SU1736947A1 - Способ очистки сточных вод от соединений серы и коллоидных примесей - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : с целью повышени  степени очистки сточных вод взаимодействие осуществл ют при соотношении диоксида серы к ионам железа, равном 1:(1,5-2,5), а очистку ведут при величине окислительно-восстановительного потенциала 0,29-0,44 В сначала при рН 4.2-5,5 до образовани  элементарной серы, а затем при рН 9,2-10,6. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к водоподготов- ке, в частности к очистке сточных вод от коллоидных и молекул рно-растворенных веществ.

Известны способы очистки сточных вод от дисперсных частиц путем физико-химических методов, включающих обработку химическими реагентами - коагул нтами и флокул нтами, с последующим отстаиванием , фильтрованием, аэрацией и др.

К недостаткам указанных способов относитс  низка  эффективность очистки от коллоидных частиц в присутствии растворенных органических и неорганических веществ, например в присутствии окисл ющихс  или восстанавливающихс  компонентов , кроме того, указанные физико-химические методы не позвол ют получить достаточно крупную фракцию,  вл ющуюс  основой очистки во всех названных способах.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ очистки технологических растворов и сточных вод от тиосоединений путем аэрации в кислой среде в присутствии ионов железа при 80-160°С в течение 0,5 - 2,5ч.

Недостатками указанного способа  вл етс  высока  температура процесса, котора  отрицательно вли ет на взаимодействующие смеси по влением процессов конвекции, снижающих, эффект удалени  коллоидных мелкодисперсных частиц, содержащих в основном ионы железа, и тем самым ухудшает очистку от соединений серы и ионов железа.

Цель изобретени  - повышение степени очистки.

Поставленна  цель достигаетс  путем взаимодействи  сточных вод, содержащих соединени  серы, с ионами железа, при соотношении диоксида серы к ионам железа, равном 1 : 1,5-2,5.

При этом очистку ведут при величине окислительно-восстановительного потенциVI

W Os

ю

-N VI

ала 0,29 - 0,44 В сначала при рН 4,2 - 5.5 до образовани  элементарной серы, а затем при рН 9,2- 10,6.

При этом происходит восстановление диоксида серы в элементарную серу и обра- зование новой твердой фазы. Процессы об- разовани  зародышей твердой фазы ускор ютс  в присутствии ионов двухвалентного железа. Формирующа с  нова  поверхность активно адсорбирует из воды коллоидные примеси и неорганические ионы, в результате чего достигаетс  эффект очистки.

При этом первоначально в объеме раствора протекает химическа  реакци . S4++Fe2+ + Fe3+ (1)

В кислой среде при рН 4,2-5,5 имеет место также электрохимическа  реакци ;

H2S03 + 4H+ + 4e 3H20 (2)

Окислительно-восстановительный по- тенциал (ОВП) такой системы составл ет 0,440 В. На поверхности электрода при подаче разности потенциалов на электродную пару происходит образование из растворенного в воде кислорода гидроксил-ионов: Оа + 2Н20+ 4е (3)

ОВП такого раствора составл ет 0,401 В.

Далее при рН 9,2 - 10,6 имеет место электрохимическа  реакци :

Fe(OH)2+H20 (OH)3+ Н++ е (4)

ОВП реакции составл ет 0,290-0,440 В.

В процессе очистки параметры рН и ОВП взаимосв заны, вместе с тем каждый из них выполн ет строго определенную функцию, вследствие чего необходим контроль отдельно каждого из параметров.

Способ осуществл ют следующим образом .

В емкость, оборудованную мешалкой и электродной парой, состо щей из платинового индикаторного электрода и хлорсереб- р ного электрода сравнени , подают сточные воды цеха приготовлени  сульфата железа (II) и сточные воды после башни ох- лаждени  диоксида серы при эквивалентном соотношении диоксида серы к ионам железа в пределах, указанных в качестве оптимальных. Определ ют окислительно- восстановительный потенциал и величину рН смеси, Перемешивание смеси осуществл ют в течение 5 мин, после чего наблюдают помутнение смеси. Далее к смеси добавл ют раствор гидроксида натри  и определ ют величину рН полученной смеси. Перемешивают в течение 5 мин, после чего наблюдают образование большого количества быстро оседающих хлопьев, отстаивают в течение 30 мин и определ ют качество

очищенной воды стандартными фотоколориметрическими методами.

