Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ - Патент РФ 2142918
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к технологии очистки промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов, в том числе и от хрома (VI). Для осуществления способа сточную воду, содержащую ионы тяжелых металлов и хрома (VI), подвергают гальванохимической обработке в одну ступень с последующей корректировкой рН, нагреванием, вьщерживанием при повышенной температуре и отделением малообъемного тонкодисперсного кристаллического осадка. Способ обеспечивает уменьшение объема отделяемого осадка при сохранении высокой эффективности очистки, а также снижение вымываемости ионов тяжелых металлов из осадка.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2142918
Класс(ы) патента: C02F1/62, C02F1/46
Номер заявки: 98109241/12
Дата подачи заявки: 15.05.1998
Дата публикации: 20.12.1999
Заявитель(и): Курский государственный технический университет
Автор(ы): Харзеева С.Э.; Мальцева В.С.
Патентообладатель(и): Курский государственный технический университет
Описание изобретения: Изобретение относится к технологии очистки промышленных сточных вод, а именно к способам очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, в том числе хрома (VI).
Для очистки промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов широко используются реагентные, электрокоагуляционные и гальванокоагуляционные способы. Они основаны на введении в сточные воды коагулянтов (ионов железа (II), железа (III), алюминия) в виде химических реагентов или за счет анодного растворения соответствующих металлов. Очистка сточных вод достигается в результате образования малорастворимых гидроксидов тяжелых металлов в присутствии коагулянта, отстаивания и отделения гидроксидного осадка.
Предложены эффективные гальванокоагуляционные способы очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и хрома (VI), при осуществлении которых генерирование ионов коагулянта происходит в результате работы гальванических пар из двух разнородных металлов в среде электролита (сточной воды).
Так, известен способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и хрома (VI) путем обработки их в стружечном реакторе, который представляет собой вращающийся барабан с помещенной в него стальной и медной стружкой в массовом соотношении 3: 1 [Н.И. Бунин. Обезвреживание отработанных электролитов гальванических производств в стружечных реакторах. Матер. семин. /Охрана окруж. среды от отходов гальванич. пр-ва. Моск. ДНТП - М, 1990, с. 60-64/. Эффективность очистки указанным методом зависит от состава сточных вод; после отделения осадка требуется доочистка фильтрата в реакционных камерах с подачей электрогенерированного железа (II).
Предложен гальванохимический способ очистки природных и сточных вод от ионов тяжелых металлов путем обработки воды на смеси титановой и стальной стружки (в соотношении по объему стружки 4:1). Обрабатываемая вода усредняется, подкисляется до pH 1,5 - 2,0 и обрабатывается в стружечном реакторе, причем соотношение объема воды и восстановителя должно составлять 1:1. Для интенсификации процесса восстановления производится перемешивание (барботаж воздуха, а последующая обработка воды включает нейтрализацию, отделение осадка и его кондиционирование на стандартном оборудовании. [Н.Е.Коробчанская, А.Ю.Шостенко, Р.В.Вергунова. Замкнутая система водоснабжения гальванического производства - эффективный фактор охраны окружающей среды от отходов гальванического производства. Матер. семин. /Охрана окруж. среды от отходов гальванич. пр-ва. Моск. ДНТП-М, 1990, с. 30-35.] Предложенная схема позволяет, по сравнению с очисткой с использованием алюминиевой и стальной стружки, уменьшить объем осадка и ускорить процесс его отстаивания.
Предложен способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и хрома (VI) путем гальванохимической обработки в две ступени с различными материалами гальванических пар, отстаиванием на каждой ступени и раздельным регулированием pH на каждой ступени очистки [С.Э.Харзеева, Л.И.Гень. Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. Патент РФ N 2061660, регистр. 10.06.1996] - прототип. Известный способ включает использование на первой ступени обработки гальванического элемента из смеси железной и медной стружки, а на второй ступени - смеси алюминиевой и медной стружки и корректировку pH сточной воды перед обработкой до 2,0 - 5,0, перед отстаиванием на первой ступени очистки - до 8,9 - 9,3, а после отделения осадка и обработки по второй ступени очистки - до 6,5 - 7,0.
Недостатком всех перечисленных методов является образование больших объемов гидроксидных осадков, имеющих высокую влажность (до 80%) и низкие фильтрационные свойства. Как правило, осадки складируются в шламонакопителях или на городских полигонах. При хранении осадков под воздействием атмосферных и грунтовых вод возможно попадание токсичных ионов металлов в водоемы и подземные горизонты вод.
Задачей настоящего изобретения является уменьшение объема осадка при сохранении высокой эффективности очистки, снижение вымываемости ионов тяжелых металлов из осадка и повышение экологической безопасности очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов.
