подобных. Инструкции могут выполняться для поддержки одного или более аспектов функциональности, описанной в настоящем изобретении.
ФИГ. 3 концептуальная схема, иллюстрирующая пример системы 100, которая может быть использована для очистки воды, содержащей оксианионы, с целью снизить концентрацию оксианионов в соответствии со способом, описанным применительно к ФИГ. 1 и 2. Система 100 включает один или более датчиков, которые показаны, как первый датчик 102А и второй датчик 102В. Система 100 также включает первый резервуар 104А и второй резервуар 104В, контроллер 106, первый насос 108А и второй насос 108В. Первый и второй резервуары, 104А и 104В могут выступать в качестве хранилищ и источников химических агентов, которые должны быть смешаны с водным потоком, подлежащим очистке. Например, первый резервуар 104А может хранить агент, содержащий катион металла, а второй резервуар 104В алюминиевый реагент. Первый и второй датчики, 102А и 102В, выполнен с возможностьюы, чтобы получать образцы водного потока, подлежащего очистке, и анализировать поток, чтобы установить его характеристики. Например, первый датчик 102А может непрерывно измерять концентрацию катиона металла в водном потоке, обеспечивая данные, показывающие текущую концентрацию катиона металла в потоке, второй датчик 102В может непрерывно измерять концентрацию оксианиона в водном потоке, обеспечивая данные, показывающие текущую концентрацию оксианиона в потоке. Первый и второй датчики, 102А и 102В, могут быть реализованы с использованием какого-либо аппаратного обеспечения или комбинации аппаратных средств, нуждающихся в приспособлении к измерительным способам, рассмотренным выше, применительно к ФИГ. 1 и 2.
В работе первый и второй датчики, 102А и 102В, могут обмениваться данными с контроллером 106, а контроллер 106 может управлять системой 100 на основе информации о концентрации, поставляемой датчиками. Контроллер 106 связан каналами передачи данных с первым и вторым датчиками, 102А и 102В, а также с первым и вторым насосами, 108А и 108В. Контроллер 106 включает процессор 112 и память 114. Контроллер 106 обменивается данными с первым и вторым насосами, 108А и 108В посредством соответствующих каналов связи 116А и 116В. Сигналы, генерируемые первым и вторым датчиками, 102А и 102В, поступают в контроллер 106 посредством проводных или беспроводных связей, которые в примере на РИС, 3 показаны, как проводные соединения 118А и 118В. Память 114 хранит программное обеспечение для управления контроллером 106, а также может хранить сгенерированные данные или данные, полученные от процессора 112, например, от первого и второго датчиков 102А и 102В. Процессор 112 запускает программное обеспечение, хранящееся в памяти 114 для того, чтобы управлять работой системы 100.
В примере на РИС, 3 система 100 выполнен с возможностьюа для снижения концентрации одного или более оксианионов, присутствующих в очищаемом водном потоке. Например, система 100 может управлять добавлением источника катиона металла из первого резервуара 104А и алюминиевого реагента из второго резервуара 104В на основе текущей концентрации катиона металла, определенной первым датчиком 102А и текущей концентрации оксианиона, определенной при помощи датчика 102В. Под управлением контроллера 106 первый датчик 102А может получать часть водного потока, подлежащего очистке, анализировать эту часть для определения текущей концентрации катиона металла. Также под управлением контроллера 106 второй датчик 102В может получать часть водного потока, подлежащего очистке, анализировать эту часть для определения текущей концентрации оксианиона. В других конфигурациях система 100 может использовать один датчик для измерения и текущей концентрации катиона металла, и текущей концентрации оксианиона. Или же, система 100 может включать еще и дополнительный датчик (например, датчик измерения текущей концентрации алюминия) и управлять добавлением осаждающего агента на основе данных, полученных от дополнительного датчика.
В ответ на данные о концентрации, полученные от первого и второго датчиков, 102А и 102В, контроллер 106 может управлять первым и вторым насосами, 108А и 108В, механически нагнетая определенное количество химических агентов из первого и второго резервуаров, 104А и 104В соответственно. Химические осаждающие агенты, поступающие из первого и второго резервуаров, 104А и 104В, могут смешиваться с водным потоком, подлежащим очистке, для осаждения из потока оксианиона. В некоторых случаях в систему 100 включена мешалка (в частности, мешалка с приводом или статический смеситель) для размешивания химических осаждающих агентов, добавляемых в очищаемый водный поток.
В некоторых случаях, процессор 112 контроллера 106 получает информацию о концентрации от первого и второго датчиков, 102А и 102В, и сравнивает ее с одной или более пороговой концентрацией, информация о которой сохранена в памяти 114, как пороговые концентрации. На основе сравнения контроллер 106 может корректировать систему 100 таким образом, что концентрация катиона металла и концентрация алюминия, добавляемая в водный поток, согласована с концентрацией оксианиона, присутствующего в очищаемом водном потоке. Например, контроллер 106 может настроить систему 100 на основе текущей концентрации катиона металла и текущей концентрации оксианиона так, чтобы обеспечить дозировку осаждающего агента в соответствии со стехиометрией осаждения оксианиона, уже удаленного через осаждение. Контроллер 106 может также настроить систему 100 на основе входных пользовательских установок целевого порога, ниже которого должна быть уменьшена концентрация оксианиона, таким образом, чтобы контролировать общее количество осаждающего агента, который должен быть добавлен в очищаемый водный поток. Контроллер 106 может также получать информацию о таких целевых порогах, получая входные пользовательские данные посредством интерфейса пользователя и сохраняя входные данные в памяти 114.
