Способ очистки сточных вод

 

Изобретение относится к электрохимическим способам очистки сточных вод, содержащих соединения щелочноземельных металлов от органических примесей, и может быть использовано в химической промышленности. Цель изобретения - снижение энергозатрат. В способе очистки сточных вод, содержащих соединения щелочноземельных металлов, от органических примесей в присутствии хлор-ионов и при повышенной температуре процесс ведут в анодном пространстве диафрагменного электролизера, подавая в катодное пространство раствор соединений переходных металлов в количестве 0,05 - 0,5 кг/м<SP POS="POST">3</SP> в пересчете на металл. В качестве соединений переходных металлов используют хлориды железа, кобальта, никеля и меди. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО(1ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И> (51)4 С 02 F 1/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4260651/23-26 (22) 11.06.87 (46) 07.12.89, Бюл, У 45 (71) Стерлитамакское производственное объединение Каустик (72) В.E.Çÿáëèöåâ, 1 1.П.Зяблицева и О.К,Камалов (53) 628.543(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

NI 916418, кл. С 02 F 1/46, 1976, Авторское свидетельство СССР

1(821409, кл, С 02 F 1/46, 1981. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД (57) Изобретение относится к электрохимическим способам очистки сточных вод, содержащих соединения щелочноземельных металлов, от органичесИзобретение относится к электрохимическим способам очистки сточных вод, содержащих соединения щелочноземельных металлов, от органических примесей (таких как, хлорорганических, аэотсодержащих) и может быть использовано преимущественно в химической промьппленности.

Цель изобретения — снижение энергозатрат.

Способ осуществляется следующим образом.

Электрохимическую очистку проводят в электролизере с разделенными электродными пространствами при помощи диафрагмы, позволяющей осуществлять перенос ионов в направлении действия силовых линий электрического поля (например, пористой, керамической), обеспечивающей перенос ионов иэ одного ких примесей, и может быть использовано в химической промышленности.

Цель изобретения — снижение энергозатрат. В способе очистки сточных вод, содержащих соединения щелочноземельных металлов, от органических примесей в присутствии хлор-ионов и при повышенной температуре процесс ведут в анодном пространстве диафрагменного электролизера, подавая в катодное пространство раствор соединений переходных металлов в количестве

0,05-0,5 кг/м в пересчете на металл, з

В качестве соединений переходных металлов используют хлориды железа, кобальта, никеля и меди. 1 з.п.ф-лы, 3 табл, t электродного пространства в другое, Сточная вода, содержащая соединения щелочноземельных металлов и органические, хлорорганические и азотсодержащие органические примеси, поступает в анодное пространство электролизера, В катодное пространство подают раствор соединений переходных металлов (например, хлорида кобальта, никеля и др.). При пропускании тока на аноде выделяется хлор и происходит окисление органических примесей, окисление органических веществ происходит и в объеме анодного пространства продуктами гидролиза хлора, На катоде протекает процесс восстановления воды с выделением водорода, что приводит к эащелачиванию слоя электролита, примыкающего к поверхности кто да: НтО + 1 I/2Í + ОН

1527179

Одновременно на котоде происходит незначительный разряд (концентрация мала) ионов переходных металлов с образованием порошкообразного осадка (разряд на предельной плотности тока), В результате этого заметно повышается катодная поверхность и, соответственно, снижается плотность тока. 3TQ вызывает уменьшение скорости процесса восстановления воды и снижение интенсивности защелачивания прикатодного слоя .

Ионы щелочноземельного металла и хлор-ионы в результате диффузии и миграции переходят через диафрагму иэ одного электродного пространства в другое, Ионы хлора разряжаются на аноде, а ионы щелочноземельного металла собираются в прикатодном слое (не могут разрядиться вследствие значительной электроотрицательности).

Взаимный свободный перенос ионов обеспечивает высокую электропровод ность. С целью устранения пассивации диафрагмы осадком гидроксида щелочноземельного металла диафрагма устанавливается на расстоянии от поверхности катода, при котором устраняется действие ионов ОН (связываются в гицроксиды) и происходит растворение гидроокиси при взаимодействии с ионами Н, поступающи п з аноднога

+ пространства °

По мере увеличения рН прикатодно го слоя создаются условия для обра35 зования гидроксидов. При этом при величине рН 5 — 10 происходит образование гидроксидов переходного металла, который выпадает на поверхность катода, образуя рыхлый плохо сцепленный с металлом катоца и маловлияющий на процессе выделения водорода осадок. Образование гидроксида переходного металла приводит к снижению рН прикатодного слоя, что затрудняет образование и выпадение осадка гидроксида щелочноземельного металла (возрастает время, необходимое для достижения pH — гидратообраэования).

