SU1611886A1

SU1611886A1 - Способ очистки сточных вод

Info

Publication number: SU1611886A1
Application number: SU884472224A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Львович Ганцевич; Николай Константинович Грязнов; Алевтин Михайлович Егудкин; Петр Павлович Подвойский; Лев Петрович Яновский
Original assignee: Производственное объединение "Минский часовой завод"
Priority date: 1988-08-01
Filing date: 1988-08-01
Publication date: 1990-12-07

Abstract

Изобретение относитс к обработке воды, в частности к способам очистки природных, оборотных и сточных вод с использованием гальванокоагул ции. Цель изобретени - состоит в повышении производительности процесса очистки при одновременном сокращении расхода электроэнергии. Способ очистки сточных вод осуществл ют введением предварительно в очищаемую воду измельченного до пылевидного состо ни кокса в количестве 2-20 г на 1 м³ воды и кислорода в количестве 0,3-0,6% от объема очищаемой воды и подачей ее в герметический сосуд, заполненный железными частицами, внутри которого создаетс избыточное давление 0,05-0,15 МПа. Перемещаемые потоком воды пылинки кокса относительно частиц железа создают с ними гальванопару, в результате чего происходит восстановление шестивалентного хрома и коагул ци диспергированных и растворенных примесей. 1 з.п.ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Description

Изобретение относитс к обработке : воды, в частности к способам очистки

природных, оборотных и сточных вод i гальванокоагул цией и может быть ис- пользовано дл очистки вода от дис- ; пергированных, эмульгированных и растворенных примесей.

Цель изобретени - повышение производительности процесса очистки при одновременном сокращении расхода электроэнергии.

На чертеже представлена схема осуществлени способа очистки сточных вод.

П р и м е р 1. Провод т очистку .производственных сточных вод, содержащих ионы меди и никел в концентраци х соответственно 21,6 и т/к, а также соединени шестивалентного

хрома в концентрации 84,0 г/м по хрому (VI)и имеющих рН 2,0.

Сточные ВОДЬ поступают от произ- водств завода в усреднитель 1. Из усреднител воды забираютс насосом 2, во всасывающий патрубок которого водострз ным эжектором 3 подаютс кислород воздуха в количестве 0,3-

; 0,6% от объема перекачиваемых насо- , сом вод и водна суспензи измельченного до пылевидного состо ни кокса

; из мещалки 4 в количестве 10,0 г/м перекачиваемой воды. Регулировка подачи воздуха осуществл етс вентилем 3.t по ротаметру 3.2, а суспен ,зии - вентилем 4.1 по водомерному стеклу 4.2. В насосе 2 воздух вместе с кислородом под воздействием воз-г растающего давлени , развиваемого наOi

kx)

00

а

сосом, раствор етс в воде, а кекс равномерно .перемешиваетс со сточной водой и вс смесь подаетс в герметический сосуд 5 - гальванокоагул - тор, заполненный по всему объему стальной или чугунной стружкой. Контроль расхода воды через гальванокоагул тор производ т по ротаметру 5.1 и регулируетс вентилем 5.2, этим же вентилем поддерживаетс избыточное давление в гальванокоагул торе на уровне 0,05-0,15 МПа.

В гальванокоагул торе 5 пылинки кокса перемещаютс потоком очищаемой воды вдоль неподвижной массы из крупных частиц железа (стальна или чугунна стружка) и сталкиваютс с поверхностью частиц железа. За счет разности электрохимических потенци- алов в месте контакта частиц железо пол ризуетс анодно, а кокс катодно, вследствие чего образуетс точечньш короткозамкнутьш элемент железо - кокс, вызывающий в месте контакта и в непосредственной близости от него эффект гальванокоагул ции, т.е. совокупность р да электрохимических и физических процессов: растворение материала анода - железа и переход его в воду в основном в виде двухвалентных , ионов , электролиз воды, и как следствие, подкисление прианод- ного и существенное, повьшающее рН всего объема воды, подщелачивание прикатодного сло воды, поскольку на катоде выдел етс водород в эквива- лентном соотношении с выдел ющимис на аноде кислородом и железом, осаждение металлов на катоде, вое- становление в прианодном слое шестивалентного хрома в трехвалентное состо ние за счет очислени ионов двухвалентного железа в трехвалентное состо ние, быстрое образование в прикатодном слое гидроксидных осадков металлов и коагул ци ими диспергированных и эмульгированных веществ с частичной сорбцией растворенных соединений, окисление растворенным кислородом двухвалентного гидрокси- да железа в трехвалентный, окисление в прианодном слое кислородом, выдел ющимс -на аноде, ионов- железа с образованием нерастворимых его окислов , а также некоторых других вещест в том числе и органических, растворение в воде под избыточным давлением продуктов электролиза воды.