Например, контроллер 106 может настроить систему 100 на основе текущей концентрации катиона металла и текущей концентрации оксианиона так, чтобы дозировать в очищаемый водный поток агент, содержащий катионы металлов и алюминиевый реагент в количествах, эффективных для обеспечения соотношения количества катиона металла в молях и количества оксианиона в молях в диапазоне от 2 до 20 и соотношение количества алюминия в молях и количества оксианиона в молях в диапазоне от 0,6 до 8. В случае с оксианионом сульфатом, например, контроллер 106 может настроить систему 100 на основе текущей концентрации катиона металла и текущей концентрации оксианиона так, чтобы дозировать в очищаемый водный поток агент, содержащий катионы металлов и алюминиевый реагент в количествах, эффективных для обеспечения соотношения количества катиона металла в молях и количества оксианиона в молях в диапазоне от 2 до 3,4 и соотношение количества алюминия в молях и количества оксианиона в молях в диапазоне от 0,6 до 0,8. Следует отметить, что вышеупомянутые диапазоны дозировок являются просто примерами, и согласно настоящего описания, могут быть использованы другие диапазоны дозировок.
На ФИГ. 3 контроллер 106 может управлять добавлением осаждающего агента в очищаемый водный поток посредством управления первым и вторым насосами, 108А и 108В. В различных случаях, контроллер 106 запускает и/или останавливает насосы 108А и/или 108В или увеличивает и/или уменьшает производительность насосов 108А и/или 108В, чтобы регулировать концентрацию химических соединений, двигающихся по жидкостной трассе 110. Запуская насосы 108А и/или 108В или увеличивая производительность насосов 108А и/или 108В, можно увеличивать количество осаждающего агента, дозируемого соответствующим(и) насосом(ами) в жидкостную трассу 110. Останавливая насосы 108А и/или 108В или уменьшая производительность насосов 108А и/или 108В, можно уменьшать количество осаждающего агента, дозируемого соответствующим(и) насосом(ами) в жидкостную трассу 110. В других примерах контроллер 106 может быть связан с клапаном или другим механизмом управления потоком жидкости в дополнение к, или вместо насосов 108А и/или 108В для управления добавлением осаждающего агента из первого и второго резервуаров, 104А и 104В.
Первый и второй датчики, 102А и 102В, могут быть реализованы в системе 100 рядом различных способов. В примере, показанном на ФИГ. 3 первый и второй датчики, 102А и 102В, расположены в одну линию на жидкостной трассе 110 для определения концентрации жидкости, протекающей по жидкостной трассе. В других случаях, канал, трубка или другой водовод может связывать жидкостную трассу и первый и второй датчики, 102А и 102В. В этих случаях водовод может гидравлически соединять первый и второй датчики, 102А и 102В с жидкостной трассой 110. В то время как жидкость течет по жидкостной трассе 110, часть жидкости поступает в водовод и проходит к первому и второму датчикам, 102А и 102В для анализа. А в других случаях первый и второй датчики, 102А и 102В, могут быть реализованы как бесконтактные датчики, сигналы с которых поступают в контроллер 106 для управления системой 100.
Система 100 в примере на ФИГ. 3 также включает первый и второй резервуары, 104А и 104В, первый и второй насосы, 108А и 108В и жидкостную трассу 110. Первый и второй резервуары, 104А и 104В, могут представлять собой любой тип контейнера, который хранит химический агент для последующего использования, например, бак, емкость, бутыль или короб. Первый и второй резервуары, 104А и 104В, могут хранить жидкости и твердые вещества (в частности, порошок) и/или газ. Первый и второй насосы, 108А и 108В, могут представлять собой любой тип механизма, способный перекачивать жидкость из гидравлически подключенных резервуаров. Пример насосов может включать перистальтический насос или другой вид непрерывно работающего насоса, объемный насос или любой другой тип насоса, пригодный для конкретного применения. В случаях, когда первый и/или второй резервуары, 104А и 104В, хранят жидкость и/или газ, первый и/или второй насосы, 108А и 108В, могут быть заменены любым типом дозирующего устройства, выполнен с возможностьюного для доставки газообразного и/или жидкого химического агента в назначенное место расхода. Жидкостная трасса 110 в системе 100 может представлять собой любой тип гибких или жестких каналов, труб или водоводов.
Система 100, описанная применительно к ФИГ. 3, просто один из примеров системы и схемы расположения оборудования, которая может быть использована для реализации технологии применительно к ФИГ. 1 и 2. Следует отметить, что могут быть использованы другие системы и схемы расположения оборудования, и в этом отношении изобретение не имеет ограничений.
Следующие примеры могут открыть дополнительные детали в отношении систем очистки от оксианиона и используемых способов, применительно к настоящему изобретению.
ПРИМЕРЫ
Пример 1: Результирующий сульфат из алюминия + Ca(OH)2. Очистка предварительно обработанного негашеной известью дренажа кислых горных пород
Дренаж кислых горных пород с места разработки в Неваде, содержащий 8333 млн-1 сульфата, обрабатывался гидроксидом кальция (1,1 моля кальция/моль) и затравочными кристаллами порошкового гипса (15 г/л) в течение одного часа для образования раствора, содержащего 1200 млн-1 сульфата и 700 млн-1 кальция. В часть этой воды был добавлен сульфат натрия, чтобы поднять уровень сульфата до 1600 млн-1. Части этого раствора обрабатывались различными количествами 32% раствора алюмината натрия. К каждой части была добавлена 10% суспензия порошкового гидроксида кальция, чтобы поднять суммарное количество кальция до 1700 млн-1. После 30 минут смешанные составы были отфильтрованы, чтобы определить концентрацию сульфата.
