Способ очистки сточных вод от сульфат-ионов
Сущность изобретения: реагент-осадитель вводят в сточные воды. Доза реагента 3-5 мг/л. Время контакта во флотомашине 15 мин. В качестве реагента-осадителя используют алюминий и кальцийсодержащий продукт термической обработки отходов алюминиевого и энергетического производств . Остаточное содержание сульфатионов составляет 95 мг/л. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)я С 02 F 1/58
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР л
4ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
lc (21) 4758142/26 (22) 10,11,89 (46) 07.11,92. Бюл. ¹ 41 (71) Научно-исследовательский и проектный институт по обогащению руд цветных металлов "Казмеханобр" (72) В.П. Порубаев, А.А. Николо, П,Ф, Стацура, А.И. Озеров, К.Б, Лебедев и Л.И. Яворская (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 872462, кл, С 02 F 1/58, 1979.
Изобретение относится к области очистки производственных сточных вод, преимущественно к технологии очистки сточных вод предприятий горно-добывающей и металлургической отраслей промышленности, содержащих в своем составе сульфат-ионы, и может быть использовано в гидрометаллургии цветных и редких металлов и химической промышленности.
Прототипом является способ очистки сточных вод от сульфат-ионов, в котором сточные воды контактируют со смесью глиноземистого цемента и оксида кальция при массовом отношении цемент; оксид кальция от 1,5 до 2,0. Контактирование проводят в шаровой мельнице в водопадном режиме в течение 1 ч, а затем жидкую фазу отфильтровывают и анализируют на содержание в ней сульфат-ионов.
Наиболее существенными недостатками этого способа являются;
Недостаточная степень использования оксида кальция и глиноземистого цемента за счет экранирования поверхности частиц контактируемых компонентов образующим,, БЫ,„1773877 Al (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ
СУЛЬФАТ-ИОНОВ (57) Сущность изобретения: реагент-осадитель вводят в сточные воды. Доза реагента
3 — 5 мг/л. Время контакта во флотомашине
15 мин. В качестве реагента-осадителя используют алюминий и кальцийсодержащий продукт термической обработки отходов алюминиевого и энергетического производств. Остаточное содержание сульфатионов составляет 95 мг/л, 2 табл. ся труднорастворимым соединением (гидросульфоалюминатом кальция); невозможность быстрого срыва монопленки образующегося труднорастворимого гидросульфоалюмината кальция при контактировании реагентов в устройстве, работающем в водопадном режиме; недостаточная степень активации реагента с цементирующими свойствами (глиноземистого цемента) и значительный его расход 4 — 5 г дм/з) при большом времени контактирования (60 мин); использование для контактирования энергоемкого, дорогостоящего и громоздкого оборудования.
Целью изобретения является снижение расхода реагента при сохранении аналогичной степени очистки, сокращение времени процесса, Пример 1 осуществление способапрототипа), К 1 дм сточной воды, содержащей 1700 мг/дм сульфат-ионов, добавляют
3 или 5 г/дм глиноземистого цемента (Ц) совместно с оксидом кальция при массовом отношении Ц:Са0=2. Смесь глиноземистого
1773877 цемента и оксида кальция контактируют со сто- ными водами в шаровой мельнице, работающей в водопадном режиме в течение
1 ч, а затем фильтруют. В фильтрате определяют содержание сульфат-ионов, 5
Результаты экспериментов приведены в табл. 1, иэ которой видно, что содержание сульфат-ионов в очищенных сточных водах ниже ПДК достигается при дозе реагентаосадителя 5 г/дм . 10
Пример 2 (по прототипу), Условия опыта те же, что и в примере 1, В качестве реагента-осадителя сульфатионов используют алюминий- и кальцийсодержащий продукт термической обработки 15 отходов алюминиевого и энергетического производства. Результаты экспериментов приведены в табл. 1, из которой видно, что
ПДК по сульфат-ионам для источников рыбохозяйственного значения достигается 20 при дозе реагента-осадителя, равной 5 г/дм . Остаточная концентрация сульфатионов составляет 28 мг/дм, что значительно ниже ПДК для воды источников рыбохозяйственного значения, 25
Пример 3 (по прототипу). Условия опытов те же, что и в примере 2.
Время контактирования реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами составляет 30 мин, Результаты экопериментов 30 приведены в табл, 1, иэ которой видно, что при дозе реагента-осадителя 5 г/дм оста3 точная концентрация сульфат-ионов в очищенных сточных водах составляет 31 мг/дм, что значительно ниже ПДК для воды 35 з источников рыбохозяйственного значения.
Пример 3 (по прототипу). Условия опытов те же, что и в примере 2.
Время контактирования реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами со- 40 ставляет 30 мин, Результаты экспериментов приведены в табл. 1, из которой видно, что при дозе реагента-осадителя 5 г/дм остаз точная концентрация сульфат-ионов в очищенных сточных водах составляет 31 45 мг/дм, что значительно ниже ПДК для воды з источников рыбохозяйственного значения.
