SU1527183A1 - Способ очистки сточных вод от ионов т желых металлов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам очистки производственных сточных вод и может быть использовано дл  обработки сточных вод преимущественно гальванического производства, а также в гидрометаллургии цветных металлов. Целью изобретени   вл етс  сокращение объема осадка, упрощение способа и сокращение времени отстаивани . Дл  осуществлени  способа фильтрование воды провод т через восстановитель, в качестве которого используют стружки железа и титана в соотношении 1:(3-5), фильтруют со скоростью 1,8-2,5 л/ч при PH 1-2, нейтрализуют, отстаивают и отдел ют осадок. Способ позвол ет в результате уплотнени  структуры осадка увеличить скорость отстаивани , повысить производительность способа и обеспечить возможность повторного использовани  очищенной воды. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к способам очистки производственных сточных вод и предназначено дл  обработки сточных вод, преимущественно, гальванического производства в металлообрабатывающей , приборостроительной, радиоэлектронной отрасл х, а также в гидрометаллургии цветных металлов.

Целью способа  вл етс  сокращение объема осадка, упрощение способа и сокращение времени отстаивани .

Способ очистки сточных вод от соединений т желых металлов включает фильтрование воды через восстановитель , в качестве которого используют металлическую смесь, одним из ее компонентов берут железо, а в качестве другого компонента - титан или его сплав, причем используют стружку железа и стружку титана в соотношеНИИ от 1:3 до 1:5, фильтрование воды ведут со скоростью 1,8-2,5 л/ч при рН среды в пределах 1-2,

Структура осадка гидроксидов т желых металлов, образующихс  при обработке сточных вод на стружке титана или его сплавов, более плотна , чем при обработке на железной или алюминиевой стружке, объем осадка меньше, а скорость уплотнени  больше . Кроме того, после обработки сточной воды на стружке из титана или его сплавов (например, ВТ-1, ВТ-22) ее санитарно-гигиенические свойства лучше по сравнению с водой, обработанной на стружке из алюмини . Объ сн етс  это тем, что гидроксид титана выпадает в осадок при рН 2. При сто нии он подвергаетс  старению, приобретает кристаллическую структуру и

СП

ю

00

ро

становитс  практически нерастворимым ни при каких услови х, в том числе и при подщелачивании при нейтрализации обработанной сточной воды. Поэтому остаточные содержани  титана в обработанной воде ничтожно малы, и в отличие от известного способа доочист- ка ее при сбросе в канализационную систему не нужна.

Восстановитель, т.е. смесь из стружки железа и стружки титана или его сплавов, например ВТ-1, при весовом соотношении компонентов от 1:3 до 1:5 в пересчете на чистый титан загружают в проточный реактор и через него фильтруют подлежащую очистк природную или сточную воду, причем соотношение объема воды и восстановител  должно составл ть 1:1. Скорость фильтруемой воды поддерживают в пределах 1,8-2,5 л/ч, при этом рН выдерживают в пределах 1-2 путем добавлени  серной или сол ной кислоты.

Пример I. В проточный реак- тор из оргстекла объемом 400 см загружают смесь стружки железа и стружки сплава титана (ВТ-1) в соотношении 1:4. Сточную воду, содержащую 60 мг/л Сг , фильтруют через вое- становитель (соотношение объема воды и восстановител  1:1) со скоростью 3,5 л/ч, причем величину рН среды поддерживают равной 1,7. Затем анализируют остаточное содержание в обработанной воде. Содержание Сг после обработки 8,0 мг/л. После обработки воду в объеме 300 см нейтрализуют до рН 7,0. Объем осадка

через 5 мин после нейтрализации

265 см , через i ч отстаивани  95 см.

Пример 2. Способ осуществл ют в услови х примера 1, но фильтрование производ т со скоростью 3,0 л/ч. Содержание Сг после очист- ки 2,5 мг/л. Объемы осадка после нейтрализации и отстаивани  в течение 5 мин и далее до 60 мин то же, что и в примере 1.