Таблица 1 ниже и ФИГ. 4 показывают концентрацию сульфата в фильтрате, как функцию от концентрации алюминия. Данные показывают, что сульфат уменьшается с увеличением добавления алюминия (при фиксированной концентрации кальция) до переломной точки, в которой сульфат начинает увеличиваться с увеличением добавления алюминия. Для справки, экспериментальные данные сравниваются с эттрингит-стехиометрическим осаждением, при котором ожидается полное осаждение всего сульфата с увеличением добавляемого алюминия.
Пример 2: Динамика образования осадка в очищаемом дренаже кислых горных пород, предварительно обработанном негашеной известью
Четыре килограмма дренажа кислых горных пород с места разработки в Неваде, содержащего 8333 млн-1 сульфата, обрабатывали гидроксидом кальция (1,1 моля кальция/моль сульфата) и затравочными кристаллами порошкового гипса (15 г/л) в течение одного часа. Суспензия была отфильтрована для получения 3599,5 граммов раствора и 490 граммов мокрого гипса. Раствор содержал 1550 млн-1 сульфата и 741 млн-1 кальция. Четыре порции раствора были обработаны 32% раствором алюмината натрия и 10% суспензией гидроксида кальция. В тестовом растворе 1 дозировки алюмината натрия и гидроксида кальция выбирались для достижения в целевом осадке соотношения количества молей вещества 2 Al/6 Са/3 SO4 2- и 0 млн-1 растворенного сульфата в итоговом растворе. В тестовом растворе 2 дозировки алюмината натрия и гидроксида кальция выбирались для достижения в целевом осадке соотношения количества молей вещества 2 Al/6 Са/3 SO4 2- и 200 млн-1 растворенного сульфата в итоговом растворе. В тестовом растворе 3 дозировки алюмината натрия и гидроксида кальция выбирались для достижения в целевом осадке соотношения количества молей вещества 2 Al/6,6 Са/3 SO4 2- и 200 млн-1 растворенного сульфата в итоговом растворе. В тестовом растворе 4 дозировки алюмината натрия и гидроксида кальция выбирались для достижения в целевом осадке соотношения количества молей вещества 2 Al/7.2 Са/3 SO4 2- и 200 млн-1 растворенного сульфата в итоговом растворе.
После добавления раствора алюмината натрия, раствор перемешивался в течение 5 минут, и затем была добавлена суспензия гидроксида кальция. Затем, порции смеси извлекались через равные интервалы времени, фильтровались и анализировались, чтобы определить концентрацию растворенного сульфата. Результаты показаны на ФИГ. 5. Средний итоговый сульфат (среднее от сульфатов после 10 минут) показано в таблице 2 ниже. Как видно на фигуре, уровень итогового сульфата ниже после добавления кальция в количестве большем, чем при эттрингит-стехиометрии. Вопреки ожиданиям, стехиометрия, отличная от эттрингит-стехиометрии, оставила больше сульфата, чем эттрингит-стехиометрия (13% больше алюминия и 20% меньше кальция, чем тест при стехиометрии, отличной от эттрингит-стехиометрии)
Пример 3: Алюминий + Ca(OH)2. Очистка предварительно обработанного негашеной известью дренажа кислых горных пород
Четыре килограмма дренажа кислых горных пород с места разработки в Неваде, содержащего 8333 млн-1 сульфата, обрабатывали гидроксидом кальция (1,1 моля кальция/моль сульфата) и затравочными кристаллами порошкового гипса (15 г/л) в течение одного часа для образования раствора, содержащего 1550 млн-1 сульфата и 741 млн-1 кальция. Суспензия была отфильтрована для получения 3600 граммов раствора и 490 граммов мокрого гипса. Однокилограммовая порция раствора была обработана при помощи 2,4 грамм 32% раствора алюмината натрия и 7,13 грамм 10% суспензии гидроксида кальция, чтобы задать эттрингит-стехиометрию для осаждения 1350 млн-1 сульфата как эттрингита (200 млн-1 растворенного сульфата) без избытка алюминия или кальция. Вторая однокилограммовая порция предварительно обработанного негашеной известью раствора была обработана при помощи 2,4 грамм 32% раствора алюмината натрия и 10,21 грамм 10% суспензии гидроксида кальция, чтобы задать эттрингит-стехиометрию для осаждения 1350 млн-1 сульфата как эттрингита (200 млн-1 растворенного сульфата) с 20% избытком кальция. Третья однокилограммовая порция предварительно обработанного негашеной известью раствора была обработана при помощи 2,76 грамм 32% раствора алюмината натрия и 11,29 грамм 10% суспензии гидроксида кальция, чтобы задать эттрингит-стехиометрию для осаждения 1550 млн-1 сульфата как эттрингита (0 млн-1 растворенного сульфата) без избытка алюминия или кальция.
