Способ очистки сточных вод от ионов аммония
Владельцы патента RU 2253626:
Открытое акционерное общество "Уралкалий" (ОАО "Уралкалий") (RU)
Изобретение относится к технологии очистки сточных вод и может быть использовано на предприятиях химической, металлургической, коксохимической промышленности и объектах коммунального хозяйства для очистки сточных вод с низким содержанием ионов аммония. Способ очистки сточных вод от ионов аммония включает корректировку рН сточных вод реагентом с последующей обработкой сточных вод окислителем в эквивалентном количестве или с избытком 5% к количеству ионов аммония, причем величину рН сточных вод поддерживают не более 5, а в качестве окислителя используют осветленные сточные воды газоочистных сооружений, образующиеся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком. Способ обеспечивает повышение скорости процесса очистки при низких температурах и позволяет очищать большие объемы сточных вод с высокой эффективностью. 1 табл.
Способ очистки сточных вод от ионов аммония относится к технологии очистки сточных вод и может использоваться на предприятиях химической, металлургической, коксохимической промышленности и объектах коммунального хозяйства для очистки сточных вод с низким содержанием ионов аммония.
Известен способ очистки сточных вод от ионов аммония /1/, включающий обработку сточных вод окислителем - азотной кислотой - при температуре 100-350°С под давлением, при подаче азотной кислоты в количестве 1-10% к сточным водам. Недостатками способа являются высокая температура процесса и необходимость работы оборудования под повышенным давлением, что усложняет и удорожает процесс.
Известен также способ очистки сточных вод от ионов аммония /2/ путем корректировки рН сточных вод до величины рН 8-10,5 реагентом с последующей обработкой сточных вод окислителями - гипохлоритами щелочных или щелочноземельных металлов, преимущественно гипохлоритами натрия или кальция, в количестве, эквивалентном или с избытком 5% к эквивалентному количеству ионов аммония, при понижении рН в течение разложения азота до 7 и дополнительной нейтрализацией среды до рН 6-8.
Недостатками способа являются высокие затраты на окислитель и низкая скорость процесса очистки сточных вод при пониженных температурах в холодный период года, что приводит к необходимости подогрева сточных вод.
Для устранения указанных недостатков предлагается способ очистки сточных вод от ионов аммония, включающий корректировку рН сточных вод реагентом с последующей обработкой сточных вод окислителем, в эквивалентном количестве или с избытком 5% к количеству ионов аммония, отличающийся тем, что величину рН сточных вод поддерживают не более 5, а в качестве окислителя используют осветленные сточные воды газоочистных сооружений, образующиеся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком.
Корректировка рН сточных вод (СВ-1) до кислой среды (рН не более 5) позволяет ускорить процесс окисления ионов аммония, т.е. процесс очистки сточных вод, что особенно важно при очистке сточных вод в холодный период года (при температурах сточных вод около 0°С). При рН более 5 и температуре 0°С длительность процесса очистки сточных вод возрастает до 90 минут. При рН менее 5 и температуре 0°С длительность процесса очистки сточных вод снижается до 60 минут.
Использование осветленных сточных вод (СВ-2) газоочистных сооружений, образующихся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком, в качестве окислителя ионов аммония сточных вод исключает затраты на окислитель, т.е. удешевляет процесс и повышает скорость процесса окисления при низких температурах сточных вод (СВ-1). Кроме того, отпадает необходимость очистки сточных вод (СВ-2) газоочистных сооружений, образующихся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком.
Способ очистки сточных вод от ионов аммония осуществляли согласно примерам 1-4.
Пример 1. Испытания способа очистки сточных вод от ионов аммония проводили со сточной водой (СВ-1), имеющей начальную рН 8,5 и содержащей 2,65 г/л иона аммония NH4 +. Для корректировки величины рН сточных вод (СВ-1) использовали 20%-ную соляную кислоту, а для очистки сточных вод от ионов аммония использовали окислитель - осветленные от осадка сточные воды (СВ-2) отделения газоочистки хлорсодержащих газов (образующиеся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком) производства магния ОАО “Соликамский магниевый завод”. Содержание активного хлора в осветленных сточных водах газоочистки (СВ-2) составляло СlO- - 66,48 г/л, содержание других компонентов (г/л): CaCl2 - 61,7; примеси ионов железа - 0,2. (Неосветленные сточные воды газоочистки дополнительно содержат нерастворенные примеси СаО - 2,1 г/л и СаСО3 - 9,3 г/л).
