Способ электрохимической очистки сточных вод от фтора
Изобретение относится к электрохимическим методам очистки сточных вод от фтора и может быть использовано в различных производствах, в сточных водах которых находится фтор. Цель - повышение степени очистки и отделения образующегося осадка. Электролиз проводят с использованием растворимых электродов и механической активацией их поверхности за счет использования абразивного вращающегося электрода при наложении периодического тока и с введением в очищаемую, воду затравки, причем в качестве материала растворимого электрода используется алюминиево-кремневые сплавы с содержанием кремния 3- 12%, а в качестве затравки используется каолин в количестве 0.05-0,1 кг/м . 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 С 02 Е 1/46
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4789687/26 (22) 08.02.90 (46) 15.04.92, Бюл. ¹ 14 (71) Кишиневское научно-производственное объединение "Технология" (72) B.Â.Êîâàëåâ и О.В.Ковалева (53) 628.543 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1085941, кл. С 02 F 1/46, 1982. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ
ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ФТОРА (57) Изобретение относится к электрохимическим методам очистки сточных вод от фтора и может быть использовано в различных
Изобретение относится к электрохимическим методам очистки сточных вод от.фтора и может быть использовано в различных производствах, в сточных водах которых находится фтор;
Цель изобретения — повышение степени очистки, Применение алюминиево-кремневого анода из силуминовых сплавов не только удешевляет исходный материал, который является распространенным и общедоступным литейным сплавом, причем в производствах всегда имеются литейные отходы этого сплава. которые целесообразно использовать для отливок в качестве растворимых электродов. В прсцессе электролиза при достаточно высоких плотностях тока благодаря наличию кремния в составе шла. Ж 1726388 А1 производствах, в сточных водах которых находится фтор. Цель — повышение степени очистки и отделения образующегося осадка.
Электролиз проводят с использованием растворимых электродов и механической активацией их поверхности эа счет использования абразивного вращающегося электрода при наложении периодического тока и с введением в очищаемую, воду затравки, причем в качестве материала растворимого электрода используется алюминиево-кремневые сплавы с содержанием кремния 312%, а в качестве "затравки" используется каолин в количестве 0.05-0.1 кгlм . 1 табл. ма образуются микроколичества продуктов его окисления в виде кремневых соединений, наличие которых в среде суспензии способствует протеканию коагуляционнофлокуляционных процессов и соответственно, укрупнению частиц осадка, представляющего собой гидроксид алюми- Ю ния, шлам от нерастворившейся части анод- ОО ной массы, а также суспендированные частицы других веществ, вводимых в обрабатываемую воду, и образующихся в результатее побочных реакций, протекающих при электролизе и при гомогенном взаимодействии ингредиентов e дисперсной среде.
При этом на поверхности этих частиц благодаря ее развитости и специфических свойств протекают сорбционные процессы, в результате которых ионы фтора и образующиеся алюмофторидные комплексы ад1726388 сорбируются, а в результате укрупнения частиц — оккл1одируются с образованием устойчивых от вторичного. растворения форм осадка. За счет коагуляционно-флокуляцион ного укрупнения частиц осадка обеспечивается увеличение его гидравлической крупности, а значит, и снижение затрат на последующие операции осветления, фильтрации и доочистки воды. на отстаивание и обезвоживание осадка.
Алюминиево-кремниевые сплавы (силумины) применяют преимущественно в виде отливок питьевых отходов, образующихся в производстве, которые существенно дешевле и доступнее, чем обычно применяемый по условиям прототипа в качестве пластинчатых электродов конструкционный алюминий. Наиболее распространенные марки силуминов АЛ-2 (Si — 10-13;4), АЛ-6 (Sl—
4,5-6о ) и др. АЛ-4 (8-10,5ф, Si).