3 мл порции образцов каждой реакционной смеси были извлечены на 30-й, 60-й и 90-й минутах смешивания. Эти порции фильтровались с использованием 0,45 мкм фильтра и анализировались, чтобы установить концентрацию растворенного сульфата, оставшегося в растворе. Результаты показаны в таблице 1. После 90 минут перемешивания, каждый раствор фильтровался, чтобы получить фильтрат и количество твердого вещества. Полученная масса каждого материала приведена в таблице 3 ниже. Стехиометрия, отличная от эттрингит-стехиометрии, в тесте 3 почти такое же количество сульфата, как и эттрингит-стехиометрия (13% больше алюминия и 20% меньше кальция, чем тест при стехиометрии, отличной от эттрингит-стехиометрии)
Пример 4: Алюминий + Ca(OH)2 Обработка раствора молибдата
Чтобы продемонстрировать способность комбинации алюминия и гидроксида кальция или негашеной извести удалять молибден до необходимого уровня, была проведена серия экспериментов. Был приготовлен раствор 2200 млн-1 молибдена, затем, к порциям этого раствора был добавлен алюминат натрия с целью получения молярной концентрации алюминия от 0 до 0,019. После смешивания получившегося раствора в течение 5 минут, в раствор была добавлена 10% суспензия гидроксида кальция, и результирующая суспензия перемешивалась в течение 60 минут. Суспензия гидроксида кальция была добавлена в раствор, чтобы получить тестовый диапазон содержания кальция от 500 млн-1 до 4000 млн-1. В случае одного раствора кальция 2000 млн-1, в установленное время извлекались порции суспензии, фильтровались с использованием 0,45 мкм фильтра и анализировались. чтобы определить концентрацию сульфата. Результаты 60-минутного теста показаны на ФИГ. 6А.
Как показано на фигуре, удаление молибдена подвержено влиянию и концентрации алюминия, и концентрации кальция. Как видно на ФИГ. 6В, соотношение присутствующего алюминия и удаленного молибдата явилось функцией дозировки алюминия, в то время как концентрация молибдата достигла нуля, соотношение было примерно 3 моля алюминия к 2 молям молибдата. На нижних уровнях концентрации алюминия, соотношение алюминия и удаленного молибдата было ниже рекомендуемой переменной величины стехиометрии в осадке. Как показано на ФИГ. 6С, удаление молибдата, с использованием алюминия и гидроксида кальция было быстрым и завершилось в течение 15 минут.
Пример 5: Алюминий + Ca(OH)2 Обработка раствора хромата
Чтобы продемонстрировать способность комбинации алюминия и гидроксида кальция или негашеной извести удалять хром в форме хромата до необходимого уровня, была проведена серия экспериментов. При проведении экспериментов по удалению хрома, различные количества 32% раствора алюмината натрия добавлялись в порции 7 млн-1 раствора хромата. После смешивания в течение 5 минут, добавлялась 10% суспензия гидроксида кальция, чтобы получить содержание кальция 500 млн-1 в каждой порции. Диапазон молярной концентрации алюминия был от 0 до, приблизительно, 0,009. Результаты показаны на ФИГ. 7.
Как показано на фигуре, удаление хрома было подвержено влиянию концентрации алюминия. При достаточно высокой дозировке алюминия и кальция удаление хромата было полностью завершено. Как видно на фигуре, соотношение добавленного алюмината и удаленного хромата, являлось функцией дозировки алюминия, соотношение было примерно равно 3, в то время как концентрация хромата достигла нуля. На нижних уровнях концентрации алюминия, соотношение было ниже рекомендуемой переменной величины стехиометрии в осадке, содержащем хромат.
Пример 6: Алюминий + Ca(OH)2 Обработка раствора бората
Чтобы продемонстрировать способность комбинации алюминия и гидроксида кальция или негашеной извести удалять бор в форме бората до необходимого уровня, была проведена серия экспериментов. При проведении экспериментов по удалению бора, различные количества 32% раствора алюмината натрия добавлялись в порции приблизительно 1330 млн-1 раствора бората. После смешивания в течение 5 минут, была добавлена 10% суспензия гидроксида кальция, чтобы получить содержание кальция 2100 млн-1 в каждой порции. Были исследован диапазон молярной концентрации алюминия от 0 до примерно 0,02. Результаты показаны на ФИГ. 8.
Как показано на фигуре, удаление бора было подвержено влиянию концентрации алюминия. Также как видно на фигуре, соотношение добавленного алюминия и удаленного бората, являлось функцией дозировки алюминия, соотношение было примерно равно 2, в то время как концентрация бората достигла равновесия. На нижних уровнях концентрации алюминия, соотношение добавленного алюминия и удаленного бората было ниже рекомендуемой переменной величины стехиометрии в осадке, содержащем борат.
Пример 7: Алюминий + Ca(OH)2 Обработка раствора нитрата
Чтобы продемонстрировать способность комбинации алюминия и гидроксида кальция или негашеной извести удалять нитрат до необходимого уровня, была проведена серия экспериментов. При проведении экспериментов по удалению нитрата, различные количества 32% раствора алюмината натрия добавлялись в приблизительно 230 млн-1 раствор бората. После смешивания в течение 5 минут, была добавлена 10% суспензия гидроксида кальция, чтобы получить содержание кальция 863 млн-1 в каждой порции. Были исследован диапазон молярной концентрации алюминия от 0 до примерно 0,013. Результаты показаны на ФИГ. 9.
Как показано на фигуре, удаление нитрата было подвержено влиянию концентрации алюминия. Соотношение добавленного алюминия и удаленного нитрата, являлось функцией дозировки алюминия, соотношение было примерно равно 7, в то время как концентрация бората достигла равновесия. На нижних уровнях концентрации алюминия, соотношение добавленного алюминия и удаленного нитрата было ниже рекомендуемой переменной величины стехиометрии в осадке, содержащем нитрат.
