Спосіб очищення стічних вод від фтору

Реферат: Спосіб належить до галузі водопідготовки і може бути використаний в хімічній промисловості, наприклад, при виробництві мінеральних добрив. Спосіб очищення промислових стічних вод від фтору досягається шляхом обробки вапняним молоком і розчином Al2(SO4)3 в суміші з 4 4 феромагнітними елементами в змінному електромагнітному полі напруженістю 9·10 -19·10 А/м. Винахід дозволяє досягти глибокого ступеня очищення стічних вод від фтору при зменшенні тривалості обробки та витрати реагентів. UA 106814 C2 (12) UA 106814 C2 UA 106814 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Запропонований винахід належить галузі до галузі водопідготовки, зокрема до способів очищення стічних вод від фтору шляхом нейтралізації та їх знефторювання і може бути використаний в хімічній промисловості, наприклад, при виробництві мінеральних добрив. Відомі способи очищення стічних вод від фтору шляхом обробки їх вапняним молоком [1], шляхом добавки гідроксиду кальцію та нейтралізацією неорганічною кислотою [2]. Недоліком зазначених способів є невисокий ступінь очищення, значна тривалість процесу, а також велика витрата реагентів. В основу винаходу поставлена задача інтенсифікації технологічного процесу очищення стічних вод від фтору, скорочення витрати реагентів, а також підвищення якості очищення, шляхом обробки стічних вод спочатку з вапняним молоком при рН 8-10, а потім з розчином сульфату алюмінію тривалентного (Аl2(SО4)3) при рН 4,6-5,6 в суміші з феромагнітними 4 4 елементами в змінному електромагнітному полі (ЕМП) напруженістю 9·10 …19·10 А/м. Як джерело змінного ЕМП використовується індуктор обертового ЕМП, який при дослідженнях підключався до мережі змінного струму через регулятор напруги. Як феромагнітні елементи можуть використовуватись частинки циліндричної форми, виготовлені із сталі Св08Г2С з діаметром 1,5-2,0 мм та довжиною 15-20 мм. Інтенсифікація процесу нейтралізації та осадження CaF2 в зазначених умовах обробки, а також доочищення з використанням Al2(SO4)3 досягається за рахунок інтенсивного перемішування та підвищення активності Са, а також Аl(ОН) 3, який утворюється внаслідок гідролізу Al2(SO4)3 та дії електромагнітного поля в середовищі, що обробляється в суміші з феромагнітними елементами в ЕМП. Таким чином, в робочій камері, за рахунок динамічної взаємодії феромагнітних елементів має місце додаткове диспергування СаО і підвищення активності СаО та Аl(ОН)3, що призводить до зменшення витрати реагентів, а електромагнітна обробка дозволяє покращити умови утворення осаду СаF2 і сорбції іонів F гідроксидом Аl(ОН) 3 та освітлення води. Інтенсивне перемішування компонентів і обробка в електромагнітному полі в суміші з феромагнітними елементами призводить до ефективного проходження хімічних і фізичних процесів. В робочій камері при співударах та внаслідок тертя феромагнітних елементів між ними виникає різниця потенціалів, що призводить до електролізу. Зазначені фактори дозволяють значно зменшити витрату реагентів і практично довести до стехіометричного значення, а також досягти ефективного видалення фтору і одержати стічні 3 води з вмістом фтору, що не перевищує норми ГДК (0,9-1,5 мг/дм ). Нижче наведені приклади реалізації заявленого винаходу. 