Эксперимент проводили следующим образом: в термостатируемый при 0°С реактор наливали 100 мл осветленных сточных вод (СВ-1), содержащих ионы аммония, при перемешивании по каплям добавляли соляную кислоту до снижения рН сточной воды до величины рН 5.0. Затем в реактор добавляли осветленные сточные воды (СВ-2) газоочистных сооружений, образующиеся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком, с избытком 5% от стехиометрии по аммонию. Полученную смесь выдерживали в реакторе 60 мин при температуре 0°С, постоянном перемешивании и затем анализировали остаточное содержание ионов аммония. Степень очистки сточных вод от ионов аммония составила 99,68%. В таблице приведены результаты очистки сточных вод, осуществляемых согласно примерам 1-4.
| Таблица | ||||
| № | Используемые реагенты-окислители | pН среды после корректировки | Длительность очистки, мин | Степень очистки, % |
| 1 | СВ-2 | 5,0 | 60 | 99,68 |
| 2 | СВ-2 | 3,5 | 60 | 99,79 |
| 3 | СВ-2 | 8,5 | 90 | 83,10 |
| 4 | Гипохлорит натрия (по прототипу) | 8,5 | 90 | 75,70 |
Пример 2. Процесс ведут при температуре 0°С по примеру 1, отличие состояло в том, что соляной кислотой корректировали рН сточных вод СВ-1 в реакторе до величины рН 3,5. Степень очистки сточных вод от ионов аммония составила 99,79%.
Пример 3. Процесс ведут при температуре 0°С по примеру 1, отличие состояло в том, что начальную величину рН сточных вод СВ-1 в реакторе не корректировали, она составляла величину рН 8,5. Степень очистки сточных вод от ионов аммония составила 83,10%.
Пример 4. Процесс очистки проводили при температуре 0°С согласно прототипу, т.е. при величине рН 8,5 сточных вод. В качестве окислителя использовали раствор гипохлорита натрия, содержащий СlO- - 78 г/л. Его вводили в избытке 5% против стехиометрического количества ионов аммония. Длительность процесса очистки сточных вод от ионов аммония составила 90 минут, а степень очистки сточных вод от ионов аммония - 75,70%.
Из анализа данных таблицы следует, что корректировка величины рН сточных вод СВ-1 до значения не более 5,0 и использование в качестве окислителя сточных вод СВ-2 газоочистных сооружений, образующихся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком (примеры 1-2), позволяет при низкой температуре 0°С снизить в 1,5 раза длительность процесса очистки и повысить степень очистки по сравнению с прототипом (пример 4).
Заявляемый способ имеет невысокие затраты на окислитель, повышает скорость процесса при низких температурах сточных вод, что дает возможность с высокой эффективностью очищать большие объемы сточных вод (СВ-1) с низким содержанием ионов аммония, а также позволяет утилизировать сточные воды газоочистных сооружений (СВ-2), образующиеся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком.
Источники информации
1. Патент DE, 2107040, C 02 F 1/72. Способ очистки сточных вод от аммониевых ионов и органического углерода. Карл Герхард Бауер, Томас Папкалла, Ульрих Канне, Петер Штопс. 20.03.1998.
2. Патент USA 4137166, С 02 F 1/28. Способ очистки сточных вод, содержащих аммиак и аммонийные соли. Heimberger, et. al. Январь 30, 1979.
Способ очистки сточных вод от ионов аммония, включающий корректировку рН сточных вод реагентом с последующей обработкой сточных вод окислителем в эквивалентном количестве или с избытком 5% к количеству ионов аммония, отличающийся тем, что величину рН сточных вод поддерживают не более 5, а в качестве окислителя используют осветленные сточные воды газоочистных сооружений, образующиеся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком.