Claims (57)
1. Способ для снижения концентрации одного или нескольких оксианионов в водном потоке, включающий:
прием водного потока, содержащего катион металла и оксианион, в котором концентрация катиона металла и концентрация оксианиона меняются со временем;
непрерывное измерение концентрации катиона металла, чтобы обеспечить данные о текущей концентрации катиона металла в водном потоке;
непрерывное измерение концентрации оксианиона, чтобы обеспечить данные о текущей концентрации оксианиона в водном потоке;
и добавление источника катиона металла и алюминиевого реагента в водный поток для образования осадка с оксианиноном,
при этом количество источника катиона металла, добавленного в водный поток, определено на основе текущей концентрации катиона металла в водном потоке, количество алюминиевого реагента, добавленного в водный поток, основано на текущей концентрации оксианиона в водном потоке, при этом и количество источника катиона металла, и количество алюминиевого реагента, добавленного в водный поток, эффективно для снижения концентрации оксианиона ниже целевого порога.
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий, перед началом непрерывных измерений концентрации катиона металла и непрерывных измерений концентрации оксианиона, добавление в водный поток, содержащий катион металла и оксианион, реагента на базе основного щелочноземельного металла, тем самым осаждая из водного потока часть оксианиона.
3. Способ по п. 2, при котором добавление реагента на базе основного щелочноземельного металла включает добавление в поток негашеной извести, и осаждение из водного потока части оксианиона включает осаждение из водного потока сернокислого кальция.
4. Способ по п. 1, в котором непрерывное измерение концентрации катиона металла включает непрерывное измерение концентрации катиона металла посредством как минимум одного из способов: спектрофотометрия, спектрофлуориметрия и измерение электропроводности.
5. Способ по п. 1, в котором катион металла включает щелочноземельный металл.
6. Способ по п. 5, в котором катион металла является кальцием.
7. Способ по п. 1, в котором непрерывное измерение концентрации оксианиона включает непрерывное измерение концентрации оксианиона посредством как минимум одного из способов: измерение мутности, спектрометрия, спектрофотометрия, спектрофлуориметрия и измерение электропроводности.
8. Способ по п. 1, в котором оксианион включает как минимум одно из веществ: сульфат, молибдат, борат, хромат, селенит, селенат, арсенат, нитрат, ванадат.
9. Способ по п. 8, в котором оксианион включает сульфат.
10. Способ по п. 1, в котором непрерывное измерение концентрации катиона металла и непрерывное измерение концентрации оксианиона включают непрерывное измерение концентрации катиона металла и концентрации оксианиона как минимум один раз в час.
11. Способ по п. 1, в котором алюминиевый реагент включает как минимум одно из веществ: алюминат натрия, алюминат кальция, хлорид алюминия, полиоксихлорид алюминия, гидроксид алюминия, ацетат алюминия, нитрат алюминия.
12. Способ по п. 1, в котором источник катиона металла включает как минимум одно из веществ: гидроксид кальция, алюминат кальция, оксид кальция, хлорид кальция, гидроксид магния, доломитовая известь, летучая зола, глина.
13. Способ по п. 1, также включающий добавление в водный поток источника гидроксида.
14. Способ по п. 13, в котором источник гидроксида включает как минимум одно из веществ: гидроксид кальция, оксид кальция, оксид кальция, гидроксид магния, гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид аммония, доломитовая известь, летучая зола, глина.
15. Способ по п. 1, в котором количество источника катиона металла, добавляемое в водный поток, эффективно для обеспечения концентрации катиона металла в пределах от 2 молей катиона металла к молю оксианиона, планируемого для удаления, до 20 молей катиона металла к молю оксианиона, планируемого для удаления.
16. Способ по п. 1, в котором количество добавляемого в водный поток алюминиевого реагента эффективно для обеспечения концентрации алюминия от 0,5 моля алюминия к молю оксианиона, планируемого для удаления, до 8 молей алюминия к молю оксианиона, планируемого для удаления.
17. Способ по п. 1, в котором катион металла и оксианион включают сульфат кальция, источник катиона металла включает кальций, количество источника катиона металла, добавляемого в водный поток, эффективно для обеспечения диапазона концентрации катиона металла от 2 молей кальция к молю сульфата, планируемого для удаления, до 3,1 моля кальция к молю сульфата, планируемого для удаления, и количество алюминиевого реагента, добавляемого в водный поток, эффективно для обеспечения концентрации алюминия от 0,5 моля алюминия к молю сульфата, планируемого для удаления, до 1 моля алюминия к молю сульфата, планируемого для удаления.
18. Способ по п. 1, в котором количество источника катиона металла и количество алюминиевого реагента, добавленных в водный поток может быть эффективным для снижения концентрации оксианиона в водном потоке в пределах от 200 млн -1 до 1000 млн -1 оксианиона.
19. Способ по п. 1, в котором источник катиона металла и алюминиевый реагент добавляются в водный поток в количествах, соответствующих стехиометрии, отличной от эттрингит-стехиометрии.
20. Способ по п. 1, в котором количество источника катиона металла, добавленного в водный поток, и количество алюминиевого реагента, добавленного в водный поток, эффективно для образования осадка, имеющего эттрингит-стехиометрию.
21. Способ по п. 1, в котором концентрация оксианиона в течение дня варьируется, как минимум в пределах 10% по массовой доле.
