SU1658116A1

SU1658116A1 - Method for cleaning circulation and waste water

Info

Publication number: SU1658116A1
Application number: SU884473016A
Authority: SU
Inventors: Александр Анатольевич Коляда; Алла Геннадьевна Девятова; Ида Карловна Калашникова; Александр Иванович Якунин; Наталья Дмитриевна Якунина; Борис Вольфович Пилат
Original assignee: Государственный Проектный Институт "Казгипропищепром"
Priority date: 1988-08-19
Filing date: 1988-08-19
Publication date: 1991-06-23

Abstract

Изобретение относитс к способам очистки оборотных или сточных вод от солей щелочноземельных, т желых и цветных металлов и может быть использовано на промышленных предпри ти х различных отраслей. Цель изобретени - повышение степени очистки воды и снижение расхода электроэнергии Очистку воды ведут при последовательной ее обработке в анодной и катодной камерах диафрагменного электролизера , при этом обработку в анодной камере ведут в магнитном поле напр женностью 30-80 Э в присутствии медного купороса и металлического порошка при соотношении 1:5 - 1:49, а отделение образующегос осадка осуществл ют после выхода воды из чейки 3 табл , 1 илThe invention relates to methods for purification of recycled or waste water from alkaline earth, heavy and non-ferrous metal salts and can be used in industrial enterprises of various industries. The purpose of the invention is to increase the degree of water purification and reduce energy consumption. Water purification is carried out by sequential processing in the anode and cathode chambers of a diaphragm electrolyzer, while processing in the anode chamber is carried out in a magnetic field of 30-80 Oe in the presence of copper vitriol and metal powder at ratio 1: 5 - 1:49, and the separation of the formed precipitate is carried out after the water leaves the cell 3 of the tabl, 1 silt

Description

Изобретение относитс к способам очистки оборотных или сточных вод от солей щелочноземельных, т желых и цветных металлов и может быть использовано на промышленных предпри ти х различных отраслей.The invention relates to methods for purification of recycled or waste water from alkaline earth, heavy and non-ferrous metal salts and can be used in industrial enterprises of various industries.

Цель изобретени - повышение степени очистки и снижение расхода электроэнергии .The purpose of the invention is to increase the degree of purification and reduce energy consumption.

Дл очистки оборотных или сточных вод от ионов щелочноземельных, т желых и цветных металлов используют установку дл очистки воды в непрерывном потоке. Она состоит из двух половин 1 и 2 электролитной чейки с положительным и отрицательным электродами 3 и 4, разделенными полупроницаемой диафрагмой 5, и магнита 6, расположенного с внешней стороны первой половины 1 чейки. Оборотной или сточной водой заполн ют установку, затем в первую половину 1 чейки с положительным электродом 3 внос т медный купорос и металлический железный порошок в соотношении 1:5 - 1:49 и провод т кондиционирование в магнитном поле при напр женности 30 - 80 Э. В магнитном поле происходит образование цепочек микрогальванопар 7, состо щих из частиц железного порошка с осажденной на нем медью. На концах цепочек развиваетс значительна разность потенциалов При этом происходит образование соединений типа CaMgFe20e, и т.д , а также ионов двух- и трехвалентного железа. Затем полученный раствор переходит по перетоку 8 во вторую половину чейки 2 с отрицательным электродом 4, где происходит дальнейшее формирование осадка путем образовани гидрооксидов (II) и (III), взаимодействующих с ранее полученными соединени ми в первой половине чейки Отделение образующегос осадка осуществл ют после выхода воды из чейки.An installation for purifying water in a continuous stream is used to purify recycled or waste water from alkaline-earth, heavy and non-ferrous metal ions. It consists of two halves 1 and 2 of the electrolyte cell with positive and negative electrodes 3 and 4, separated by a semi-permeable diaphragm 5, and a magnet 6 located on the outside of the first half of the first cell. The system is filled with circulating or waste water, then copper sulphate and metallic iron powder are introduced in the first half of 1 cell with a positive electrode 3 in a ratio of 1: 5–1:49 and conditioned in a magnetic field at a strength of 30–80 O. In a magnetic field, the formation of chains of microgalvanopair 7, consisting of particles of iron powder with copper deposited on it. At the ends of the chains, a significant potential difference develops. In this case, the formation of compounds of the type CaMgFe20e, etc, and also ions of divalent and trivalent iron occurs. The resulting solution then flows downstream 8 to the second half of cell 2 with negative electrode 4, where further precipitate formation occurs by the formation of hydroxides (II) and (III), interacting with previously obtained compounds in the first half of the cell. The resulting precipitate is separated. water from the cell.

Пример 1. Влабораторныхуслови хбыли проведены опыты по очистке сточных вод по предлагаемому и известным способам от ионов щелочноземельных металлов АналоО СП 00Example 1. In the laboratory conditions were conducted experiments on wastewater treatment on the proposed and known methods from alkaline earth metal ions Analogo SP 00

оabout

гично очистке сточной воды осуществл ют очистку оборотной, и та, и друга вода может содержать ионы щелочноземельных, т желых и цветных металлов.The wastewater is cleaned by recycling, and this and other water may contain alkaline-earth, heavy and non-ferrous metal ions.