3 Приклад 1. Промислова стічна вода виробництва суперфосфату в кількості 0,5 дм заливалась в робочу камеру з феромагнітними елементами із сталі Св08Г2С діаметром 1,5 мм та довжиною 15 мм в кількості 200 г, яка розташовувалась в індукторі обертового ЕМП. Одночасно в робочу камеру заливався 10 % розчин вапняного молока в необхідній кількості в перерахунку на СаО. Обробка компонентів забезпечувалась при відповідній напруженості ЕМП. Результати досліджень ефективності очищення стічної води на першій стадії наведені в таблиці 1. Після обробки стічної води з вапняним молоком в робочу камеру добавлявся розчин Al2(SO4)3. Результати доочищення представлені в таблиці 2. Приклад 2. Спосіб реалізовано в промислових умовах при безперервному ведені процесу. Стічні води з відповідною швидкістю подавались через робочу камеру діаметром 76 мм з феромагнітними елементами із сталі Св08Г2С діаметром 2,0 мм, довжиною 20 мм і масою 200 г. Одночасно в робочу камеру відповідно до винаходу подавалось 5 %-не вапняне молоко. Після обробки стічна вода разом з розчином Al2(SO4)3 направлялась в іншу робочу камеру, де підлягала обробці за тих же умов. Результати досліджень представлені в таблиці 3. 4. 1 UA 106814 C2 Таблиця 1 Дослідження ефективності очищення стічної води відповідно до винаходу Характеристика води Стан води після обробки вміст Умови обробки концентрація витрата вапняного молока напружевідповідно до тривалість ність ЕМП, рН фтору, фосфатів, фтору, фосфатів, рH стехіометричного обробки, с 3 3 3 3 А/м мг/дм мг/дм мг/дм мг/дм значення, % 7,0 25,0 27,0 8,1 15,0 сліди 4 100 12·10 1,0 9,2 12,0 відсут 1375 4500 3,3 10,0 10,0 відсут 11,0 7,0 відсут 4 90 19·10 1,0 10,0 14,0 відсут 4 110 9·10 1,0 11,0 11,0 відсут Таблиця 2 Дослідження ефективності доочищення стічної води відповідно до винаходу Характеристика води Умови обробки концентрація 3 фтору, мг/дм рН витрати Al2(SO4)3 мг/мг фтору 15,0 12,0 10,0 8,1 9,2 10,0 12-20 напруженість ЕМП, А/м 12·10 4 тривалість обробки, с 1,0 Вміст фтору в воді 3 рН після обробки. мг/дм 5,5 5,0 4,7 1,5 0,7 0,5 Таблиця 3 Дослідження ефективності очищення стічних вод відповідно до винаходу Характеристика води Характеристика води після обробки концентрація Умови обробки з вапняним молоком концентрація Витрата вапняного молока відповідно до фтору, фосфатів, рН стехіометричного 3 3 мг/дм мг/дм значення, % 750 4500 3,0 100-110 1500 6500 2,0 100-110 швидкість напружепотоку через ність ЕМП, робочу А/м камеру, м/с 0,30 0,49 4 12·10 0,60 0,73 0,30 4 12·10 0,49 0,60 5 2 рH 8,64 8,85 2,20 8,10 10,00 10,30 11,05 фтору фосфатів, 3 3 мг/дм мг/дм 16,0 11,0 18,0 19,0 10,0 9,2 7,1 відсут відсут відсут відсут відсут відсут відсут UA 106814 C2 Таблиця 4 Дослідження ефективності очищення стічних вод відповідно до винаходу Характеристика води після обробки з вапняним молоком Умови обробки з Al2(SO4)3 Характеристика води після обробки витрата швидкість потоку напруженість 3 Al2(SO4)3 через робочу рН вміст фтору, мг/дм ЕМП, А/м мг/мм фтору камеру, м/с 8,1 0,73 5,6 1,6 4 8,85 17-20 12·10 0,49 5,02 0,72 10,0 0,3 4,8 0,6 концентрація фтору, рН 3 мг/дм 19,0 11,0 10,0 5 10 Дані таблиці 1-4 свідчать, що запропонований спосіб забезпечує високу якість очищення стічних вод від фтору, дозволяє зменшити витрату вапняного молока і Al 2(SO4)3, тривалість процесу очищення, що дає можливість безперервного ведення процесу. Джерела інформації: 1. Проскуряков В.А. Очистка сточных вод в химической промышлености / В.А. Проскуряков, Л.И. Шмидт. - М.: Химия, 1977. 2. А.с. № 789413 /СССР/ Способ очистки сточных вод производства фтористих солей от фтора /Л.В. Ракчеева, Л.Г. Афанасьева, Г.Е. Бабушкина и др. /опубл. Бюл. 1980 № 47. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 1. Спосіб очищення стічних вод від фтору шляхом обробки вапном, солями алюмінію, який відрізняється тим, що стічні води з вапняним молоком і розчином Al 2(SO4)3 в суміші з феромагнітними елементами обробляють в змінному електромагнітному полі напруженістю 4 4 9·10 -19·10 А/м. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що процес проводять спочатку при рН 8-10, а потім при рН 4,6-5,6. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що витрата вапняного молока по СаО складає 100-110 % стехіометричного значення, a Al2(SO4)3 - 15-20 мг/мг фтор-іона. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2