22. Система очистки водного потока от оксианиона, включающая:
источник агента, содержащего катионы металла;
источник алюминиевого реагента;
один или более датчиков, выполненных с возможностью анализа водного раствора, содержащего катион металла изменчивой концентрации и оксианион изменчивой концентрации, а также один или более датчиков, выполненных с возможностью измерения изменчивой концентрации катиона металла, чтобы обеспечить текущую концентрацию катиона металла в водном растворе и для измерения изменчивой концентрации оксианиона, чтобы обеспечить текущую концентрацию в водном растворе; и
контроллер, выполненный с возможностью управления добавлением агента, содержащего катион металла и алюминиевый реагент к водному раствору для образования осадка с оксианиноном, основываясь на текущей концентрации катиона металла и текущей концентрации оксианиона, измеряемой одним или более датчиками.
23. Система по п. 22, в которой контроллер выполнен с возможностью управления добавлением в водный раствор агента, содержащего катионы металлов, и алюминиевого реагента для обеспечения соотношения катиона металла, алюминия и оксианиона в водном растворе, отвечающего стехиометрии осаждения оксианиона, удаленного способом осаждения, при хранении данных на энергонезависимых машиночитаемых носителях, связанных с контроллером.
24. Система по п. 23, в которой стехиометрия осаждения является отличной от эттрингит-стехиометрии.
25. Система по п. 22, в которой контроллер выполнен с возможностью управления добавлением в водный раствор агента, содержащего катионы металлов, и алюминиевого реагента для обеспечения в одном растворе диапазона соотношения количества вещества в молях катиона металла к количеству вещества в молях оксианиона, планируемого к удалению, от 2 до 20, а также соотношение количества алюминия в молях и количества оксианиона в молях в диапазоне от 0,6 до 8.
26. Система по п. 25, в которой оксианион включает сульфат, а соотношение количества катиона металла в молях и количества оксианиона, планируемого к удалению, в молях находится в диапазоне от 2 до 3,4, а также соотношение количества алюминия в молях и количества оксианиона, планируемого к удалению, в молях, в диапазоне от 0,6 до 0,8.
27. Система по п. 22, в которой агент, содержащий катионы металлов, включает агент, обеспечивающий кальций.
28. Система по п. 22, включающая, кроме того, первый насос, гидравлически соединенный с источником агента, содержащего катионы металлов, и второй насос, гидравлически соединенный с источником алюминиевого реагента, при этом первый и второй насосы связаны с контроллером, а контроллер выполнен с возможностью управления добавлением в водный поток агента, содержащего катионы металлов, и алюминиевого реагента, посредством контроля над первым и вторым насосами.
29. Система по п. 22, в которой один или более датчиков включают первый датчик, выполненный с возможностью измерения изменчивой концентрации катиона металла и второй датчик, выполненный с возможностью измерения изменчивой концентрации оксианиона.
30. Система по п. 22, в которой первый датчик включает, по крайней мере, один оптический датчик и ионоселективный электрод, а второй датчик включает как минимум один оптический датчик, ионоселективный электрод и измеритель электропроводности.
31. Способ очистки водного раствора от оксианиона, включающий:
добавление реагента основного щелочноземельного металла к водному раствору, содержащему оксианион, таким образом выделяя в осадок из водного раствора первую порцию оксианиона, образовывая водный раствор, содержащий сниженную концентрацию оксианиона;
определение в водном растворе, содержащем сниженную концентрацию оксианиона, концентрации оксианиона; и
добавление алюминиевого реагента к водному раствору, содержащему сниженную концентрацию оксианиона, основываясь на определенной концентрации оксианиона, таким образом выделяя в осадок из водного раствора, содержащего сниженную концентрацию оксианиона, вторую порцию оксианиона, причем оксианион включает тяжелый металл,
добавление источника гидроксида в водный раствор, содержащий оксианион тяжелого металла, перед добавлением реагента на базе основного щелочноземельного металла, таким образом осаждая гидроксид тяжелого металла из водного раствора.
32. Способ по п. 31, в котором реагент на базе основного щелочноземельного металла включает гидроксид кальция, осадок, извлеченный из водного раствора при осаждении первой порции оксианиона, содержит сернокислый кальций (гипс).
33. Способ по п. 32, в котором оксианион включает сульфат, добавление реагента на базе основного щелочноземельного металла включает добавление от 0,8 молей реагента на базе основного щелочноземельного металла на моль оксианиона, планируемого к удалению, до 1,5 моля реагента на базе основного щелочноземельного металла к молю оксианиона, планируемого к удалению.
34. Способ по п. 31, в котором добавление алюминиевого реагента в водный раствор, содержащий сниженную концентрацию оксианиона, основано на определенной концентрации оксианиона, включает добавление алюминиевого реагента в количестве, эффективном для образования осадка, имеющего эттрингит-стехиометрию.
35. Способ по п. 31, в котором добавление алюминиевого реагента в водный раствор, содержащий сниженную концентрацию оксианиона, основано на определенной концентрации оксианиона, включающий:
определение количества алюминиевого реагента, эффективного для максимизации количества оксианиона, осажденного из водного раствора, имеющего сниженную концентрацию оксианиона, при условии, что добавление меньшего количества или большего количества алюминиевого реагента ведет к уменьшению количества осажденного оксианиона; и
добавление в водный раствор, имеющий сниженную концентрацию оксианиона, алюминиевого реагента в количестве, приблизительно равном количеству, определенному как эффективное для максимизации количества осажденного из водного раствора оксианиона.
