Способ очистки сточных вод от мышьяка

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Сощивлистических

Республик р>833571

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 030579 (21) 2760449/29-26

®)м. кл.з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

С 02. F 1/58

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 300581. Бюллетень N9 20 (53) УДЫ 628. 34 (088.8) Дата опубликования описания 3005.81

).

И.И.Пуоговалов, р.о.Григорьев, В,н.графим > g, ÌËiómêарев 3 i

4 .!(:

; в," ;.! .ь (- ---

Челябинский филиал Всесоюзного научно-исследовательенего — —— института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии "Водгео" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД OT МЫШЬЯКА

Изобретение относится к очистке сточных вод, в частности к способам очистки сточных вод от мышьяка и селена, и может быть использовано в металлургической, химической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности.

В настоящее время санитарными органами предъявляются следующие требо- 1О вания к очистке сточных вод от мышьяка и селена: содержание мышьяка и селена в сточной воде после очистки не должно превышать 0,05 и 0,001 мг/л, соответственно, растворимость садков в природных водах по мышьяку не долж- 1- » на превышать 0,05 мг/л, по селену—

0,001 мг/л. Подобные осадки можно хранить в простейших могильниках, например прудах-отстойниках. Более растворимые осадки необходимо хранить 2О в бетонированных могильниках, что, требует больших капитальных вложений и эксплуатационных затрат и приводит к резкому повышению себестоимости очистки сточных вод.

Известен способ очистки водных растворов от мышьяка и селена путем обработки их сульфидсодержащими реагентами, например Na S, H g (11. ЗО

Основным недостатком способа является необходимость вести процесс осаждения в кислой среде, что требует наличия кислотостойкого оборудования. Растворимость осадков в нейтральной и щелочной среде высока.

Осадки трисульфида мышьяка возможно перерабатывать в товарный продукт— белый мышьяк. Однако это экономически выгодно лишь при условии полу- чения богатых по мышьяку осадков, которые получаются при очистке сточных вод с содержанием мышьяка

200 мг/л и более. При более разбав.-. ленных растворах получаются бедные осадки, переработка которых нерациональна, и их также необходимо хранить.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ очистки сточных вод от мышьяка путем перевода его в труднорастворимое соединение обработкой Фосфорной кислотой и гидроокисью кальция 2 ). В этом способе к сточной воде добавляют фосфорную кислоту и нейтрализуют известковым молоком до рН 12-12,5.

Фосфорную кислоту добавляют исходя иэ концентрации мышьяка в сточной воде. Критерием для ведения процесса

833571

Концентрация в растворе, мг/л

Остаточная концентрация,,мг/л

Мольное соотношение Са:Р

Se

Бремя, сут

Са P в раст- в осадворе ке

Г (1 14 35

1,65

30,00

23, 00

12,00

197 90 0

200 90,0

229 90,0

1,70

1,73

1,70

1,90

1,72

310 90,0

340 90, О

6,00

1,75

2,70

1,80

0,05

2,93

360 90,0

0,035

0,80 0,05 0,03

1,90

3,08

0,08 является соотношение между мышьяком и фосфором в растворе перед осаждением. Оптимальное соотношение

Аь04 .РО; - (1)0-1)5):1.

Оснонным недостатком этого способа является то, что осадок малорастнорим только при наличии в нем избыточной извести. При контакте с водой избыточная известь вымывается и растворимость осадка возрастает. ,Кроме того, при подобном ведении про- t0 цесса сточные воды с содержанием мышьяка в несколько десятков мг/л не.обходимо очищать в две стадии.

Цель изобретения - повышение степени очистки .сточных вод от мышьяка при одновременной очистке от селена.

Поставленная цель достигается тем,. что кальций- и фосфорсодержащие реагенты вводят в соотношении {2)73,7):1 и выдерживают в течение 10- $0

11 сут.

Причем содержание мышьяка и селена в осадке не должно превышать 15

18 мол.-- от суммарного содержания

Фосфора и вышеуказанных соединений .

Необходимость добавления кальция и фосфора в таком соотношении продиктована тем, что при этом соотношении осадок при старении кристаллизуется и приобретает структуру гидроксилапатита. Мышьяк и селен.в этой структуре занимают места ОН-групп.

