Способ очистки сточных вод от соединений хрома

 

Использование: очистка сточных вод гальванического производства. Способ включает контактирование воды со смесью алюминиевой и медной стружек, взятых в соотношении 1 : 5 - 5 : 1, последующее осаждение гидроксида хрома щелочью, отстаивание и отделение осадка фильтрованием. Степень очистки сточных вод от Cr⁶⁺ 29,9%, остаточная концентрация Cr⁶⁺ в очищенной воде 0,03 - 0,05 мг/л, время обработки 3 - 10 мин. 1 табл.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод гальванического производства и может быть использовано в машиностроительной и радиоэлектронной промышленности.

Известны способы очистки сточных вод гальванического производства от соединений шестивалентного хрома [1]. Способы основаны на восстановлении солей шестивалентного хрома до трехвалентного бисульфитом натрия или сульфатом железа в кислой среде и последующем осаждении триоксида хрома щелочными агентами. Осадок уплотняют путем отстаивания и фильтруют под вакуумом.

Недостатками известных способов являются большой расход дорогостоящего восстановителя и низкая скорость процесса отстаивания осадка.

Известен способ очистки сточных вод от соединений хрома, включающий контактирование воды с алюминиевой стружкой в присутствии активатора - порошка железа [2] . Способ позволяет упростить и удешевить процесс очистки сточных вод, а также повысить степень их очистки.

Недостатками известного устройства являются относительно большое время контактирования сточных вод с алюминиевой стружкой, что приводит к увеличению объемов контактных аппаратов, и низкая скорость осаждения осадка гидрооксида хрома после нейтрализации восстановленного раствора щелочными агентами.

Целью изобретения является сокращение времени контактирования сточных вод со стружкой и увеличение скорости отстаивания.

Цель достигается тем, что сточные воды контактируют с алюминиевой и медной стружками, взятыми в соотношении 1:5-5:1, осаждают гидрооксид хрома щелочью, отстаивают и отделяют осадок фильтрованием.

Техническая сущность предлагаемого способа заключается в том, что в присутствии медной стружки алюминиевая значительно повышает свои восстановительные свойства, а появление в растворе ионов меди ускоряет коагуляцию.

Исследования проводили в лабораторных условиях по следующей методике.

Медную и алюминиевую стружки в соотношении от 1:6 до 6:1 загружают в делительную воронку объемом 300 см³. Из бутыли объемом 10 л в нижнюю часть делительной воронки подают хромсодержащий раствор. Из верхней части восстановленный раствор сливают в мерный цилиндр объемом 1 л. Скорость прохождения раствора через воронку регулируют с помощью зажима на резиновой трубке, выходящей из воронки. Скорость прохождения раствора через стружку варьируют от 3 до 12 л/ч. После отбора восстановленного раствора в количестве 3 л проводят нейтрализацию его 20%-ным раствором щелочи до рН 7,0. Выпадение (уплотнение) образовавшегося осадка фиксируют через 5 и 60 мин. Через 2 ч осадок окончательно уплотняется, после чего удаляют воду и фильтруют на вакуум-фильтре. Фильтрат анализируют на содержание Сr⁶⁺ и ионов меди, а осадок промывают и сушат на воздухе, после чего подвергают сушке в сушильном шкафу при 150^оС в течение 4 ч.

П р и м е р 1. Сточную воду гальванического производства, содержащую 100 мг/л Сr⁶⁺ при рН 1,5, пропускают через стеклянную колонну, заполненную медной и алюминиевой стружками в соотношении 1:1. Общее количество стружки составляет 300 см³. Сточную воду пропускают со скоростью 4 л/ч. Содержание в восстановленном растворе ионов Сr⁶⁺ 0,01 мг/л. 300 см³ восстановленного раствора нейтрализуют до рН 7,0. Объем осадка после нейтрализации через 5 мин составляет 125 см³, а через 1 ч отстаивания 53 см³.

Полученный осадок фильтруют, промывают водой и сушат при 150^оС в течение 4 ч. В фильтрате практически отсутствуют ионы хрома и меди. Осадок содержит 43% гидрооксида хрома, 37% гидрооксида меди и 20% гидрооксида алюминия.

П р и м е р 2. Сточную воду гальванического производства обрабатывают в условиях примера 1, но восстановление проводят путем контактирования с медной и алюминиевой стружками, взятыми в соотношении 1:5 со скоростью 9 л/ч. Содержание в растворе Сr⁶⁺ после восстановления 0,53 мг/л. Объемы осадка после нейтрализации: через 5 мин 140 см³, через 1 ч отстаивания 60 см³.

Осадок фильтруют, промывают водой и сушат при 150^оС в течение 4 ч. В фильтрате содержание Cr⁶⁺ составляет 0,55 мг/л, а Cu²⁺ - 0,01 мг/л. Осадок содержит гидрооксиды хрома 30%; меди 19%; алюминия 43%.

Дополнительно в аналогичных условиях были проведены исследования осадков, полученных при других соотношениях медной и алюминиевой стружки и скоростях контактирования.

Результаты исследований приведены в таблице.

Результаты испытаний показывают, что предлагаемый способ нейтрализации гальваностоков имеет ряд преимуществ по сравнению с существующей технологией очистки известными способами нейтрализации. Предлагаемый способ отличает высокая скорость восстановления шестивалентного хрома, а также высокая скорость осаждения и уплотнения осадка, образовавшегося после нейтрализации восстановленного раствора. Для осуществления способа нет необходимости использовать специальные реактивы, а также емкости для их приготовления. Использование медной и алюминиевой стружек, являющихся многотоннажным отходом всех машиностроительных предприятий, позволяет значительно упростить и удешевить процесс очистки.

Достоинством предлагаемого способа является также то, что появляется возможность использования осадка как в качестве катализатора дожигания вредных органических веществ, так и в качестве связующего для получения литейных холоднотвердеющих смесей.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СОЕДИНЕНИЙ ХРОМА, включающий их контактирование с алюминиевой стружкой, последующее осаждение гидроксида хрома щелочью, отстаивание и отделение осадка фильтрованием, отличающийся тем, что контактирование сточных вод осуществляют со смесью алюминиевой и медной стружек, взятых в соотношении 1 : 5 - 5 : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1