Способ очистки сточной воды от тяжелых металлов

 

Изобретение относится к области очистки сточных вод легкой промышленности, в частности текстильной и кожевенной, от солей тяжелых металлов. Сущность изобретения: сточные воды обрабатывают до рН 6,0 - 8,0, фильтруют, а затем подвергают электрообработке переменным током при плотности тока 10,0-30,0 А/м² и напряжении 6,0 - 10,0 В с использованием растворимого анода, полученный осадок отделяют. 2 табл.

Изобретение относится к области очистки сточных вод легкой промышленности, в частности текстильной и кожевенной от солей тяжелых металлов.

Известен способ очистки сточных вод лакокрасочного производства путем электролиза с растворимым анодом, например алюминиевым, отличающийся тем, что, с целью эффективного удаления тонких фракций минеральных пигментов, электролиз ведут на переменном токе при плотности 77-125 А/м², напряжении 25-53 В и рН 6-8. Способ отделения примесей - флотация [1].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки промывных вод угольных шахт от взвешенных, коллоидных частиц и ионов железа путем электролиза на переменном токе с растворимым алюминиевым анодом при плотности тока 30-70 А/м² и напряжении 147 В. Способ отделения коагулята от промывных вод - агломерация и осаждение в отстойниках [2].

Однако использование этих способов сопряжено с повышенным расходом электроэнергии при ведении процесса коагуляции. При указанных плотностях тока и напряжении процесс образования коагулята происходит с достаточно высокой его неполным использованием. Кроме того отсутствие предварительной фильтрации сточных вод в указанном прототипе приводит к избыточному расходу коагулята на удаление взвешенных частиц, что также снижает экономичность процесса.

С целью экономии электроэнергии и улучшения нормирования процесса образования коагулята очистку сточных вод предприятий легкой промышленности от солей тяжелых металлов ведут путем электролиза на переменном токе при плотности 10-30 А/м², напряжении 6-10 В, рН 6-8 с растворимым анодом и предварительной фильтрацией.

При пропускании переменного тока между электродами, например алюминиевыми, образующаяся в результате электролиза гидроокись алюминия коагулирует, собирая на своей поверхности тяжелых металлы, которые удаляются из электролизера вместе с коагулятом. Сточные воды предприятий легкой промышленности содержат значительное количество солей легких металлов и обладает достаточно высокой электропроводностью, что позволяет вести процесс электролиза при пониженной плотности тока и напряжении между электродами, что приводит к снижению расхода электроэнергии. Кроме того предварительная фильтрация сточных вод, например, через песчаный фильтр позволяет отделить значительную часть взвешенных частиц и нерастворимых конгломератов тяжелых металлов, например, гидроокись трехвалентного хрома, что снижает расход коагулятов, следовательно расход электроэнергии.

П р и м е р 1. Сточные воды кожевенного завода содержат 2355 мг/л солей хрома и соли легких металлов при рН 3,0. Титрование Са(ОН)₂ рН сточных вод довели до 7,0, образовался зеленовато-бурый осадок. Фильтрование через песчаный фильтр снижает содержание солей хрома до 5,25 мг/л. Фильтрат переносят в электрокоагулятор и при U = 7 В и I = 10 А/м² проводят электрокоагуляцию в течение 10 мин, затем фильтруют через песчаный фильтр. Содержание солей хрома в фильтрате составляет 0,02 мг/л, что ниже уровня предельно допустимых концентраций для очищенных промышленных стоков.

П р и м е р 2. Сточные воды тонкосуконной фабрики содержат 2,4 мг/л хрома в виде солей и соли легких металлов при рН 6,8. Фильтрование через песчаный фильтр снижает содержание солей хрома до 1,6 мг/л. Фильтрат переносят в электрокоагулятор и при U = 5 В и I = 15 А/м² проводят электрокоагуляцию в течение 5 мин, затем сточные воды повторно фильтруют через песчаный фильтр. В фильтрате обнаружилось 0,01 мг/л солей хрома, что значительно ниже уровня предельно допустимых концентраций.

П р и м е р 3. Сточные воды платочного завода содержат 0,24 мг/л солей хрома и 0,14 мг солей меди наряду с солями легких металлов при рН 6,0-6,1. Сточные воды фильтруют через песчаный фильтр, фильтрат переносят в электрокоагулятор и проводят коагуляцию при U = 5 В и I = 5 А/м² в течение 5 мин, затем повторно фильтруют через песчаный фильтр. Фильтрат содержит 0,01 мг/л солей хрома и 0,07 мг/л солей меди.

В табл. 1, 2 приведены данные об очистке сточных вод в зависимости от условий обработки.

Дальнейшее повышение плотности тока и напряжения на электродах нецелесообразно, так как не приводит к существенному снижению остаточного содержания хрома, но сопряжено с увеличением энергозатрат.

Определяющим параметром процесса электрокоагуляции является плотность тока, создаваемая на электродах. Предлагаемое снижение величины напряжения на электродах по сравнению с прототипом (при обеспечении эффективности процесса очистки сточных вод) обусловлено сокращением расхода электроэнергии и повышением безопасности эксплуатации электрокоагулятора.

Энергозатраты, по сравнению с прототипом, при нижнем пределе мощности прототипа (30 А/м² и 147 В) и верхнем пределе мощности заявленного изобретения (30 А/м² и 10 В) снижается в 15 раз.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНОЙ ВОДЫ ОТ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ, включающий ее электрообработку переменным током с использованием растворимого анода с последующим отделением осадка, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и расхода коагулянта при сохранении высокой степени очистки сточных вод предприятий легкой промышленности, сточную воду перед электрообработкой обрабатывают до pH 6,0 - 8,0, затем фильтруют, а электрообработку ведут при плотности тока 10,0 - 30,0 А/м² и напряжении 6,0 - 10,0 В.

РИСУНКИ

Рисунок 1