Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов

 

Изобретение относится к способам очистки производственных сточных вод, в частности , от тяжелых цветных металлов (меди, ртути, свинца) путем осаждения их сульфидсодержащими реагентами и позволяет упростить процесс и повысить степень очистки. Для осуществления способа в сточные воды, содержащие тяжелые металлы, вводят реагент - раствор гидросульфида натрия с содержанием сульфидной серы 0,5-1,1 г/л, приготовленный на исходной воде, нейтрализованной до рН 6-7. Способ позволяет упростить процесс за счет осуществления в одну стадию и снизить остаточное содержание тяжелых металлов в воде до уровня предельно допустимого сброса. 1 табл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 02 F 1/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4

Ю ф

l(J5

1О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4724929/26 (22) 27.07.89 (46) 07.04.92. Бюл. ¹ 13 (71) Институт химии Уральского отделения

АН СССР и Завод "Уралэлемент" (72) В.Л.Волков, Л.Г.Максимова, К.Г.Янюк, Л, B. Комарова и А,А. Барышев (53) 628.349 (088.8) (56) 1. Кислинская Т.Е. и Федорико Л,И, Осаждение сульфида ртути из разбавленных растворов. — Химическая технология, 1989, № 2, с.23-26.

2. Заявка Великобритании

N2116537,,кл. С 02 F 1/62, ":983.

3. Заявка P CT 81/02569, кл, С 02 F 1/62, 1981. (54) СПОСОБ ОЧИСТ И СТОЧНЫХ ВОД ОТ

ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к способам очистки производственных сточных вод, в частности, от тяжелых металлов (меди, ртути, свинца и др,) путем обработки их сульфидсодержащими реагентами и отделения образующегося осадка.

Известен способ очистки разбавленных растворов от ртути путем обработки их сульфидсодержащими реагентами при рН 6,36,5 с добавлением 30 г/л Na CI (1).

Недостатками данного способа являются наличие большого солевого фона (30 г/л

NaCI), что недопустим:мо при сбросе вод в питьевые и рыбохоз йственные водоемы, а также отсутствие глубокой очистки, так как остаточное содержание ртути в растворе многократно превышает санитарную норму.

Например, при исходной концентрации ртути 5 м/л, рН 6,30 и добавляемом количестве

„„. Ж„„1724595 A l (57) Изобретение относится к способам очистки производственных сточных вод, в частности, от тяжелых цветных металлов (меди, ртути, свинца) путем осаждения их сульфидсодержащими реагентами и позволяет упростить процесс и повысить степень очистки. Для осуществления способа в сточные воды, содержащие тяжелые металлы, вводят реагент — раствор гидросульфида натрия с содержанием сульфидной серы

0,5-1,1 г/л, приготовленный на исходной воде, нейтрализованной до рН 6-7. Способ позволяет упростить процесс за счет осуществления в одну стадию и снизить остаточное содержание тяжелых металлов в воде до уровня предельно допустимого сброса, 1 табл, осадителя (Ма2$), равном 1,6 от стехиометрического, остаточное содержание ртути в растворе после 0,5 ч равно 0,80 мг/л. после

2 ч 0,05 мг/л, Поэтому для более глубокой очистки раствора от ртути после отделения основного осадка сульфида ртути его дополнительно пропускают через сорбционные или ионообменные материалы, что существенно усложняет процесс очистки.

Известен способ очистки кислых сточных вод от мышьяка и тяжелых цветных металлов путем обработки их водорастворимыми сульфидами, последующим доосаждением этих элементов щелочами в виде гидроокисей при рН 8-9 и отделения образующегося осадка (2).

Недостатками данного способа являются сложность процесса, заключающаяся в дробном осаждении и необходимости по1724595

20

55 следующего подкисления сливных вод при сбросе их в водоемы. Кроме того, укаэанный способ не позволяет проводить глубокую очистку растворов с низкой концентрацией тяжелых цветных металлов.

Например, при очистке разбавленных производственных растворов (рН 2,25), содержащих, мг/л: Си 30,0; Hg 0,25; Pb 1,60, по описанному способу остаточное количество тяжелых цветных металлов в растворе равно, мг/л: Си 0,20; Hg 0,02; Pb 0,06 взвешенных частиц 3,3 мг/л, что превышает предельно допустимый сброс (ПДС) для рыбохозяйственных водоемов. ПДС для этих металлов равно, мг/л: Си 0,0002; Hg

0,001; Pb 0,02 и взвешенные частицы 3,85.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки сточных вод от тяжелых цветных металлов путем двухстадийной обработки их химическими реагентами, содержащими сульфид-ионы при рН 1,0-2,5 и рН.-.4 с последующим доведением рН до 6,5-7 и отделением осадков на каждой стадии (3).

Например, при очистке разбавленных производственных растворов (рН 2,7), содержащих, мг/л:Cu 30,0; Hg 0,25; Pb 1,6 по известному способу остаточное содержание тяжелых цветных металлов равно, мг/л:

Си 0,01; Hg 0,01; Pb 0,06и взвешенных частиц 25 мг/л (после 2-4 ч отстаивания).

Недостатками указанного способа являются сложность процесса очистки, заключающаяся в многостадийности способа, необходимости доведения рН до определенного значения и отделения осадка сульфидов тяжелых цветных металлов на каждой стадии, необходимость многократной корректировки количества добавляемой щелочи при установлении определенной величины рН и количества сульфидсодержащего реагента, а также отсутствие глубокой (до ПДС) очистки, Цель изобретения — упрощение процесса и повышение степени очистки.