П р и м е р 3. Способ осуществ- л ют в услови х примера 1, но фильтрование производ т со скоростью 2, л/ч. Содержание Сг после очистки 0,1 мг/л.

Пример 4. Способ осуществл ют в услови х примера 3, но содержание Сг в обрабатываемой сточной воде 80 мг/л. Содержание Сг после

м и и - jg

.1527183 4

очистки 10 мг/л. Объемы осадка после нейтрализации и отстаивани  те ж

Пример 5. Способ осуществл ют в услови х примера 4, но филь

5 0

5 Q

0

5

0

5

трование производ т со скоростью 2,0 л/ч. Содержание Сг после очистки 1,5 мг/л. Объемы после нейтрализации и отстаивани  те же.

Пример 6. Способ осуществл ют в услови х примера 4, но фильтрование производ т со скоростью 1,8 л/ч. Содержание Сг после очистки сО,1 мг/л. Объемы осадка после нейтрализации и отстаивани  те же.

Пример 7. Способ осуществл ют в услови х примера 4, но соотношение железной и титановой стружки в смеси восстановител  1:3. Содержание Сг после очистки iO,l мг/л. Объем осадка через 5 мин после нейтрализации обработанной воды 295 см , через 60 мин отстаивани  150 см .

Пример 8. Способ осуществл ют в услови х примера 4, но соотношение железной и титановой стружки в смеси восстановител  1:5. Содержание Сг после очистки 14,5 мг/л. Объем осадка через 5 мин после нейтрализации обработанной воды 260 см , через 60 мин отстаивани  85 см .

Пример 9. Способ осуществл ют в услови х примера 3, но рН обрабатываемой воды поддерживают равной 2,8. Содержание Сг после очистки 3,0 мг/л. Объемы осадка после нейтрализации обработанной воды через 5 мин 265 см , через 60 мин отстаивани  95 см .

Пример 10. Способ осуществл ют в услови х примера 3, но рН обрабатываемой воды поддерживают равной 2,0. Содержание после очистки 0,1 мг/л. Объемы осадка после нейтрализации обработанной воды через 5 мин 265 см , через 60 мин отстаивани  95 см.

Пример 11. Способ осуществл ют в услови х примера 3, но рН обрабатываемой воды поддерживают равной 1 ,0. Содержание Сг после очистки 0,1 мг/л. Объемы осадка при отстаивании после нейтрализации воды через 5 мин 265 см , через 60 мин 95 см -.

П-р и м е t 12. Способ осуществл ют в услови х примера 3, но рН обрабатываемой воды поддерживают pafe 1527

ной 0,5. Содержание Сг после очистки 0, 1 мг/л. Объемы осадка при отстаивании после нейтрализации обрабатываемой воды через 5 мин 265 см через 60 мин 95 см .

Результаты испытаний приведены в табл.1.

Наиболее эффективно процесс очистки проходит при следующих услови х: при соотношении стружки железа и титана в смеси восстановител  1:4, скорости фильтрации 1,8-2,5 л/ч при рН среды в пределах 1-2. Подогрев не требуетс . При соотношении железной и титановой стружки 1:4 (например, 1:3) ускор етс  реакци  восстановлени  Сг

б

но увеличиваетс  объем образовавшегос  после нейтрализации -. сточной воды осадка. При соотношении железной и титановой стружки . 1:4 (например, ):5) замедл етс  реакци  восстановлени  Сг , что делает способ менее производительным. Подкис- ление обрабатываемой сточной воды до рН 1-2 резко увеличивает окислительно-восстановительный потенциал системы за счет активации поверхности стружки. Дальнейшее подкисление (до рН ; 1) уже не дает значительного повьш1ени  окислительно-восстановительного потенциала системы и одновременно с этим требует значительных затрат кислоты, в св зи с чем нецелесообразно .

