Спосіб електролітичного очищення стічних вод від органічних речовин

1. Спосіб електролітичного очищення стічних вод від органічних речовин шляхом пропускання через воду електричного струму при додаванні реагентів, що підвищують електропровідність, який відрізняється тим, що як реагенти, що підвищують електропровідність, використовують залізний купорос, який додають у воду в кількості 30-50 мг3 екв/дм та гідроксид натрію, який додають в кількості від 1,0 до 1,1 від дози залізного купоросу, після чого воду перед пропусканням через неї електричного струму піддають механічному очищенню. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пропускання через воду електричного струму здійснюють при щільності струму, рівень якої встановлюють в межах 100 < і  900, де i - щільність 2 струму, А/м . 3. Спосіб за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що воду в міжелектродному просторі перемішують за допомогою стисненого повітря. UA (21) a200905274 (22) 27.05.2009 (24) 25.05.2011 (46) 25.05.2011, Бюл.№ 10, 2011 р. (72) СТАЛІНСЬКИЙ ДМИТРО ВІТАЛІЙОВИЧ, ВАРНАВСЬКА ІРИНА ВІКТОРІВНА, ЕПШТЕЙН СЕМЕН ЙОСИПОВИЧ, МУЗИКІНА ЗОЯ СЕМЕНІВНА, ЯЦКОВ МИКОЛА ВАСИЛЬОВИЧ (73) УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВОТЕХНІЧНИЙ ЦЕНТР З ТЕХНОЛОГІЇ ТА ОБЛАДНАННЯ, ОБРОБКИ МЕТАЛІВ, ЗАХИСТУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ТА ВИКОРИСТАННЯ ВТОРИННИХ РЕСУРСІВ ДЛЯ МЕТАЛУРГІЇ ТА МАШИНОБУДУВАННЯ "ЕНЕРГОСТАЛЬ" (56) Краснобородько И.Г. Деструктивная очистка сточных вод от красителей. – Л., 1988. – С. 84 RU 2004104462, 27.06.2005, A RU 2141455, 20.11.1999, C1 RU 2286949, 27.05.2005, C2 RU 93025598, 10.12.1995, A SU 1224269, 15.04.1986, A1 CA 2282233, 07.04.2000, A1 GB 859417, 25.01.1961, A C2 2 (19) 1 3 барвників (Краснобородько И.Г. Деструктивная очистка сточных вод от красителей. - Л., 1988. - С. 84 абз. 2, С. 106 абз. 1), що включає пропускання через воду електричного струму впродовж 2 хв. за 2 оптимальної щільності струму 100 А/м з додаванням у воду хлористого натрію (NaCl) у кількості 3 2 г/дм , який виконує функцію реагенту, який підвищує електропровідність. До недоліків прототипу можна віднести те, що показник ефективності такого способу за мінералізацією органічних речовин перебуває на низькому рівні та становить 55-57%. Крім того, при електролітичному очищенні стічних вод, які містять NaCl, відбувається утворення токсичних хлорорганічних речовин, що обумовлює необхідність наступного дехлорування такої води, а це, в свою чергу, ускладнює та підвищує вартість способу за прототипом. В основу об'єкта, що заявляється, поставлена технічна задача створити такий спосіб для електролітичного очищення стічних вод від органічних речовин, який за рахунок удосконалень шляхом ведення нової сукупності дій та режимів їхнього виконання дозволяє забезпечити досягнення технічного результату, який полягає у підвищення ефективності очищення стічних вод від органічних речовин електролітичним способом при економії електроенергії та запобіганні утворенню токсичних хлорорганічних сполук. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі електролітичного очищення стічних вод від органічних речовин, який включає пропускання через воду електричного струму при додаванні реагентів, що підвищують електропровідність, згідно з технічним рішенням, що заявляється, як реагент, що підвищує електропровідність, використовують сірчанокислий натрій Na2SO4, який одержують безпосередньо в стічних водах шляхом додавання в них залізного купоросу FeSO4 3 у кількості 30-50 мг-екв/дм і гідроксиду натрію NaOH у кількості від 1,0 до 1,1 дози залізного купоросу, після чого стічні води піддають механічному очищенню з наступним пропусканням через неї електричного струму. В окремих випадках здійснення спосіб, що заявляється, може характеризуватися тим, що: - пропускання через воду електричного струму здійснюють при щільності струму, рівень якої встановлюють в межах 100< i 900, де і - щільність 2 струму, А/м ; - стічні води в міжелектродному просторі перемішують за допомогою стисненого повітря; - стічні води в процесі додавання в них залізного купоросу та гідроксиду натрію перемішують за допомогою стисненого повітря. Одержання сірчанокислого натрію в стічних водах з метою його використання, замість хлористого натрію, як реагенту, що підвищує електропровідність під час проведення електролітичного очищення, а саме, під час пропускання через стічні води електричного струму із щільністю струму, що заявляється, забезпечує загальне підвищення ефективності очищення стічних вод від органічних речовин електролітичним способом при економії 94629 4 електроенергії та запобіганні утворенню токсичних хлорорганічних сполук. При електролізі стічних вод, в які попередньо був доданий хлористий натрій, відбуваються такі реакції: + (1) Н2О  H + ОН + (2) NaCl  Na + Сl (3) 2OH - 2е  Н2O + О (на