Поставленная цель достигается тем, что обработку сточных вод ведут раствором гидросульфида натрия (NaHS) с содержанием сульфидной серы 0,5-1,1 г/л, приготовленным на исходной сточной воде, нейтрализованной до рН 6,5-7,5.

Раствор для осаждения тяжелых металлов получают путем разбавления техниче. с кого гидросул ьфида натрия (например, МРТУ 6-08-113-69) сточными водами с рН

6,5-7,5 до содержания 0,5-1,1 г/л сульфидной серы. Стехиометрическое количество этого раствора постепенно приливают в сточные воды с рН 1,5-3,0 и интенсивно перемешивают в течение 5-10 мин (о его количестве судят по скачку потенциала электрода из сульфида серебра, который реагирует на ионы HS). После этого сливные воды нейтрализуют щелочью до рН 6,5-7,5.

Образовавшийся осадок сульфидов тяжелых металлов отделяют в отстойниках.

Часть сливных вод после нейтрализации их щелочью до рН 6,5-7,5 без отделения осадка используют для приготовления новой порции раствора гидросульфида натрия для осаждения тяжелых металлов.

При содержании в растворе гидросульфида натрия менее 0,5 г/л сульфидной серы получаются очень разбавленные сливные воды, что увеличивает нагрузку на оборудование и время осаждения сульфидов тяжелых металлов. Вследствие этого снижается полнота очистки сточных вод, а непрореагировавший гидросульфид натрия разлагается с выделением сероводорода в атмосферу.

При содержании в растворе более 1,1 г/л сульфидной серы происходит местное пересыщение сливных вод гидросульфидом натрия, который разлагается с выделением сероводорода в атмосферу, что недопустимо по требованиям техники безопасности.

Приготовление раствора гидросульфида натрия на сливных водах с рН меньше 6,5 сопровождается заметным разложением гидросульфида натрия и выделением сероводорода в атмосферу. В случае рН:-7,5 не достигается полноты очистки сливных вод от тяжелых металлов по ПДС. Кроме того, имеет место необоснованный перерасход щелочи для достижения рН 7,5, Нейтрализация сточных вод до рН 6,57,5 после обработки их раствором гидросульфида натрия позволяет осадить гидроксиды алюминия, железа, никеля и других металлов, если они содержатся в растворе, увеличить степень очистки от тяжелых металлов и довести рН сливных вод до

ПДС.

Осуществление предлагаемого способа очистки сточных вод от тяжелых металлов иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. К 4 л сернокислого раствора сточных вод гальванического производства (рН 2,25), содержащего, мг/л: медь 38; ртуть 0,88; свинец 0,74 при перемешивании приливают 152 мл гидросульфида натрия (NaHS) с содержанием 0,5 г/л сульфидной серы. Раствор гидросульфида натрия готовят путем разбавления 0,7 мл технического гидросульфида натрия с содержанием 230 г/л сульфидной серы 151,3 мл сточной воды с рН

6,5, О количестве и конце приливания гидросульфида натрия судят по скачку потенциала электрода из сульфида серебра. Затем раствор с реагентом-осадителем перемешивают в течение 7 мин и нейтрализуют до рН

1724595 т

Содержание :рН сточных серы в оса- вод для рвзлителе, бавлеиия гlл НвН5

Г

При- Состав сточных вод, мгlл Объен j Объем

Состав очищенных сточных вод, мг/л мер I - сточных осадитеСи Hg РЬ вод, л ля, мл

Cu ) Hg jPb ) Взвеси

1 38

0,002 3,4

6,5

0,74 4,0 152

0,88

Не обна- 0,001 рунено

0,5

1,4 4,0 320

0,13 4,0 92

0,001 2,8

0 0005 3 0

0,8

1,1

2,8

0,20

0,001

7,0

7,5

2 50

3 30

Не обнаружено

0,20 4,0 20

1,1 7,0

4 5,0 и

0,60

Не об- 2,5 наруже0,002 30,2

Не об- 2,7 наружено

0,13 4,0 92

013 40 81

5 30

6 30 о,008

8,о

6,0

0,15

0,20

0,20

1э1

1,5

Не обна- Не обружено наружено

0,0003 0,001 0,008 6,2

0,05 34 0,1 6,5

2,8 1,4

0,25 1,6

7 50 о,о1 о,o6 25

8(из-30 вестный) 0 5

0,01

45

Составитель B. Волков

Техред M.Морге нтал Корректор С. Шевкун

Редактор А.Мотыль

Заказ 1146 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, /К-35, Раушская наб,. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

6,5 раствором NaOH с концентрацией 27%, добавляя его в количестве 14,5 мл, После перемешивания 7 мин проводят отстаивание раствора в течение 120 мин, Образовавшийся осадок отделяют, а раствор анализируют на содержание тяжелых металлов и взвеси. Согласно полученным результатам очищенный раствор содержит, мг/л: медь не обнаружено; ртуть 0,001; свинец 0,002, взвешенные вещества 3,4, Остал ьн ые примеры и ро водят аналогично примеру 1, Полученные результаты сведены в таблицу.

Таким образом, предлагаемый способ очистки сточных вод от тяжелых металлов существенно прост, так как он осуществляется в одну стадию и может быть реализован в непрерывном режиме. Он позволяет проводить глубокую очистку сточных вод с малым содержанием тяжелых металлов, количество которых в очищенном растворе

5 ниже ПДС, Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов, включающий обработку растворов реагента, содержащего сульфид-ионы, 10 и отделение образующегося осадка, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения степени очистки, обработку ведут раствором гидросульфида натрия с содержанием сульфидной серы

15 0,5-1,1 г/л, IlpI/IIQTQB/IGHHblM на исходной сточной воде, нейтрализованной до рН 6,57,5.