В табл.2 представлены данные по обработке сточных вод, содержащих Сг, медь, цинк и никель с применением стальной, алюминиевой стружки, стружки из сплава титана BT-I, смеси железной стружки и стружки из сплава титана BT-I в соотношении 1:4, смеси железной и алюминиевой стружки в соотношении 1:3 в стационарном режиме при подкислении обрабатывает мой воды до рН 1,7 а также смеси порошка железа и алюминиевой стружки в соотношении 1:3 с подогревом до 80 С, но при рН 7,0 согласно известному способу.

Из данных табл.2 видно, что наибольша  степень восстановлени  при данных услови х на металлической стружке у ионов Сг и у цинка (100%Х хуже у ионов никел  (65-82,5%) и еще хуже у меди (257,), Наибольша  производительность процесса восстановлени  ионов т желых металлов, в частности Сг, с применением в каче7

5

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

1836

стве восстановител  стальной стружки, наименьша  - с применением в качестве восстановител  стружки из сплава титана. Объем образовавшегос  после нейтрализации обработанной на стружке сточной воды осадка больше всего с применением стальной стружки и меньше всего с применением стружки из сплава титана. Добавление к стружке из титанового сплава стальной стружки в соотношении по объему стружки 4:1 сокращает врем  восстановлени  Сг с 2 ч до 10 мин Объ сн етс  это тем, что при смешении титановой и стальной стружки образуютс  железо-титановые гальванические пары, снижающие пассивацию поверхности , свойственную титановым сплавам , и реакци  восстановлени  ионов т желых металлов интенсифицируетс . Объем осадка, образовавшегос  в результате обработки воды на смеси титановой и стальной стружки с последующей нейтрализацией до рН 7, меньше чем с применением как стальной , так и смеси алюминиевой и стальной стружки.

Рентгеноструктурный анализ образовавшихс  осадков показывает, что включени  титана уплотн ют структуру осадка , в результате чего увеличиваетс  скорость его отстаивани . Восстановление Сг происходит с применением смеси железного порошка и алюминиевой стружки в соотношении 1:3 с подогревом обрабатываемой сточной воды до 80 С при рН 7 по известному способу, при этом врем  обработки больше по сравнению с применением в качестве восстановител  железной и титановой стружки в соотношении 1:4 и без подогрева , но с подкислением до рН . Кроме того, прсто нный подогрев обрабатываемой сточной воды поскольку процесс идет в непрерывном режи- ме требует значительных энергозатрат. Поэтому процесс восстановлени  ионов т желых металлов с подкислением обрабатываемой сточной воды до рН 1,2  вл етс  более производительным. Способ целесообразен дл  очистки сточных вод, содержащих ион{.1 т желых металлов , мг/л: Сг 80; цинк 60; никель и медь &I5. После нейтрализации обработанной сточной воды до рН 6,5-9,0 каким-либо щелочным реагентом (например, щелочью, известью, кальцинированной содой) осадок отдел ют от

жидкости, примен   типовые тонкослойные отстойники, а затем типовые иловые фильтрующие аппараты (например, ФПАКМ).

Способ экономически выгоден, так как основан на использовании металлической стружки,  вл ющейс  отходом производства, причем стружка из сплавов титана практически не расходуетс  в процессе очистки. Сокращение объем образующегос  при нейтрализации сточной воды осадка и повышение скорости его отстаивани  (уплотнени ) способствуют уменьшению габаритов исполь- зуемьгх дл  его кондиционировани  отстойников и фильтров и увеличивают их производительность. Кроме того, сточна  вода, обработанна  с использованием смеси стальной и титановой стружки,  вл етс  более чистой в санитарно-гигиеническом отношении,

что расшир ет возможности ее повторного использовани .

Claims (2)

1.Способ очистки сточных вод от ионов т желых металлов, включающий фильтрование через восстановитель - смесь металлов, содержащую железо, с последующей нейтрализацией, отстаиванием и отделением осадка, отличающийс  тем, что, с целью сокращени  объема осадка, упрощени  способа и сокращени  времени отстаивани , в качестве восстановител  используют смесь стружек железа и титана в массовом соотношении 1:3,5.

2.Способ поп.1,отличаю- щ и и с   тем, что фильтрование ведут со скоростью 1,8-2,5 л/ч при

рН 1-2.