При величине рН прикатодного слоя 1214 происходит образование гидроксида щелочноземельного металла, который выпадает на поверхности рыхлого и плохого сцепленного с поверхностью катода осадка гидроксида переходного

55 металла. Вследствие этого не происходит образования плотного компактного неэлектропроводного осадка гидроксида щелочноземельного металла, который в отсутствии добавки соединений переходных металлов вызывает пассивацию поверхности катода и нарушение режима процесса электроли— за.

Пример. Очистку сточной воды, содержащей соединения щелочноземельного металла, от органических примесей проводят в электролизере с разделенным межэлектродным пространством при помощи непроточной диафрагмы. В качестве анода используют оксидный рутениево-титановый анод, катодом служит титан. Содержание хлорида кальция в стоячей воде 80 кг/и э, примесей (этилендиамин, трихлорэтилен, глицерин) 1,0-1,5 кг/м . Плотэ ность тока 0,3 А/см, температура

377 К. Сточную воду на очистку подают и количестве 0,15 л в анодное пространство электролизера, в катодное пространство подают раствор хлоридов переходных металлов 0,05

0,50 кг/м.(в расчете на металл). С э цепью сопоставления результатов проводят очистку сточной воды идентичцого состава по известному способу, Результаты электрохимической очистки раствора КС1 от примесей этилендиамида приведены в табл,1; обоснование выбранных параметров проце. са очистки раствора СаС1 от органических примесей — в табл.2 и 3, Формула изобретения

1. Способ очистки сточных вод, содержащих соединения щелочноземельных металлов, от органических примесей путем электролиза в присутствии хлор-ионов и при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, обработку ведут в анодной камере диафрагменного электролизера, подавая в катодную камеру раствора соединений переходных металлов в количестве

0,05-0,50 кг/м обрабатываемой воды э в пересчете на металл.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве соединений переходных металлов используют хлориды железЫ, кобальта, никеля и меди.

1527179

Таблица!

Состав раствора, кгlм

Способ

Расход электроЭффек т, I

Время, Очищенный раствор

Плотность тока, кА/м

НапряТемпература, К

Органика и кение, В энергии ! кВт ч/м исходорганик а (глицерин) гипохлорит хлорат катоднои анодная ная растворе

Известный

0,8

I O0 0,3

+ 1,4

4,0

377 с0,001 3,1

l,7

I l 0

1 ° О

20ЭЭ (436) 1 ° 1

Предлагаемый 0 ° 3 с0 001 О 25 О 33 100 О 75 79

0,3 8

377

1,0

Ф

Верхняя цифра соответствует времени очистки упариваемого рассола, пивная — образовавшегося

> Ф

Расход электроэнергии Oes очистки конденсата, I> к 1

Количество катализатора 0,3 кг/м СаС1> (на металл). конденсата.

Т абли 2

Исходный раствор кг/м!

Количество

Напрявение, В

Пло тность тока

Лlсм

Время, ч

Состав очищенного раствора, кг/!ч З

Эффектнвност

Расход электроэнергии, кВт ч/и соединений пеСа (C10 Ó

СаС1

Органи ческая

Са(С10)з

СаС1э

Органическая рехолного мепримес глицерин

ïð» месь

О,OI

I ° О

О ° 3

Pocr

0,75

30 Наруаение процесса вследствие пассивации катода напрявения

0>05 30

1,0

0,3

0,75

0,4

lОО

0,6

Отсутствует

149

0,30 30

0,50 30

I,OO 30

1,0

0,3

0 75

0,3

0,4

100

1,0

0,3

0,75

0,3

0,5

100

I,O

0,3

0,75

0,2

0,4

100

Табли а 3 условия электролиза

КолнчеОчищенный раствор, кг/и

Исходный раствор> кгlи

Эффект

Расход электроэнергии, кВт ч/и ство пе

Напрявение, В

Плотность

Время, ч

Ьсходного иеОргани- Са(С!0)е Са(С10з)а ка

Органика- СаС1з трихлорэтилен талл а, кгlи тока (А/см

0,4 100 106

О,Э

I ° О

l,5

30

0,3

0,3

1,0

1,5

0,3

0,5

0,3!

1 ° О

1,5

0,6

0,8

0,3

l,О

30

1,5

0,8

0,5

Составитель А.Богданов

Корректор М> Максимишинец

Редактор Н.Гунько Техред М.Коданич

Заказ 7472/30 Tampa)1(828 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113()35, осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 производственно-издательский комбинат "патент", г.у)кгород, ул. Гагарина,101 та»л л

СаС!з (на металл), кг/и

СоС!

0,3

IIi C!

0,3

С С1

О,3

РеС1з

0,3

I а 0,001

<0,001 (0,001

iO,0Oi

100 119

100 158

100 172