Спосіб очистки стічних вод від важких металів

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (19) (51)4 С 02 F 1/24, 1/64 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО И З О Б Р Е Т Ш Е М И ОТНРЬГТИЯМ ПРИ ГНИТ СССР р™ в віт і ^а^ц^^^ (21) 4061977/31-26 1 * (22) 25.04.86 (46) 07.12,89» Бюл. № 45 ( 7 ! ) Одесский инженерно-строительный институт (7?) ИаИьУткин, Е.П.Кулиненко и 0,БоМуратоБ (53) 663.632.54(088.8) (56) Кульский Л.Ап, Строкач П„П. Технология очистки сточных вод,, - Киев» 1981, с . Ї 12. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к технологии очистки воды коагуляцией и флотацией и может быть использовано для очистки природных вод на хозбытовые нужды удаленных малонаселенных мест, а также для очистки промышленных сточ ных вод, например, гальванического производства и сточных вод судов речного ч морского флотао Целью изобрете ния является повышение степени очистки , уменьшение влажно сти фло тируемо го осадка, а также упрощение способа,, Для осуществления способа подаваемую в отстойник сточную воду под избыточным давлением одновременно с введением коагулянта - солей железа - насыщают газами под избыточным давлением с последующим отводом через 25-30 с нерастворившихся газов„ Обработку коагулянтом и насыщение воды газами можно проводить, подвергая воду электролизу в двухэлектродном дисковом электрокоагуляторе, причем воду дополнительно насыщают воздухом в количестве 0,8-1% от расхода водыо Способ позволяет повысить эффективность очистки на 5-8% и получить осадок с влажностью 91,6-92% (по прототипу 99;,4%), что исключает в предлагаемом способе дополнительные операции по уплотнению осадка. 2 з . п 0 ф-лы, 2 табл о Изобретение относится к технологии очистки вод коагуляцией и сЬлотацией и может быть использовано для очистки природных вод на хозбытовые нужды удаленных мапонаселенных мест, а также для очистки промышленных сточных вод и сточных вод судов речного и морского флота е Цель изобретения - повышение с т е пени очистки воды, снижение влажности образующегося осадка и упрощение способа. Для осуществления способа обрабатываемую жидкость, например сточные воды гальванических производств, по дают по трубопроводу под избыточным давлением в отстойник,, При этом всю воду или часть (5-10% от всего расхода) подают по циркуляционному трубопро йоду, соединяющему налорный трубопровод и всасывающий патрубок насоса, на трассе которого установлен электрокоагулятор и эжектор для подсоса воздуха, причем целесообразно применять двухэлектродный дисковый электрокоагулятор (ЭК) с межэлектродным зазором не более 0,5 мм, что позволяет создать необходимую скорость воды в межэлектродном пространстве при ее небольшом расходе а Подсос воздуха через эжектор 11.27172 составляет 0,8-1,0% от количества перекачиваемой жидкости о Поступающие из циркуляционного трубопровода с жидкостью воздух, коагу- _ лянт и электролитические газы диспергируются и равномерно перемешиваются, что способствует быстрому растворению воздуха и газов в жидкости, подаваемой по трубопроводу под давлением в JQ отстойник„ Давление при этом насос создает от 1,1 до 2,5 кгс/см и выше в зависимости от условий последующей обработки осветленной жидкости» дом избыточных электролитических га зов из корпуса Э достигается полоК жительный эффект, а при 32 с эффект хуже, чем в известном способе (табл При уменьшении времени начала отвода газов с момента их ввода до 23 с, снижается эффект очистки от железа (опыты 1 и 5 ) . При этом повышается влажность осадка по сравнению с и з вестным способом. Объясняется это тем, что большая часть газов еще не Далее жидкость, насыщенная гидрок- 15 растворена и легко отводится*, В ресидами железа, являющимися коагулянзультате сточная жидкость и соответсттом, и растворенными в ней под давлевенно осадок насыщаются газами недонием газами, поступает в центральную статочно для полного окисления желетрубку вертикального отстойника, где за и для эффективного уплотнения осадпроисходит интенсивное хлопьеобразо- 20 ка. вание гидроксидов двух- и трехвалентЭффективность предлагаемого спосоного железа. Первоначально идет обраба зависит не только от времени пре.