аноді) (4) 2Сl - 2е  Сl2 (на аноді) (5) Сl2 + Н2O  НСl + НОСl (6) НОСl  НСl + О + НОСl  H + ОСl (у лужному середовищі) (7) (8). ОСl  Сl + O Атомарний кисень, що виділяється на аноді в результаті реакції (3) і в повному об'ємі води за реакціями (6) і (8) окислює органічні речовини, які містяться у воді, та знижує ХСК, яке є узагальненим показником кількості органічних забруднень у стічних водах. При електролізі стічних вод, в яких попередньо був отриманий сірчанокислий натрій (замість попереднього додавання хлористого натрію) шляхом додавання в стічні води залізного купоросу та гідроксиду натрію, відбуваються такі реакції: + 2Na2SO4  2Na + SO4 (9) + H + SO4  HSO4 (10). Іони HSO4 на аноді утворюють надсірчану (пероксодисірчану) кислоту, яка, в свою чергу, є сильним окислювачем. При цьому відбуваються такі реакції: 2HSO4 - 2е  H2S2O8 (на аноді) (11) H2S2O8 + 2Н2O  2Н2S2O8 + Н2O2 (12). Як відомо, пероксид водню Н2O2 також є сильним окислювачем. Таким чином, додавання в стічні води залізного купоросу та гідроксиду натрію призводить до утворення у воді сульфату натрію, при цьому присутність у воді в процесі електролізу сульфату натрію забезпечує утворення у воді двох сильних окислювачів (пероксодисірчаної кислоти та пероксиду водню), які найбільш ефективно виконують функцію з окислювання органічних забруднень, що перебувають у стічних водах. Одержання сірчанокислого натрію шляхом введення залізного купоросу та гідроксиду натрію в стічні води перед пропусканням через них електричного струму дозволяє одержувати в стічних водах сульфат натрію та гідроксид заліза (II) (Fe(OH)2), який, в свою чергу, за рахунок кисню, що утримується в стічних водах, або за рахунок перемішування (продувки) стічних вод стисненим повітрям (в окремих випадках здійснення способу, що заявляється) частково або повністю окислюється до гідроксиду заліза (III) (Fе(ОН)3). Обидва різновиди гідроксидів адсорбують на собі більшу частину органічних речовин і забруднень, які утримуються в стічних водах, що призводить до зниження концентрації забруднень у стічних водах перед початком пропускання через них електричного струму (в порівнянні зі способом додавання в стічні води сірчистого натрію (Na2SO4) у вигляді готового реагенту), а також після пропускання через стічні води з реагентами, які підвищують електропровідність, електричного струму. Все це забезпечує підвищення ефективності процесу 5 електролітичного очищення в цілому при економії електроенергії та запобіганні утворенню токсичних хлорорганічних сполук. Додавання в стічні води залізного купоросу 3 (FeSO4) у кількості 30-50 мг-екв/дм дозволяє забезпечити найбільш ефективні умови для підвищення електропровідності стічних вод під час пропускання через них електричного струму, що, в свою чергу, сприяє підвищенню ефективності електролітичного очищення в цілому. Додавання в стічні води залізного купоросу 3 (FeSO4) у кількості менше за 30 мг-екв/дм не дозволить створити в стічних водах необхідний рівень електропровідності для забезпечення їхнього ефективного електролітичного очищення. Додавання в стічні води залізного купоросу 3 (FeSO4) у кількості більше за 50 мг-екв/дм призведе до збільшення солевмісту в стічних водах без підвищення ефективності електролітичного очищення в цілому. Додавання в стічні води гідроксиду натрію (NaOH) у кількості від 1,0 до 1,1 дози залізного купоросу дозволяє забезпечити найбільш сприятливі умови для утворення в стічних водах гідроксиду заліза та забезпечити необхідну для ефективного очищення лужність середовища. Додавання в стічні води гідроксиду натрію (NaOH) у кількості менше за 1,0 дозу залізного купоросу не дозволить забезпечити належну лужність середовища, погіршить умови для ефективного утворення в стічних водах сульфату натрію, що, в свою чергу, призведе до зниження ефективності очищення в цілому. Додавання в стічні води гідроксиду натрію (NaOH) у кількості більше за 1,1 дози залізного купоросу призведе до перевитрати реагенту та до надлишкової лужності середовища, що, в свою чергу, вимагатиме наступного додаткового введення кислоти для корегування рН. Здійснення механічного очищення стічних вод, яке включає, наприклад, відстоювання стічних вод після введення в них залізного купоросу та гідроксиду натрію та наступне їхнє фільтрування, наприклад через зернисте завантаження перед пропусканням через них електричного струму, забезпечує видалення зі стічних вод осаду, що утворюється, а саме, пластівців Fe(OH)2 і Fе(ОН)3 з адсорбованими на них забрудненнями, що, в свою чергу, забезпечує високий ступінь очищення під час наступного процесу електролізу при підвищенні ефективності очищення в цілому. Здійснення електролітичного очищення стічних вод при додаванні в них за винаходом залізного купоросу і гідроксиду натрію та зі щільністю електричного струму, рівень якої встановлюють в 2 межах 100