Дл примера готовили модельный раствор в количестве 8 л, содержащий ионы щелочноземельных, цветных и т желых металлов , мг/л: Са2+ 200; Мд2+ 300; Си2 20; Zn2+ 40; Pb2 5. Установка представл ла собой электролитную чейку из двух половин 1 и 2 с двум инертными электродами 3 и 4, разделенную полупроницаемой диафрагмой 5 (фильтроткань типа бельтинг) и снабженную электромагнитом 6. В половину 1 чейки с положительным электродом 3 вносили 65 мг медного купороса и металлического железного порошка 1600 мг (соотношение медный купорос:металлический железный порошок 1:25).For example, a model solution was prepared in an amount of 8 liters containing alkaline earth, non-ferrous and heavy metal ions, mg / l: Ca2 + 200; MD2 + 300; Cu2 20; Zn2 + 40; Pb2 5. The installation consisted of an electrolyte cell of two halves 1 and 2 with two inert electrodes 3 and 4, separated by a semi-permeable diaphragm 5 (belting filter fabric) and equipped with an electromagnet 6. Half of the 1 cell with a positive electrode 3 was made of 65 mg of copper vitriol and metallic iron powder 1600 mg (copper sulfate ratio: metallic iron powder 1:25).

После того, как воду залили в чейку, с помощью электромагнита 6 создавали магнитное поле напр женностью 55 Э. Одновременно на электроды 3 и 4 подавали напр жение и проводили кондиционирование сточной воды. При этом у положительного электрода 3 происходит накопление ионов водорода, что сопровождалось снижением рН раствора менее 7. Это способствовало переходу в раствор ионов двух- и трехвалентного железа. Кроме того, за счет протекани окислительно-восстановительных реакций на частицах металлического железного порошка осаждалась медь (из медного купороса). Наложение магнитного пол способствовало образованию цепочек из металлических частиц железа, модифицированных медью.After the water was poured into the cell, a magnetic field of 55 O was created using an electromagnet 6. At the same time, a voltage was applied to the electrodes 3 and 4 and the wastewater was conditioned. At the same time, the positive electrode 3 accumulates hydrogen ions, which was accompanied by a decrease in the pH of the solution to less than 7. This contributed to the transition into the solution of divalent and trivalent iron ions. In addition, due to the occurrence of redox reactions on particles of metallic iron powder, copper (from copper sulphate) precipitated. The imposition of a magnetic field contributed to the formation of chains of metallic particles of iron, modified with copper.

Значительна разность потенциалов , развиваема на концах этих цепочек, способствовала образованию кристалло- подобных соединений ионов железа с ионами щелочноземельных, цветных и т желых металлов типа CaMg FeaOe, CaFe20 i, MgFe20$ и т.д. (данные рентгеноструктур- ного анализа).A significant potential difference developed at the ends of these chains contributed to the formation of crystal-like compounds of iron ions with ions of alkaline-earth, non-ferrous and heavy metals such as CaMg FeaOe, CaFe20 i, MgFe20 $, etc. (X-ray diffraction data).

Сточна вода из первой половины 1 чейки с положительным электродом 3 проходила через переток 8 во вторую половину 2 чейки с отрицательным электродом 4. Переход в другую половину чейки, ионы железа образовывали гидрооксиды железа (II) и (III) в комплексе с ранее полученными кристаллоподобными соединени ми и выпадали в виде кристаллоаморфного осадка. Отделение образующегос осадка осуществл ли после выхода воды из чейки.Sewage water from the first half of the 1 cell with the positive electrode 3 passed through the overflow 8 into the second half of the 2 cells with the negative electrode 4. Transfer to the other half of the cell, iron ions formed iron (II) and (III) hydroxides in combination with the previously obtained crystal-like compounds and precipitated as a crystal amorphous precipitate. The precipitate formed was separated after the water exited the cell.

В лабораторных услови х были проведены опыты по очистке сточных вод по известному способу. Готовили модельный раствор в количестве 8 л, содержащий ионыIn laboratory conditions, wastewater treatment was carried out by a known method. Preparing a model solution in the amount of 8 l, containing ions

щелочноземельных, цветных и т желых металлов , мг/л: Са2+ 200; Мд2 300; 20; Zn2+ 40; РЬ2+ 5.alkaline earth, non-ferrous and heavy metals, mg / l: Ca2 + 200; MD2 300; 20; Zn2 + 40; Pb2 + 5.

Результаты опытов приведены в табл. 1.The results of the experiments are given in table. one.

Из табл,1 видно что расход электроэнергии по предлагаемому способу в сравнении с известным в 1,9 раза меньше, эффект очистки также выше благодар комбинированному воздействию на обрабаты0 ваемую воду.From Table 1, it can be seen that the power consumption of the proposed method in comparison with the known one is 1.9 times less, the cleaning effect is also higher due to the combined effect on the treated water.