Дл  реализации способа используетс  стандартна  электродна  система, состо ща  из платинового основного электрода и вспомогательного хлорсеребр ного электрода . Важной характеристикой способа  вл етс  то, что указанна  электродна  система служит дл  двух целей. С ее помощью можно измер ть ОВП (с помощью иономера), а также задавать необходимые величины электродных потенциалов (с помощью , например, потенциостата). Необходимые значени  рН контролируютс  обычным потенциометрическим методом (рН-метри ) и корректируютс  традиционными приемами (например, реагентными).

Необходимые величины ОВП достигаютс  путем создани  определенной разности потенциалов на указанной электродной паре, за счет чего происходит электролиз воды и образование компонентов, способствующих протеканию целевой реакции.

Пример1. В стекл нном сосуде, оборудованном мешалкой и электродной парой, состо щей из платинового индикаторного электрода и хлорсеребр ного электрода сравнени , смешивают по 1 л сточных вод цеха приготовлени  сульфата железа (II) и сточных вод после башни охлаждени  диоксида серы. Сточные воды цеха приготовлени  сульфата железа имеют следующие физико-химические показатели качества: содержание ионов железа 0,81 мг-экв/л, взвешенных веществ 11,4 мг/л, мутность 14,8мг/л, цветность 76 град. ХКШ, содержание кальци  3,7 мг-экв/л, магнит  2,9 мг- экв/л, натри  0,7 мг-экв/л, сульфатов 0,92 мг-экв/л, хлоридов 0,66 мг-экв/л, рН 8,2, Сточные воды после башни охлаждени  диоксида серы имеют следующие показатели: содержание ди оксида серы 0,425 мг-экв/л, взвешенных веществ 1,8 мгл, мутность 3,4 мг/л, цветность 39 град. ХКШ, содержание кальци  0.8 мг-экв/л, магни  0,5 мг-экв/л, натри  0,4 мг-экв/л, сульфатов 0,21 мг- экв/л- хлоридов 0,23 мг-экв/л, рН 2,1. При этом эквивалентное соотношение диоксида серы к ионам железа составл ет 1:1,9. Определ ют окислительно-восстановительный потенциал и величину рН смеси. ОВП составл ет 0,431 В, рН 5,6. Продолжают перемешивание в течение 5 мин, после чего прекращают и наблюдают помутнение раствора за счет образовани  элементарной серы . Добавл ют к смеси 3,2 мл 0,1 н. раствора гидроксида натри  и определ ют величину рН, котора  составл ет 9,8, Перемешивают жидкость в течение 5 мин. Затем отстаивают суспензию в течение 30 мин и определ ют в

освет енной воде мутность и цветность стандартными фотоколориметрическими методами; содержание железа - стандартным фотоколориметрическим методом с реактивом - сульфосалициловой кислотой, кальци  и магни  - стандартным трилоно- метрическим методом; натри  - ион-селективным потенциометрическим методом, хлоридов - стандартным меркуриметриче- ским методом; сульфатов - стандартным ве- совым методом. В осветленной воде мутность составл ет 0,2 мг/л (97,8%), цветность 7 град. ХКШ (87,8%), железо 0,004 мг-экв/л (99,0%), кальци  0,09 мг-экв/л (95,9%), магний ОЛ1 мг-экв/л (93,5 %), натрий 0,5 мг-экв/л (11,2 %), сульфаты 0,17 мг- экв/л (85,0%), хлориды 0,41 мг-экв/л (11,4 %). В скобках приведены степени очистки воды по каждому ингредиенту.

Другие примеры осуществлени  предлагаемого способа в за вл емых пределах и вне их приведены в таблице.

0

5

0

Сравнение результатов опытов по таблице показывает, что наибольша  интенсивность процесса очистки отмечаетс  в предлагаемом диапазоне парамтеров процесса , что свидетельствует об их оптимальности . При этом степень очистки от ионов железа повышаетс  на 17-20%, от коллоидных примесей на 30-35%, от сульфат-ионов на 35-40%.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ очистки сточных вод от соединений серы и коллоидных примесей путем их взаимодействи  с ионами железа, отличающийс  тем, что, с целью повышени  степени очистки, взаимодействие осуществл ют при соотношении диоксида серы и ионов железа 1 ; 1,5 - 2,5, а очистку ведут при величине окислительно-восстановительного потенциала 0,29-0,44 В сначала при рН 4,2-5,5 до образовани  элементарной серы, а затем при рН 9,2-10,6.