Пример 4 (по прототипу). Условия опытов те же, что и в примерках 2 и 3. Время контактирования реагента-осадителя с очи- 50 щенными сточными водами составляет 15 мин. Результаты экспериментов приведены в табл. 1, из которой видно, что при дозе реагента-осадителя 5 г/дм остаточная конз центрация сульфат-ионов в очищенных 55 сточных водах составляет 33 мг/дм, что ниже ПДК для воды источников рыбохозяйственного значения.
Пример S (по прототипу). Условия проведения опытов те же, что и в примерах
2, 3 и 4, Время контактирования реагентаосадителя с очищаемыми сточными водами составляет 15 мин, Результаты экспериментов приведены в табл, 1, из которой видно что при дозе реагента-осадителя 5 г/дм остаточная концентрация составляет 897 мг/дм, что превышает ПДК почти в 9 раз (ПДК для воды источников рыбохозяйственного значения составляет 100 мг/дмз).
Пример 6 (осуществление предложенного способа). К 1 дм сточной воды, содержащей 1700 мг/дм сульфат-ионов, добавляют 3,4 или 5 г/дм реагента-осадиJ теля (продукта термической обработки отходов алюминиевого и энергетического производства) крупностью - 0,15 мм.
Реагент-осадитель контактирует со сточными водами в лабораторной флотомашине 240 ФЛ-А в камере емкостью 2 л без подачи воздуха и без работы пеногона при числе оборотов импеллера, равном 1350 об/мин.
Время контактирования реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами составляет 60 мин.
После контактирования осадок отстаивают и в декантакте определяют содержание сульфат-ионов, Результаты экспериментов приведены в табл. 1, из которой видно, что даже при дозе реагентаосадителя 3 г/дм достигается ПДК по сульфат-ионам, Остаточная концентрация сульфат-ионов в очищенных сточных водах равна 92,4 мг/дм .
Пример 7 (осуществление предложенного способа), Условия проведения опытов те же, что и в примере 6, Время контактирования реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами составляет 30 мин.
Результаты экспериментов приведены в табл, 1, из которой видно, что даже при дозе реагента-осадителя 3 г/дм достигаетз ся ПДК по сульфат-ионам.
Остаточная концентрация сульфатионов в очищенных сточных водах равна 95 мг/дм .
Пример 8 (осуществление предложенного способа). Условия проведения опытов те же, что и в примере 6 и 7. Время контактирования реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами составляет 15 мин, Результаты экспериментов приведены в табл. 1, из которой видно, что даже при дозе 3 г/дм достигается ПДК по сульфатз ионам. Остаточная концентрация сульфатионов в очищенных сточных водах равна
91,9 мг/дм .
Пример 9 (осуществление предложенного способа). Условия проведения опы177367/ тов аналогичны примерам 6, 7 и S, но время контактирования составляет 5 мин.
Результаты экспериментов приведены в табл. 1, из которой видно, что при испытанных дозах реагента-осадителя (от 3 до 5 г/дмз) не достигается ПДК для воды источников рыбохозяйственного назначения. Остаточная концентрация сульфат-ионов в очищенных сточных водах при дозе реагента 5 г/дм составляет 670 мг/дм, что почти в 7 раз превышает ПДК.
Как видно из табл. 1, предлагаемый способ контактирования реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами обеспечивает ПДК по сульфат-ионам в очищенных сточных водах при дозе реагента-осадителя 3 г/дм (яо прототипу 5 г/дм ) и времени контактирования не менее 15 мин (flo прототипу 60 мин).
Пример 10 (предложенного способа).
К 1 дм сточной воды, содержащей 805 мг/дм сульфат-ионов, добавляют 3 г/дм реагента-осадителя (продукта термической обработки отходов алюминиевого и энергетического производства крупностью - 0,15 мм). Реагент-осадитель контактирует со сточными водами в течение 15 мин в различных установках, Пример 10.1 (табл. 2). Контактирование осуществляют в агитаторе с общей емкостью 2,0 дм с импеллерной мешалкой при числе оборотов импеллера 1350 об/мин, обеспечивающей однократное контактирование реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами (опыт М 10.1).
Пример 10.2 (табл. 2). Контактирование осуществляют в агитаторе в общим обьемом 2,0 дм с турбинной шестидисковой мешалкой при числе оборотов турбинки
1350 об/мин, обеспечивающий двухкоординатное контактирование реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами (опыт М
10.2).
Пример 10.3 (табл. 2). Контактирование осуществляют в лабораторной флотомашине 240 ФЛ-А (в камере объемом 2,0 дмз), обеспечивающей трехкоординатное контактирование реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами без подачи воздуха при числе оборотов импеллера равном 1350 об/мин (опыт V 10.3).
Осадок после контактирования отстаивают до полного осветления сточных вод, а затем в декантате определяют содержание сульфат-ионов.
Результат i экспериментов приведены в табл. 2.