5 0 5 0 О 5 n

5

Врем пребывани воды в пористой загрузке железа или врем обработки воды в гальванокоагул торе составл ет 6 мин. После прохождени загрузки рН воды возрастает до 3,8 и в воде отсутствует хром (VI). На выходе из гальванокоагул тора за вентилем 5.2 избыточное давление резко снижаетс до атмосферного и растворенные газы вьщел ютс из воды, флотиру своими пузырьками скоагулированные примеси. Дл обеспечени полноты выделени из воды гидроксидов металлов вода на выходе из гальванокоагул тора подщелачиваетс до рН 9,5. В очищенной воде исходные металлы (медь, никель, хром) не обнаружены. На 1 г введенного кокса восстановлено 8,4 г шестивалентного хрома.

Скоагулированные и частично сфло- Тированные примеси быстро без добавлени флогул нтов отдел ютс от воды, что требует размещени в голове последующих установок очистки (осветлени ) воды установки по отделению от воды сфлотированных примесей и позвол ет примен ть высокоэффективные установки отстаивани , в частности полочные отстойники.

Пример 2. Провод т очистку производственных сточных вод, содержащих ионы меди, никел , цинка и хрома (VI) соответственно в концентраци х 12,1; 0,85; 5,1; 6,8 г/м и имеющих рН 2,7.

В отличие от примера 1 кокс в сточную воду вводитс в количестве 2,0 г/м . В обработанной воде хром (VI) отсутствует, а рН воды возрастает до 3,3. На выходе из гальванокоа- гул тора вода подщелочена до рН 11,0. В очищенной воде никель и хром отсутствуют, а медь и цинк наход тс соответственно в концентраци х 0,41 и 0,1 г/м

П р и м е р 3. Провод т очистку производственных сточных вод, содержащих , ионы меди, никел и цинка соответственно в концентраци х 123,0; 3025,0 и 5,5 г/м и имеющих рН 3,5.

В отличие от примера 1 кокс в сточную воду вводитс в количестве . 20,0 г/м. На выходе из гальванокоагул тора обработанна вода имеет рН 5,5 и подщелочена до рН 9,8. В очищенной воде, цинк не обнарзгжен, а медь и никель имеют соответственно концентрации 0,12 и 0,27 г/м .

5 . 151 П р и м е р 4. Провод т очистку производственных сточных вод, содержащих ионы меди, никел , цинка и хрома (VI) соответственно в концентраци х 9,5, 1,0, 5,8, 11,4 г/м и име- ющих рН 3,2.

В отли чие от примера 1 кокс в сточную воду вводитс в количестве 1,5 г/м . На выходе из гальванокоагул тора обработанна вода содержит хром (VI) в концентрации 0,12 г/м и имеет рН 3,7. Вода подщелочена до рН 9,5 и после очистки в ней обнаружены медь, никель, цинк и хром (VI) соответственно в концентраци х 0,37; 0,1; 0,07 и 0,12 г/м.

По сравнению с примером 2 не достигнута полнота очистки по никелю, и хрому (VI), а по меди и цинку глу- . бина очистки находитс на одном уровне . Таким образом, при расходе кокса менее 2,0 г/м не обеспечиваетс полнота очистки сточных вод.

П р и м е р 5. Провод т очистку производственных сточных вод, содержащих ионы меди, никел и цинка соответственно в концентраци х 123,0; 3025,0 и 5,5 г/м и имеющих рН 3,5.

В отличие от примера 1 кокс в сточную воду вводитс в количестве 30,0 г/м. На выходе из гальванокоагул тора обработанна вода имеет рН 6,0 и была подщелочена до рН 9,7. В очищенной воде цинк не обнаружен, медь имеет следы присутстви , а никель находитс в концентрации 0,2 г/м.