зование хлопьев гидроксидов двухвабывания сточной жидкости в ЭК, но и лентного железа, а затем трехвалентноот времени начала отвода газов с мого, которые образуются за счет его 25 мента их ввода Причем необходимо о продолжительного контакта с растворенпользоваться вторым условием, выполным равномерно во всем объеме осветнение которого обеспечивает более выляемой жидкости газообразным кислосокую эффективность как по степени родом Р очистки, так и vo степени уплотнения» Отстаивание жидкости с растворенны-^о Обуславливается это тем, что время начала отвода газов с момента их ввоми прд избыточным давлением газами да также ограничивает время пребываисключает флотацию и за счет продолния сточной жидкости в электрокоагужительного контакта этих газов с растляторе, так как невозможно начать отворенными загрязнениями обеспечивает водить из нее избыточные газы пока более полную очистку 0 В результате значительно повышается эффективность 35 она находится в межэлектродной пространстве ЭК, Кроме того, диапазон осветления жидкости. времени пребывания сточной жидкости В связи с тем, что хлопьеобразовав межэлектродном пространстве Э очень К ние происходит в объеме воды, в котоширок (0,1-30 с ) , поэтому, если отворой равномерно растворены газы, то ^ дить избыточные газы сразу, как тольони также в растворенном виде внедряко сточная жидкость прошла ЭК, при ются непосредственно в структуру хлоее малом времени пребывания в нем, пьев коагулянта, выпадающего в осадок о снижается эффект очистки и повышаетПоэтому накопленный в отстойнике осася влажность осадка„ док отводится непосредственно во фло- дс тационный илоуплотнитепь, где он упСокращение расхода воздуха менее лотняется за счет выделяющихся из не0,8% снижает эффект очистки из-за него в результате сброса давления гаполного окисления двухвалентного жезов» леза, увеличение до 1,2% не повышает эффект очистки от железа, а дальнейВыпадение хлопьев коагулянта при 5„ шее увеличение снижает эффект очистки удалении избыточных газов до момента за счет перенасыщения С газами„ В хлопьеобразования, при электрокоагу* Установлено, что предварительное ляции или введении коагулянтов, навведение коагулянта, а затем послепример, хлорного железа, происходит дующее насыщение жидкости воздухом через 25-30 сек после введения коагу55 способствует более быстрому образолянта . ванию гидроксидов и их слипанию с пуПри исследовании времени пребывазырьками воздуха ( г а з а ) , но не позвония сточной жидкости в Э установлеК ляет полностью удалить избыточные гано, что при 30 с с последующим выво 5 1527! 72 * зы, что существенно нарушает процесс в количестве 1,0% от расхода сточных отстаивания под избыточным давлением. вод* Введение коагулянта после насыщения Из электрокоагулятора сточную воду жидкости газами перед отстаиванием _ по трубопроводу под давлением подают под избыточным давлением, также нарув отстойник. Перед поступлением в отшает процесс отстаивания 0 стойник через 28 с с момента ввода в сточную воду электролитических газов Если в насыщенную газом сточную и воздуха из нее отводятся нераствожидкость вводят коагулянт, то часть газа при этом выделяется в виде пу- Ю рившиеся газы. Затем сточную воду отстаивают под избыточным давлением, зырьков, слипающихся с образующимися после чего выпавший осадок отводят гидроксидами, которые при поступлении из отстойника в емкость, где он подв отстойник че выпадают в осадок„ вергается флотационному уплотнению Таким образом, оптимальным приемом за счет выделившихся из него газов. введения коагулянта и газов в предла- (5 гаемом способе является их одновреОпыт 2. Обрабатываемую сточную воменный ввод в обрабатываемую сточную ду отбирают насосом и под давлением жидкость о Этот прием одинаково отно230 кПа подают в отстойник, С помощью сится как к электрокоагуляции (при эжектора, установленного на трубопроэлектрокоагуляции в жидкость одновре- 20 воде соединяющим напорный и всасываюменно вводят газы и коагулянт), так и щий патрубки, в сточную воду вводят к коагулированию солями железа ( I I ) , воздух в количестве 5% от расхода при одновременном вводе воздуха (гасточных вод'и раствор хлорного желез о в ) , только при электрокоагуляции за (II) с величиной рН. равной 6,8, дополнительно вводят воздух в коли- 25 и содержащего ионы Fe и Ife(0H)2. честве 0,8-1,0% от объема обрабатыКоличество раствора хлорного железа ваемой жидкости, для полного окислевводят в сточную воду из расчета ния железа ( I I ) . 