Как видно иэ табл. 2, остаточно» содержание сульфат-ионов ниже ПДК (ПДК-100 мг/дм ) достигается лишь при контактиро3 вании реагента-осэдителя с очищаемыми сточными водами в устройстве (например. флотомашине), осуществляющем трехкоор. динатное контактирование, которое обеспечивает постоянный принудительный срыв образующейся монопленки труднорастворимого соединения с поверхности микрочастиц реагента-осадителя при полностью развитом турбулентном гидродинамическом режиме (опыт 10.3 предложенный способ). При осуществлении этого способа остаточная концентрация сульфат-ионов в очищенных сточных водах составляет 31,4 мг/дм, в то время как однокоординатное з (опыт 10,1) и двухкоординатное (опыт 10.2) контактирование в неполностью развитом турбулентном гидродинамическом режиме обеспечп:. ают остаточные содержания сульфат-ионов соответственно 618 и 237 мг/дм, что превышает ПДК в 6 и 2 раза. Таким образом, осуществление предложенного способа обеспечивает активацию поверхности микрочастиц реагента-осадителя с цементирующими свойствами, увеличивает степень взаимодействия реагента-осадителя с сульфат-ионами и снижает его расход, в 4 раза сокращает время контактирования и обеспечивает глубокую (ниже норм ПДК) степень очистки сточных вод от сульфатионов.
Использование данного способа контактирования оеагента-осадителя с очищаемыми сточными водами обеспечивает, по сравнению с известными способами (прототипом, базовым объектом), следующие преимущества: сокращение времени контактирования по прототипу с 60 мин до 15 мин; снижение расхода реагента-осадителя с
5до 3 г/дм .
Формула изобретения
Способ очистки сточных вод от сульфатионов, включающий контактирование реагента-осадителя со сточными водами и отделение образующегося осадка отстаиванием, о тл и ч à ю шийся тем, что, с целью снижения расхода реагента, при аналогичной степени очистки, и сокращения времени процесса, в качестве реагента-осадителя используют алюминий- и кальцийсодержащий продукт термической обработки отходов алюминиевого и энергетического производств, а контактирование проводят во флотомашине.
1773877
Т а блица 1
Лоза реагента, г/дмз
Время контактирования, мин
Величина рН сточных вод
Содержание сульфат-ионов в сточных водах, мг/дмз до конт. после конт. до очист» ки после очистки
1 (по протот ьпу) 2. (no прото" типу) То же
3 (по и рото» типу)
4 (no прототипу) 5 (no прототипу)
6 (no предло" щенному способу) То же
10,6
10,8
11,1
3 30 77
4 30 77
5: 30 7,7
1700
7 (по предло" женному способу) 95
43 5
30,1
То же
3 15 77
4 15 77
5. .15 77
1700
8 (по предложенному способу)
9 (по предло» женному способу) 10,7
11,0
11 1
91 9
46,0
29,6
То же
3 5 - 7,7
4 5 7,7
5 5 7 7
10,7
10,8
11,0
670
1700
Способ контактирозания
Контактирование в непол" ностью развитом турбулентном режиме
Контактирование в неполностью развитом турбулентном режиме
Контактирование в полностью развитом турбулентном 3-х координатном гидродинамическом режиме
Контактирование в неполностью развитом турбу" лентном трехкоординатном гидродинамическом режиме
3 60
4 60
5 . 60
3 60
4 60
5 60
3 30
4 30
5 30
3 15
4 15
5 15
3 5
4 5
5 5 .
3 60
4 60
5 60
7,7
7 j7
7,7
7,7
7,7
7,7
7,7
7,7
7,7
7j7
7 7
7,7
7,7
7,7
7,7
7,7
7,7
7,7
11,9
11,9
12,0
10,8
11 2
11,6
10,7
11,4
11,5
10,7
11,2
11,4
10,3
10,6
1018
10,7
10 9
11 0
1700
28
687
366
28,1
699
361
31
708
33
917
897
92,4
40,0
28 9
1773877
Таблица 2
Пример
Способ контактирования реагента-осадителя с очищаемыми сточными водами
Доэа реагента, гlдм
В ремя контактирования, мин
Величина рн сточных вод
Содержание в сточных воях до кон.такт. после конт. до очистки после очистки
10.1
Однокоординатное контактирование в неполностью реэвитом турбулентном режиме
Двух координатное контактирование в неполностью раэвитом турбулентном режиме
Трехкоординатное контактирование в полностью развитом турбулентном .режиме (предложенный способ
3,0
7,7
805
10,2
618
10,2
3,0
7,7
10,5
805
237
10.3
3,0
7,7
10,7
805
31,4
Составитель В.Порубаев
Редактор T. Никольская Техред М.Моргентал рр
Ко ектор M.Òêà÷ но-издательский комбинат Патент, r. Уж р д, у .
rO о, л.Гагарина, 101
Производственно-и
Тираж Подписное
Заказ 3905 ям и отк ытиям при ГКНТ СССР
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и р
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