Пример 2. В лабораторных услови х были проведены опыты по очистке сточных вод от ионов щелочноземельных металлов по предлагаемому способу с подбором оп5 тимального соотношени медный купо- росгметаллический железный порошок 1:2. 1:5, 1:25, 1:49, 1:65 соответственно. Аналогично очистке сточной воды осуществл ли очистку и оборотной воды, и та и друга ведаExample 2. In the laboratory conditions, experiments were carried out on the treatment of wastewater from alkaline earth metal ions using the proposed method with the selection of the optimal ratio of copper cuprous-metallic iron powder 1: 2. 1: 5, 1:25, 1:49, 1:65 respectively. Similarly to the wastewater treatment, the recycled water was cleaned both

0 может содержать ионы щелочноземельных, т желых и цветных металлов.0 may contain ions of alkaline earth, heavy and non-ferrous metals.

Подготовку модельного раствора и осуществление способа проводили аналогично примеру 1.The preparation of the model solution and the implementation of the method was carried out analogously to example 1.

5Результаты опытов приведены в табл.2,5 The results of the experiments are given in table 2,

где показано также вли ние соотношени медный купорос:металлический железный порошок на достижение положительного эффекта (напр женность магнитного пол It also shows the effect of the ratio of copper sulfate: metallic iron powder on achieving a positive effect (intensity of the magnetic field

0 55 Э).0 55 E).

Из табл.2 видно, что расход электроэнергии снижаетс , а степень очистки повышаетс в присутствии медного купороса и металлического железного порошка в соот5 ношении 1:5 - 1:49.From Table 2 it can be seen that the power consumption is reduced, and the degree of purification increases in the presence of copper sulphate and metallic iron powder in a ratio of 1: 5 - 1:49.

Пример 3. В лабораторных услови х были проведены опыты по очистке сточных вод от ионов щелочноземельных металлов по предлагаемому способу с подбо0 ром оптимальной величины напр женности магнитного пол 20, 30, 55. 80, 90Э соответственно . Аналогично очистке сточной воды осуществл ли очистку оборотной воды, и та и друга вода может содержать ионы щелоч5 поземельных, т желых и цветных металлов. Подготовку модельного раствора и осуществление способа проводили аналогично примеру 1. Результаты опытов приведены в табл.3, где показано также вли ние вели0 чины напр женности магнитного пол на достижение положительного эффекта (соотношение медный купорос:металлический железный порошок равно 1:25).Example 3. Under laboratory conditions, experiments were carried out on the treatment of wastewater from alkaline earth metal ions using the proposed method with a selection of the optimal magnetic field strength of 20, 30, 55. 80, 90E, respectively. Similarly to wastewater treatment, recycled water was purified, and this and other water may contain alkaline ions of land, heavy and non-ferrous metals. The preparation of the model solution and the implementation of the method were carried out analogously to example 1. The results of the experiments are shown in Table 3, which also shows the effect of the magnitude of the magnetic field on achieving a positive effect (the ratio of copper sulphate: metallic iron powder is 1:25).

Наиболее оптимальное значение величины напр женности магнитного пол находитс в пределах 30-80 Э. Если напр женность магнитного пол менее 30 Э, то образуютс цепочки микрогальванопар меньшей длины, что приводит к снижению величины потенциалов и соответственноThe optimal value of the magnitude of the magnetic field is in the range of 30-80 Oe. If the magnetic field is less than 30 Oe, then chains of microgalvanic pairs of shorter length are formed, which leads to a decrease in the magnitude of the potentials and, accordingly,

снижает эффект очистки. При напр женности более 80 Э резко уменьшаетс подвижность частиц железа, они группируютс в области полюсов магнита, длина цепочек уменьшаетс и эффект очистки снижаетс . Максимальна степень очистки наблюдаетс при напр женности магнитного пол 55 Э.reduces the cleaning effect. With a strength of more than 80 Oe, the mobility of iron particles decreases sharply, they group together in the region of the magnet poles, the length of the chains decreases, and the cleaning effect decreases. The maximum degree of purification is observed at a magnetic field strength of 55 Oe.

Использование изобретени позволит повысить степень очистки воды от щелочноземельных , т желых и цветных металлов, снизить расход электроэнергии в 1,4 - 1,9 раза по сравнению с известным способом, осуществить защиту водных ресурсов и охрану окружающей среды, а также сократитьThe use of the invention will allow to increase the degree of water purification from alkaline earth, heavy and non-ferrous metals, to reduce energy consumption by 1.4-1.9 times as compared with the known method, to protect water resources and environmental protection, and also to reduce

объем чистой воды на технологические процессы .the volume of clean water on technological processes.

Claims

Claims The method of purification of recycled and waste water, including water treatment sequentially in the anodic and cathodic chambers of a diffraction electrolyzer, characterized in that, in order to increase the degree of purification and reduce energy consumption, the anodic chamber is processed in a magnetic field of strength 30 80 Oe when copper sulfate and ferromagnetic metal powder are fed into it at a mass ratio of 1: 5-49.

Table 1

table 2

at

./

Table 3

Sludge water