36. Способ по п. 35, также включающий:
определение в водном растворе, содержащем сниженную концентрацию оксианиона, концентрации щелочноземельного металла; и
добавление в водный раствор, содержащий сниженную концентрацию оксианиона, источника щелочноземельного металла основано на определенной концентрации щелочноземельного металла.
37. Способ по п. 36, в котором концентрация щелочноземельного металла в водном растворе, содержащем сниженную концентрацию оксианиона, включает примерно один моль кальция на моль оксианиона, и добавление источника щелочноземельного металла включает добавление примерно одного моля кальция на один моль оксианиона.
38. Способ по п. 31, в котором водный раствор включает дренаж кислых горных пород, содержащий сульфат.
39. Способ по п. 38, в котором концентрация сульфата меняется в течение дня и находится в диапазоне от 1000 млн-1 до 1500 млн-1.
40. Способ по п. 31, в котором добавление алюминиевого реагента в водный раствор, содержащий сниженную концентрацию оксианиона, основано на определенной концентрации оксианиона, включает образование подходящего для сброса водного раствора, содержащего концентрацию оксианиона менее 500 млн-1.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US2014/054396 WO2016036390A1 (en) | 2014-09-05 | 2014-09-05 | Addition of aluminum reagents to oxoanion-containing water streams |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017108445A3 RU2017108445A3 (ru) | 2018-09-14 |
RU2017108445A RU2017108445A (ru) | 2018-09-14 |
RU2690819C2 true RU2690819C2 (ru) | 2019-06-05 |
Family
ID=55440238
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017108445A RU2690819C2 (ru) | 2014-09-05 | 2014-09-05 | Добавление алюминиевых реагентов в оксианион-содержащие водные потоки |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3189206B1 (ru) |
KR (1) | KR102340262B1 (ru) |
CN (1) | CN106661937B (ru) |
AU (1) | AU2014405584B2 (ru) |
BR (1) | BR112017004200B1 (ru) |
CA (1) | CA2959586C (ru) |
ES (1) | ES2841354T3 (ru) |
MX (1) | MX2017002880A (ru) |
RU (1) | RU2690819C2 (ru) |
SA (1) | SA517381029B1 (ru) |
WO (1) | WO2016036390A1 (ru) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107117738B (zh) * | 2017-04-24 | 2019-12-17 | 华中科技大学 | 一种锰矿区废水处理方法 |
MX2020000719A (es) | 2017-07-18 | 2020-10-01 | Ecolab Usa Inc | Reciclaje de la corriente de agua de enjuague automotriz con fosfato. |
CN108423794A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-08-21 | 上海大学 | 一种亚硫酸盐复合药剂活化高锰酸钾降解有机物的方法 |
CN108773929A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-11-09 | 岳西县创奇电器有限责任公司 | 一种电镀废水预处理方法 |
EP3807222A4 (en) * | 2018-06-13 | 2022-02-23 | The Water Company LLC | CONTROLLED REMOVAL OF IONS FROM AN AQUEOUS LIQUID |
CN109354329A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-19 | 河北旭杰环境工程有限公司 | 高硫酸盐、高cod废水的处理方法 |
CN112194233B (zh) * | 2020-10-22 | 2022-09-02 | 神美科技有限公司 | 一种乙酸铝-氯化铝共聚物-氯化铁复合絮凝剂及其制备方法 |
CN114275959B (zh) * | 2021-12-29 | 2023-12-01 | 吉林省拓达环保设备工程有限公司 | 去除水中高浓度硫酸盐和硝酸盐的药剂及去除方法和装置 |
WO2024059138A1 (en) * | 2022-09-14 | 2024-03-21 | Geosyntec Consultants, Inc. | Treatment systems and methods |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1678773A1 (ru) * | 1989-05-24 | 1991-09-23 | Уральский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Медной Промышленности | Способ очистки сточных вод от сульфатов |
RU2071451C1 (ru) * | 1992-01-10 | 1997-01-10 | Акционерное общество закрытого типа "Суперкерамика" | Способ очистки кислых сточных вод от сульфат-ионов |
US6210589B1 (en) * | 1999-06-07 | 2001-04-03 | Industrial Technology Resarch Institute | Process for removing fluoride from wastewater |
RU2322398C1 (ru) * | 2006-10-02 | 2008-04-20 | Открытое акционерное общество "Межотраслевой научно-исследовательский и проектно-технологический институт экологии топливно-энергетического комплекса" (ОАО "МНИИЭКО ТЭК") | Способ очистки сточных вод от сульфат-ионов |
CN101407356A (zh) * | 2008-10-31 | 2009-04-15 | 中南大学 | 一种废水中硫酸根的脱除方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5246591A (en) * | 1990-07-13 | 1993-09-21 | Pact, Incorporated | Separation of metal ions on an anion exchange resin by chromatographic elution |
JP3053481B2 (ja) * | 1991-11-21 | 2000-06-19 | 中部電力株式会社 | 弗素及びカルシウム含有廃水処理における消石灰注入量の制御方法及び弗素分除去装置 |
ES2324418T3 (es) * | 2005-09-16 | 2009-08-06 | Technische Universiteit Delft | Metodo para eliminar oxo-aniones y cationes metalicos de un liquido. |