. По сравнению с примером 3 глубина очистки воды от меди и никел наход тс практически на одном уровне. Таким образом, при расходе кокса более 20 г/м не обеспечиваетс существенное улучшение качества очищенной оды.

П р и м е р 6. Провод т очистку роизводственных сточных вод с высокими концентраци ми хрома (VI).

6,1. Провод т очистку производтвенных сточных вод, содержащих ром (VI) и медь соответственно в онцентраци х 98,0 и 40,0 г/м и меющих рН 2,6.

В отличие от примера 1 уменьшена одача в воду кислорода воздуха в раза (0,4-0,5% от расхода воды). а выходе из гальванокоагул тора ром (VI) в обработанной воде не об-- , вода имеет рН 3,5 и подще„

18866

лочена до рН 11,8. В очищенной воде хрома (VI) и меди не обнаружено. На : 1 г введенного кокса восстановлено 9,8 г шестивалентного хрома.

6.2.Провод т очистку производственных сточных вод, содержащих

. хром (VI), медь и никель соответст- . венно в концентраци х 174,0; 20,0 и

Q 3,57 г/м и имеющих рН 2,0.

В отличие от примера 1 уменьшаету- с подача в воду кислорода воздуха в 2 раза (0,3-0,4%) от расхода воды, а кокс вводитс в количестве 20,0г/м.

15 ,На выходе из т альванокоагул тора хром (VI) в обработанной воде не обнаружен , вода имеет рН 2,8 и подщелочена до рН 7,5. В очищенной воде хрома (VI) не обнаружено, а медь и

20 никель содержатс в концентраци х 0,2 и 0,25 г/м соответственно. На 1 г введенного кокса восстановлено 8,7 г шестивалентного хрома.

6.3.Провод т очистку производст- 25 венных сточных вод, содержащих хром

(VI), медь, никель в концентраци х 191,0; 20,0 и 1,27 г/м соответственно и имеющих рН 2,0.

В отличие от примера 1 уменьшает- 30 с подача в воду кислорода воздуха до 0,1-0,2% от расхода воды, а кокс вводитс в количестве 20 г/м. На выходе из гальванокоагул тора хром (VI) в обработанной воде обнаружен в виде следов, вода имеет рН 2,6 и подщелочена до 7,4. В очищенной воде хром (VI) присутствует в виде следов, а медь и никель содержатс в концрнт- раци х 3,2 и 0,1 г/м соответственно.

0 На 1 г введенного кокса восстановлено 9,5 г шестивалентного хрома. Данные параметры оказались недостаточными дл эффективной очистки воды от меди.

5 6.4. Провод т очистку производственных сточных вод, содержащих хром (VI), медь и никель в концентраци х 170,0; 21,0 и 2,3 г/м соответственно и имеющих рН 2,5.

Q В отличие от примера 1 кокс вводитс в количестве 15 г/м , а подача в воду кислорода воздуха уменьшена до 0,05-0,1% от расхода воды. На выходе из гальванокоагул тора концент-

раци хрома (VI) в обработанной воде составл ет 0,5 г/м , вода имеет рН 5,6 и подщелочена до 7,2. В очи- щенной воде хром (VI), медь и никель содержатс в концентраци х 0,5, 6,0

1 г

11,3

и 1,87 г/м соответственно. На введенного кокса восстановлено :хрома шестивалентного. I 6.5. Провод т очистку производст- |венных сточных вод, содержащих хром |(VI) в концентрации 300,0 г/м (кон- |центраци других металлов не опреде- {л етс ) и имеющих рН 2,8.

В отличие от примера 1 кокс етс в воду в количестве 30 кислород воздуха не подаетс , избыточное давление не подцерзсиваетс , вода обрабатываетс 12,0 мин. На выходе из гальванокоагул тора рН обработанной воды. 5,0 и в ней обнаружи- ваютс следы хрома (VI). Очищенна вода имеет рН 5,0 и в ней обнаруживаютс следы хрома (VI). На 1 г ввеподаг/м

10

15

Рассмотренные в примерах данны сведены в таблицу .

