Устройство для очистки промышленной сточной воды

 

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод и может быть использовано для извлечения цветных металлов при очистке оборотных вод металлургического производства. Сущность изобретения: устройство содержит приемную емкость 2, катодную 3 и анодную 4 камеры, разделенные проницаемой перегородкой 5, и фильтркамеру 8. Катодная 3 и анодная 4 камеры отделены от фильтркамеры промежуточными камерами 7 и 10 с сифонной подачей воды из катодной камеры в фильтркамеру и из фильтркамеры в анодную камеру. Промежуточные камеры выполнены с регулируемыми порогами 16, которые могут быть в виде шлюзов или шиберов. Анодная камера через порог сообщается со сливным лотком 11, соединенным со смесительной емкостью 12. Фильтркамера разделена фильтрующим устройством 13 на две равные емкости 14 и 15. 4 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности оно может быть использовано для извлечения цветных металлов при очистке оборотных вод металлургического производства.

Известно устройство для очистки сточных вод, содержащее кольцевой корпус с лопатками и кольцевым лотком, размещенным на наружной стенке корпуса, при этом дно корпуса выполнено с уклоном в продольном направлении и с уклоном в сторону внутренней стенки, а дно лотка с уклоном в продольном направлении [1] Недостатком известного устройства является сложность конструкции и низкое извлечение цветных металлов из растворов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для очистки сточных вод, состоящее из корпуса, разделенного диафрагмой на анодную и катодную камеры, при этом перфорированные анод и катод расположены друг к другу соосно, а поверхность каждого электрода обращена к диафрагме и покрыта изоляционным материалом [2] Недостатком известной конструкции для обработки сточных вод является низкая степень электрохимического изменения рН анолита и католита и низкое извлечение цветных металлов из промышленных сточных вод (90%).

Цель изобретения повышение извлечения цветных металлов и нейтрализация промышленных сточных вод.

Цель достигается тем, что в устройстве для очистки промышленных сточных вод, содержащем приемную емкость, катодную и анодную камеры, разделенные проницаемой перегородкой, например керамической, и фильтркамеру, согласно изобретению, катодная и анодная камеры отделены от фильтркамеры проточными промежуточными камерами, выполненными с сифонной подачей воды из катодной камеры в фильтркамеру и из фильтркамеры в анодную камеру, которая выполнена сообщающейся через порог со сливным лотком, соединенным со смесительной емкостью, расположенной в зоне фильтркамеры и с возможностью перелива воды через порог из фильтркамеры в смесительную емкость. Все переливные пороги регулируемые. Они могут быть выполнены в виде шлюзов или шиберов. Фильтркамера разделена фильтрующим устройством на две равные емкости.

На чертеже приведено устройство для очистки промышленных сточных вод.

Устройство содержит корпус 1, приемную емкость 2, катодную 3 и анодную 4 камеры, разделенные перегородкой 5 с электродами 6. Промежуточная камера 7 сообщается с фильтркамерой 8 сифоном 9 и приемная емкость 2 соединена с катодной камерой 3 сифоном 9. Промежуточная камера 10 сообщается с анодной камерой сифоном 9. Сливной лоток 11 и смесительная емкость 12 размещены на наружной стенке корпуса. Фильтркамера 8 разделена фильтрующим устройством 13 на два отделения 14 и 15. Регулируемые сливные пороги 16 выполнены между анодной 4 и промежуточной 10 камерами, между промежуточной камерой 10 и фильтркамерой 8, между анодной камерой 4 и сливным лотком 11, между фильтркамерой 8 и смесительной емкостью 12 и между сливным лотком 11 и смесительной емкостью 12.

Устройство работает следующим образом.