DE102007020688A1 (de) * | 2007-05-03 | 2008-11-06 | Lanxess Deutschland Gmbh | Konditionierung von Ionenaustauschern zur Adsorption von Oxoanionen |
US9493370B2 (en) * | 2009-03-03 | 2016-11-15 | Reliance Automation, Llc | Wastewater treatment system |
EP2585185A4 (en) * | 2010-06-23 | 2013-10-30 | Veolia Water Solutions & Tech | PROCESS FOR REDUCING SULPHATE CONCENTRATION IN A WASTE WATER CURRENT |
US20120031850A1 (en) * | 2010-08-05 | 2012-02-09 | Kevin Smith | Extraction of Sulfate from Water |
US8834725B2 (en) * | 2011-01-31 | 2014-09-16 | Chevron U.S.A. Inc. | Method for treating acid mine drainage |
US20130319951A1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | Kevin Smith | Calcium and Aluminum Chlorides for Sulfate Removal from Water |
FI126285B (en) * | 2012-08-27 | 2016-09-15 | Outotec Finland Oy | Process for removing sulfate, calcium and / or other soluble metals from wastewater |
-
2014
- 2014-09-05 RU RU2017108445A patent/RU2690819C2/ru active
- 2014-09-05 CA CA2959586A patent/CA2959586C/en active Active
- 2014-09-05 BR BR112017004200-2A patent/BR112017004200B1/pt active IP Right Grant
- 2014-09-05 AU AU2014405584A patent/AU2014405584B2/en active Active
- 2014-09-05 MX MX2017002880A patent/MX2017002880A/es unknown
- 2014-09-05 ES ES14901341T patent/ES2841354T3/es active Active
- 2014-09-05 WO PCT/US2014/054396 patent/WO2016036390A1/en active Application Filing
- 2014-09-05 KR KR1020177009187A patent/KR102340262B1/ko active IP Right Grant
- 2014-09-05 CN CN201480081715.2A patent/CN106661937B/zh active Active
- 2014-09-05 EP EP14901341.9A patent/EP3189206B1/en active Active
-
2017
- 2017-03-02 SA SA517381029A patent/SA517381029B1/ar unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1678773A1 (ru) * | 1989-05-24 | 1991-09-23 | Уральский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Медной Промышленности | Способ очистки сточных вод от сульфатов |
RU2071451C1 (ru) * | 1992-01-10 | 1997-01-10 | Акционерное общество закрытого типа "Суперкерамика" | Способ очистки кислых сточных вод от сульфат-ионов |
US6210589B1 (en) * | 1999-06-07 | 2001-04-03 | Industrial Technology Resarch Institute | Process for removing fluoride from wastewater |
RU2322398C1 (ru) * | 2006-10-02 | 2008-04-20 | Открытое акционерное общество "Межотраслевой научно-исследовательский и проектно-технологический институт экологии топливно-энергетического комплекса" (ОАО "МНИИЭКО ТЭК") | Способ очистки сточных вод от сульфат-ионов |
CN101407356A (zh) * | 2008-10-31 | 2009-04-15 | 中南大学 | 一种废水中硫酸根的脱除方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017108445A3 (ru) | 2018-09-14 |
RU2017108445A (ru) | 2018-09-14 |
AU2014405584B2 (en) | 2020-12-10 |
CA2959586C (en) | 2022-06-21 |
AU2014405584A1 (en) | 2017-03-09 |
SA517381029B1 (ar) | 2022-03-07 |
BR112017004200B1 (pt) | 2022-04-19 |
ES2841354T3 (es) | 2021-07-08 |
EP3189206B1 (en) | 2020-10-21 |
CN106661937A (zh) | 2017-05-10 |
CN106661937B (zh) | 2021-06-04 |
CA2959586A1 (en) | 2016-03-10 |
KR20170049570A (ko) | 2017-05-10 |
WO2016036390A1 (en) | 2016-03-10 |
EP3189206A1 (en) | 2017-07-12 |
KR102340262B1 (ko) | 2021-12-15 |
EP3189206A4 (en) | 2018-02-21 |
BR112017004200A2 (pt) | 2017-12-05 |
MX2017002880A (es) | 2017-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2690819C2 (ru) | Добавление алюминиевых реагентов в оксианион-содержащие водные потоки | |
CN105008288B (zh) | 添加铝试剂至含硫酸根的废物流减小硫酸根的浓度 | |
Mamais et al. | Determination of ferric chloride dose to control struvite precipitation in anaerobic sludge digesters | |
US10245626B2 (en) | Mine drainage remediation using barium carbonate dispersed alkaline substrate | |
US10071923B2 (en) | Addition of aluminum reagents to oxoanion-containing water streams | |
JP5880625B2 (ja) | 重金属捕集剤濃度の測定方法及び装置 | |
JP6179918B2 (ja) | 水質監視方法 | |
KR101898801B1 (ko) | 고농도 망간을 포함하는 광산배수의 자연정화 처리시스템 | |
KR102306634B1 (ko) | 알루미늄 시약을 이용한 옥소음이온 농도 측정 | |
Geroni | Rates and mechanisms of chemical processes affecting the treatment of ferruginous mine water | |
US9389209B2 (en) | Oxoanion concentration determination using aluminum reagents | |
Smart et al. | Case study: evaluating the feasibility of co-treating biochemical reactor effluent and mining influenced water | |
Pecingină et al. | APPLICATION OF A NEW TECHNOLOGY IN DRINKING WATER TREATMENT IN CITY TÂRGU CĂRBUNEŞTI | |
Aboubi | A cost effective and environmentally friendly stormwater treatment method: the use of wood fly ash and H2O2 |