100 мг/л ионов железа (II). При этом Независимо от того э какой из двух вариантов коагуляции по предлагаемому 30 способу осуществляется, его эффективность достигается за счет совокупности новых приемовt обеспечивающих процесс отстаивания, что, в свою очередь, обеспечивает повышение эффекта очист- « ки за счет более длительного пребывания pacTBODeHHbix газов в объеме обрабатываемой жидкости и, кроме того, исключаются операции по барботированию и затраты на дополнительное фло- 40 тационное уплотнение осадка„ П р и м е р » Очистке подвергают промывную сточную воду гальванического цеха с величной рН, равной 7,2, и концентрацией ионов шестивалентного Д5 хромз, цинка и меди (мг/л) соответственно 20, 28 и 22. Осуществляют два опыта (1 и 2) с применением предлагаемого способа и один опыт (3) с применением известно- 50 го способ а о I Опыт І . Обрабатываемую сточную воду отбирают из усреднителя насосом и под давлением 230 кПа подают в элект-55 рокоагулятор со стальным анодом, в котором она насыщается ионами железа ( I I ) в количестве 100 мг/ло Одновременно в сточную воду вводят воздух часть железа (II) (6Д мг/л) окисляется хромом (VI). Перед поступлением в отстойник сточной воды, через 28 с с момента ввода в нее воздуха нерастворившуюся его часть отводят. Затем сточную воду отстаивают под избыточным давлением, после чего скопившийся осадок отводят в емкость, где он подвергается флотационному уплотнению за счет выделившегося из него в результате сброса давления воздуха. Опыт 3. В обрабатываемую сточную воду вводят раствор хлорного железа (II) с величиной рН, равной 6,8, и содержащего ионы Fe и fe(OH)^. Количество хлорного железа вводят в сточную воду из расчета 100 мг/л ионов железа (II). Затем сточную воду аэрируют барботажем до полного перевода железа (11)в железо (III), часть которого (64 мг/л) окисляется хромом (VI)1 Продолжительность аэрации 4 мин* После этого сточную воду под давлением 230 кПа подают в отстойник, где ее отстаивают, а затем выпавший осадок отводят в емкость, где он подвергается дополнительно гравитационному уплотнению. Результаты опытов табл, 2„ приведены в 527172 Как видно из полученных данных постойник, обработку коагулянтом - сбложительный эффект достигается как с лями железа, отстаивание жидкости применением коагупяцил коагулянтом, иод избыточным давлением с последуютак и с применением электрокоагулящим отделением образующегося осадка ции. Обуславливается это тем, что флотацией, о т л и ч а ю щ и й с я эффективность предлагаемого способа тем, что, с целью повышения степени зависит не от вида коагуляции, а от очистки воды, снижения влажности осадодновременности ввода в сточную воду ка и упрощения способа, обработку жидкости коагулянта и газов при свое- ю коагулянтом проводят с одновременным временном удалении нерастворившихся введением газов под избыточным давлегазов через 25-30 с после ввода» Это нием и отводом через 25~30 с нерастобеспечивает повышение эффективности ворившихся газов» очистки сточной жидкости, а также 2, Способ по п , 1 , о т л и ч а ю исключение операции по барботированию 15 щ и й с я тем* что обработку коагуи затрат,на флотационное уплотнение лянтом и насыщение воды газами провоосадка, причем образуется осадок меньдят, подвергая ее электрояьзу в двухшей влажности. злектродном дисковом электрокоагуляторе * 3» Способ по пп а 1 и 2, о т і и Формула и з о б р е т е н и я 20 чающийся тем, что обрабатываемую в электрокоагупяторс воду насыща!„ Способ очистки сточных вод от ют воздухом в количестве 0,8-1% от тяжелых металлов, включающий подачу расхода воды. воды под избыточным давлением в отТ а б л и ц а Способ обработки Пред Кввестмый Опыт Время пребывания в ЭК, 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Цинк Медь ,2 ,3 2^0 2,1 2,0 Иелеэг 94,2 91,8 э',8 ,3 ,2 '•,3 3,7 4,2 4,3 4,0 4,0 8,3 4,4 4,0 4.0 8,2 8,6 1.9 1,9 2,0 5,9 5,8 5,8 99,4 99,3 99,4 91,7 91,6 93,3 91,7 91,6 91,7 91,6 Т а б л и ц а 2 Концентрация ионов ме- Влажность таллов, мг/л, посче осадка. очистки Хром (III) 1 2 3 ПОСЛе ОЧНСТКіі, МІ*/л 3,6 1,2 КЗ 1Т3 3.7 А,0 30,0 32,0 Опыт Концентрации ионов металлов 1,3 1,2 23,0 25 0 30,0 32,0 23,0 25,0 30,0 33,0 33,0 30,0 30,0 30,0 30,0 32,0 10 11 12 Время начала отвода газон с момента их ввода, с 1 Влажность осац 0,7 0,9 !,3 Цинк 1,0 1,2 2,0 Медь Железо _„ 1,1 1,8 4.1 6.2 91,6 92,0 99,4 Редактор Н0Яцола Составитель Л„Аианьева Техред М.Ходанич Корректор Т.Палий Заказ 7472/30 Тираж 828 Подписное БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР і І iO35 s Москва,, Ж-ЗЬ, Раушская к а б . , д : 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г„Ужгород, ул, Гагарина,101