Для решения этой задачи предлагается обработка сточной воды в поле гальванического элемента, включающая отстаивание и отделение осадка, отличающаяся тем, что после гальванохимической обработки в одну ступень стадия отстаивания представляет собой технологический процесс, включающий корректировку pH до 6,9 - 7,3, нагревание до 90 -95 градусов Цельсия, выдерживание при этой температуре в течение 7 - 10 мин и отделение образовавшегося малообъемного кристаллического осадка. Такая обработка обеспечивает эффективную очистку смешанных стоков, содержащих ионы тяжелых металлов и хрома (VI). При этом высокая эффективность очистки достигается за счет протекания совокупности саморегулирующихся электрохимических и химических процессов, что обеспечивает и достижение оптимальных условий ферритообразования при проведении процесса отстаивания по предлагаемой технологии.
Предлагаемый способ очистки сточных вод заключается в том, что сточную воду, содержащую ионы тяжелых металлов и хрома (VI), при pH 2,0 - 5,0 обрабатывают в поле гальванического элемента, образованного смесью железной и медной стружек в соотношении по массе 4:1 в течение 10-12 мин, после чего доводят pH до 6,9 - 7,3, нагревают до 85 - 95 градусов Цельсия, выдерживают при этой температуре в течение 7-10 мин и отделяют образовавшийся кристаллический осадок. Высокая эффективность очистки предлагаемым способом подтверждается опытами по обработке модельных и реальных сточных вод гальванического производства от ионов тяжелых металлов и хрома (VI).
Примеры выполнения способа.
Пример 1. Обработке по указанному способу подвергали модельный раствор следующего состава (мг/л): Cr (VI) - 25,0; Cr(III) - 37,5; Fe (III) -85; Cu (II)- 5,0, Zn (II) -15; Cd (II)- 17,5; Ni (II) - 5,0; NH4+ - 12,5. pH раствора довели до 2,8 добавлением хлористоводородной кислоты. Приготовленный раствор подвергли гальванохимической обработке в течение 10 мин в поле гальванического элемента из железной и медной стружки (массовое соотношение 4:1) путем пропускания через стружечный фильтр. Затем довели pH обработанного раствора до 7,3 раствором щелочи, нагрели обработанный раствор до 90-95 градусов Цельсия и выдержали при указанной температуре в течение 7 мин, после чего отделили образовавшийся в виде тонкодисперсного магнитного порошка осадок фильтрованием. В фильтрате ионы Cr(VI) и других указанных металлов не обнаружены.
Пример 2. Приготовлен модельный раствор состава, мг/л: Cr(VI) - 65; Fe (III) -170; Cu (II) - 10; Zn (II) - 30; Ni (II) - 10, Cd (II) - 35; NH4+ - 25. pH исходного раствора довели добавлением хлористоводородной кислоты до 2,05 и подвергли гальванохимической обработке по примеру 1. После обработки раствор, имеющий pH 5,25, нейтрализовали раствором щелочи до pH 6,9. Довели температуру обработанного раствора до 85-90 градусов Цельсия и выдерживали при этой температуре в течение 10 мин, затем образовавшийся тонкодисперсный порошок отделили фильтрованием. После его отделения в фильтрате обнаруживаются железо (II) и железо (III) в следовых количествах, остальные ионы тяжелых металлов не обнаруживаются.
Пример 3. Обработке по примеру 1 подвергали сточную воду гальванического производства ПО "Электроаппарат", содержащую, мг/л: Cu (общий) - 62,0; Cr(VI) - 34,0; Fe (общее) - 89,5; Cu (II) - 13,8; Ni (II) - 1,96; Zn (II) - 30,0; Cd (II) - 5,42 Сточную воду указанного состава с pH 3,0 без дополнительной корректировки pH подвергали очистке по примеру 1. Образовавшийся осадок в виде тонкодисперсного магнитного порошка отделяли фильтрованием. В фильтрате указанные ионы не обнаружены.
По сравнению с прототипом, при использовании которого в результате очистки получается объемистый гидроксидный осадок, предлагаемый способ позволяет резко сократить объем осадка и получить его в виде тонкодисперсного малообъемного кристаллического порошка. Полученный осадок устойчив к вымыванию. При выдерживании его в водном растворе при pH 5,0 в течение нескольких часов при постоянном перемешивании ионы тяжелых металлов в декантате не обнаруживаются.
Использование предлагаемого способа позволит проводить эффективную очистку сточных вод гальванических и других производств от ионов тяжелых металлов и хрома (VI), при этом не требуется предварительного разделения стоков, сокращается время обработки, многократно уменьшается объем осадков, предотвращается возможность попадания токсичных ионов тяжелых металлов в водоемы и грунтовые воды, возрастает экологическая безопасность производства.
Формула изобретения: Способ очистки промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов, включающий обработку их в поле гальванического элемента с последующим отстаиванием и отделением осадка, отличающийся тем, что гальванохимическую обработку проводят в одну ступень с использованием смеси железной и медной стружки, а стадия отстаивания представляет собой процесс, включающий корректировку pH до 6,9 - 7,3, нагревание до 85 - 95oC, выдерживание при указанной температуре в течение 7 - 10 мин и отделение малообъемного тонкодисперсного кристаллического осадка.