При соотношении Са:Р в растворе менее 2,? осадок не способен захватывать мышьяк и селен, а при соотноше, нии более 3,7 в составе осадка возможно образование менее устойчивых структур, растворимость которых высока. Свежеосажденный осадок рентгенсаморфен и его .растворимость выше

ПДК. При старении он приобретает 40 структуру гидроксилапатита и его растворимость по мышьяку в нейтральных и щелочных средах ниже ПДК. Необходимое время старения для получения кристаллического осадка со струк- 45 турой гидроксилапатита составляет

10-11 сут. При меньшем времени старения устойчивость осадка мала. Более длительное время старения не влияет на свойства осадка, так как происходит образование труднорастворимого минерала — гидроксилапатита. Фазы арсената и селенита кальция н осадке не обнаружено. Таким образом, очистка сточных вод от мышьяка и селена сводится к получению труднорастворимого соединения типа гидрок.силапатита, содер>кащего н своей решетке арсенат и селенит-ионы.

Образование подобного соединения зависит от соотношения кальция и фосфора в растворе и времени старения осадка. При несоблюдении указанных условий не происходит осаждение мышьяка или он осаждается, но осадок не,имеет структуры гидроксилапатита и его растворимость выше ПДК. B отдельных случаях осадок, не отвечающий по своей структуре апатиту, может иметь растворимость по мышьяку менее ПДК. Это возможно, когда осадок имеет избыточную окись кальция.

При контакте с водой избыточная окись кальция вымывается и растноримость осадка возрастает, т.е. он не удовлетворяет условиям хранения в простейших могильниках..

Пример . К промышленным сточным водам, содержащим 35 мг/л пятиналентного мышьяка и 2 мг/л

)селена (общее селесодержание

3,0 г/л),.добавляют 40 РО И Са(ОН)

Перемешивание ведут 30 мин. Затем осветленный слой анализируют на мышьяк и селен, а осадок с частью маточного раствора выдержинают необходимое время. Периодически осадок отбирают и исследуют его растворимость по мышьяку, а также проводят рентгенофазовый и другие анализы. Растворимость осадка определяют в отсутствие гидроокиси кальция. Результаты приведены в таблице.

Растворимость по Аь в нейтральной среде,мг/л

0,034 0,83 0,03 0,02

I

Продолжение таблицы

833571

Растворимость по Яз в нейтральной среде,мг/л

Мольное соотношение Са:Р

Остаточная кон,центрация,мг/л

Концентрация в растворе, мг/л

Se в раст- в осад воре ке

А s

Са

Время, сут

1 14 35

2,00 0,05 0,032 0,60 0,03 0,02

375 90,0 3,24

410 90,0 3,54 2,25 0,05 0,030

2,50 0,05 0,025

430 90,0 3,70

460 90,0 3,98

2,75 0,05

550 90,0 4,78

3, 50 0,05

1,20 0,80 0,80

1,50 1,00 0,60

25 селена,.кальций- и фосфорсодержащие реагенты вводят в соотношении (2,73,7):1 и выдерживают в течение

10-11 сут. .2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что кальций- и фосфор содержащие реагенты вводят из расчета содержания мышьяка и селена в осадке, не превышающем 15-18 мол.Ъ от суммарного содержания фосфора и вышеуказанных соединений.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3216787, кл. 23-22, 1976.

4О 2. Николаев А.В., Мазурова A.A.

Известия СО AH СССР", 1970, 9 7.

Составитель Е.Верхутова

Тежред З . фанта Корректор Н .Швыдкая

Редактор С.Шевченко

Заказ 3910/20 Тираж 1007 Подпис ное

ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )Х-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

490 90,0 2,24 3,00 0 05

720 90,0 6,20 4,80 0 05

800 90,9 6,80 5,00 0,05

Как видно из представленных дан" ых растворимость образовавшихся осадков, содержащих токсичные элементы, в условиях предлагаемого способа минимальна, что позволяет удалять из сточной воды мышьяк и целен до ПДК.

1. Способ очистки сточных вод от мышьяка путем перевода в труднорастворимое соединение обработкой каль" ций- и фосфорсодержащими реагентами, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки от мышьяка при одновременной очистке от

0,70 0,04 0,04 .0,06 0,02 0,01

0,78 0,30 0,22

1,00 0,40 0,46

1,34 0,60 0,78