Из сопоставлени данных пример 6.1-6.3 и примера 1 видно, что ми мальный расход кислорода воздуха очистке сточных вод одновременно хрома (VI) и других металлов сост л ет 0,3% от расхода воды. Данные примеров 6.1-6.4 и примера 1 пока вают, что при очистке сточных вод новременно от хрома (VI) с концен цией до 200 мг/дм и других метал и времени обработки воды 6 мин на 1 г вводимого кокса количество во станавливаемого хрома (VI) до пол его отсутстви в обработанной вод не должно превышать 8,5-9,5 г. Да

уу- - I I -

денного кокса восстановлено 10,0.mec-2Q ные примера 6,5 свидетельствуют о

тивалентного хрома.

Очищенна (профильтрованна ) вода имеет голубовато-зеленоватый оттенок, что при рН 5,0 свидетельствует о при- |сутствии в воде растворенных приме- 25

том, что при очистке сточных вод только от хрома (VI) с концентрац от 200 до 300 мг/дм и времени об ботки от 6 до 12 мин на 1 г вводим го кокса количество восстанавлива

Рассмотренные в примерах данные сведены в таблицу .

Из сопоставлени данных примеров 6.1-6.3 и примера 1 видно, что минимальный расход кислорода воздуха при очистке сточных вод одновременно от хрома (VI) и других металлов составл ет 0,3% от расхода воды. Данные примеров 6.1-6.4 и примера 1 показывают , что при очистке сточных вод одновременно от хрома (VI) с концентрацией до 200 мг/дм и других металлов и времени обработки воды 6 мин на 1 г вводимого кокса количество восстанавливаемого хрома (VI) до полного его отсутстви в обработанной воде не должно превышать 8,5-9,5 г. Дан уу- - I I -

том, что при очистке сточных вод только от хрома (VI) с концентрацией от 200 до 300 мг/дм и времени обработки от 6 до 12 мин на 1 г вводимого кокса количество восстанавлива10

9 ,1611886

расходе кокса 2,0-20,0 г на 1 м обрабатываемой воды, расхода кислорода воздуха 0,3-0,6% от расхода обрабатываемой воды и избыточном давлении в гальванокоагул торе 0,05-0,15 МПа, позвол ет проводить очистку производственных сточных вод от т желых металлов на 97-100%, в том числе от хрома (VI) на 100%.при широком диапазоне исходных концентраций (например:

никел до 3025,0 мг/дм. , меди до

123,0 мг/дм5, хрома (VI) до 200 мг/дм). При этом врем обработки сточных вод не превышает 6,0 мин,

что приблизительно в 20 раз превосходит производительность известного способа при очистке сточных вод, содержащих хром (VI) в концентрации 35j3 мг/цм. Расход электроэнергии на поддержание избыточного давлени в предлагаемом способе не зависит от концентрации загр знений в обрабатываемой воде, а зависит от избыточ- ного давлени (0,05-0,15 МПа) и составл ет 2,0-6,0 Вт ч на 1 м воды.

Способ позвол ет очищать сточные воды, содержащие хром (VI) в концентраци х до 200 мг/дм в рекомендуемых

параметрах процесса и до 300 мг/дм при увеличении времени обработки и

ко но не эн но

Ф

15

20

25

30

вк ри ст те ди но ро те но

20 че ча

щ ни со ко во бы

10

11886

10

количества вводимого кокса, что в 5-6 раз превышает возможность извес г ного способа (концентраци хрома (VI) не более 50 мг/дм ). Затраты электроэнергии по предлагаемому способу в 7-20 и более раз меньше, чем в известном способе.

Claims

1.Способ очистки сточных вод, включающий пропускание воды через по- . ристый слой частиц железа в присутствии кокса, отличающийс тем , что, с целью повьппени производительности процесса очистки при одновременном сокращении расхода электроэнергии , в очищаемую воду предварительно ввод т измельченный до пылевидного состо ни кокс в количестве 2-

20 г на 1 м воды и пропускают воду через стационарный пористый слой частиц железа.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с тем, что, с целью повышени степени очистки, одновременно с кок- i сом в очищаемую воду подают кислород в количестве О, 3-0,6% от объема очищаемой воды и процесс очистки ведут при избыточном давлении 0,05-0,15 МПа.

еленоватый оттенок