Сточная вода поступает непрерывно в приемную емкость 2 и через сифон 9 заполняет катодную камеру 3 (анодную камеру 4 одновременно заполняют сточной водой через верх), где происходят следующие реакции: на аноде 2OH^--e=H₂O+1/2O₂ на катоде 2H⁺+2e=H₂ Растворенные в воде гидраты окислов цветных металлов восстанавливаются водородом и при рН ≥ 8 начинают осаждаться, а при рН ≥ 10 полностью выпадают в осадок. Далее вода поступает в промежуточную камеру 7 через регулируемый порог 16, а в фильтркамеру 8 посредством сифона 9, где происходит фильтрация воды и отделение осадка цветных металлов. Из фильтркамеры 8 вода в количестве 1/4-1/5 части объема при рН 10-11 поступает через регулируемый порог 16 в промежуточную камеру 10 и далее в анодную камеру 4 посредством сифона 9, где рН воды достигает 2-3 и через порог 16 в сливной лоток 11. Переливные пороги 16 регулируются таким образом, чтобы на выходе из смесительной емкости 12 рН воды был равен ≈ 7,0. Остальная часть воды в количестве 3/4-4/5 объема из фильтркамеры 8 направляется в смесительную емкость 12, где смешивается кислая и щелочная вода, очищенная от примесей цветных и тяжелых металлов, и идет ее нейтрализация, т.е. рН сливаемой воды из смесительной емкости 12 равен 7.

П р и м е р. Производят электрохимическую очистку сточных вод Норильского промышленного района.

Содержание элементов в сточных водах следующее, мг/л: Ni²⁺ 1,3; Cu²⁺ 1,14; Co²⁺ 0,04; Fe 0,69; Ca²⁺ 143,2; Mg²⁺ 17,8; SO₄^2- 407,7; взвешенные вещества 95,1.

Параметры обработки воды: плотность тока на электродах 35 А/м²; напряжение 15 В; рН на катоде 11, на аноде 2.

Концентрация цветных металлов в очищенной воде составляет, мг/л: Ni²⁺ 0,01; Cu²⁺ 0,01; Co²⁺ 0,00; Ca²⁺ 30,5; Mg²⁺ 5,5; pH 7; взвешенные вещества 5,1.

Извлечение цветных металлов в осадок составляет, Cu 97,8; Ni 99,0; Co 100.

Предлагаемое устройство по очистке промышленных сточных вод позволяет по сравнению с известными устройствами повысить извлечение цветных металлов примерно на 10% Выполнение подачи воды через сифонные устройства, а также регулируемые переливные пороги дают возможность регулировать рН среды в сточных водах с различной концентрацией цветных металлов. Кроме того, устройство позволяет получать очищенную воду, пригодную для использования не только в обороте, но и для санитарно-бытовых нужд и для использования в водоемах рыбохозяйственного назначения, так как она по содержанию цветных металлов ниже предельно допустимых концентраций.

Формула изобретения

1. Устройство для очистки промышленной сточной воды, содержащее корпус с размещенными в нем анодной и катодной камерами, разделенными пористой перегородкой, отличающееся тем, что корпус дополнительно содержит соединенные последовательно по ходу воды приемную камеру, размещенную перед катодной камерой и соединенную с ней сифоном, первую промежуточную камеру, отделенную от катодной камеры переливным порогом, размещенную перед фильтрующей камерой и соединенную с ней сифоном, вторую промежуточную камеру, размещенную между фильтрующей и анодной камерами, отделенную от фильтрующей камеры переливным порогом и соединенную с анодной камерой сифоном, сливной лоток и смесительную камеру, размещенные после анодной камеры и отделенные от нее и друг от друга переливными порогами, при этом смесительная камера отделена от фильтрующей камеры переливным порогом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перегородка выполнена керамической.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что переливные пороги выполнены регулируемыми.

4. Устройство по пп.1 и 3, отличающееся тем, что переливные пороги выполнены в виде шлюзов и шиберов.

5. Устройство по п.1, отличающееся тенм, что фильтрующая камера снабжена фильтрующим устройством, разделяющим ее на две равные емкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1