Введение "затравки" в виде суспензии каолина обеспечивает инициированную кристаллизацию частиц осадка из его аморфн ых форм, повышает его общую сорбционную емкость, увеличивает седиментационные свойства. а после отделения и обезвоживания — легкую утилизируемость. При этом наиболее целесообразным методом утилизации таких осадков является гидротермическое изготовление из них цеолитов — эффективных адсорбентов, чему способствует образующийся состав осадка, основу которого составляют соединения алюминия и кремния.
Причем ценность синтезируемых цеолито-. вых адсорбента из образующихся осадков при очистке сточных вод по предлагаемому решению может не уступать по важности решению проблемы самой очистке воды от ионов фтора.
Каолин — минеральное вещество, в состав которого входит Si0z (50-75), Alz03 (1734ф), TiOz (0,2-2Я СаО (0,1-1,0®, MgO .(0,1-0,5 ), применяют после обогащения путем отделения fRNHNGToA составляющей от грубозернистой.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
Пример. Сточную воду с рйисх. 5,5, содержащую 25 мг/л ионов,что соответствует реальному количеству в производственных условиях, пропускали через электролизер с вращающимся абразивным катодом. В качестве анода использовали силумины марок АЛ с различным содержанием кремния. Источником питания служила установка MflTOPM-16 00 (источник питания током обратным регулируемым импульсом), обеспечивающим регулирование прямого и обратного импульсов тока в широком диапазоне.
Концентрации ионов фтора в воде до и после очистки определяли ионселективнь(м
5 электродом по стандартной методике. Сравнительную скорость осветления определяли в цилиндре по величине уплотнения осадка за 30 мин по отношению к общему объему жидкости.
Результаты приведены в таблице.
Как следует иэ представленных данных. предлагаемые пределы содержания кремния в силуминовом сплаве, а также "затрав15 ки" каолина — составляющие соответственно 3-12 Д, и 0,05-0,1 кгlм, явз ляются оптимальными. Применение силуминов с содержанием кремния в сплаве менее 3 Р (опыты 2,3) недостаточно эффективно как с точки зрения степени очистки
20 воды, так и седиментационных характеристик осадка. Также недостаточно влияние низких концентраций вводимого каолина (опыт 4) на зти характеристики процесса очистки воды.
25 При содержании кремния в сплаве свыше 127ь (опыты 13-15), как и количества вводимого каолина свыше 0,1 кг/M (опыт 6) з является достаточным для достижения поставленных целей, так как их увеличение
30 свыше предлагаемых пределов не отражается на степени очистки воды и седиментационных свойствах.
Технико-экономические показатели процесса очистки сточных вод от ионов фто35 ра по предлагаемому решению по сравнению с известными условиями по прототипу, следующие: — возрастает эффективность очистки от ионов фтора с обеспечением их остаточных
40 количеств до ПДК (для сброса в горколлектор); — упрощается процесс очистки, возрастает надежность эксплуатации установки, обеспечивается возможность а втоматиза45 ции режимов электролиза и дозирования добавок; — снижаются удельные энергозатраты на процесс электролиза благодаря непрерывной активации поверхности электродов, 50 удешевляются затраты на расходуемый металл анодов как за счет более дешевых силуминовых заготовок взамен конструкционного алюминия, так и за счет .снижения его общего количественного рас55 хода по отношению к ионам фтора благодаря более высокой сорбцион ной емкости образующегося осадка. содержащего гидроксид алюминия. соединения кремния и другие:
1726388 творимых электродов с механической активацией их поверхности за счет использования абразивного вращающегося электрода при наложении периодического тока с обратным регулируемым импульсом, о т л и ча ю шийся тем, что, с целью повышения степени очистки, в качестве материала растворимого электрода применяют алюминиево-кремневые сплавы с содержанием кремния 3-12% и с введением в очищаемую воду "затравки" каолина в количестве 0,050,1 кг/м . — одновременно обеспечивается корректирование рН обрабатываемой среды и полное связывание свободных ионов алюминия в очищаемой воде; — создана возможность разработки еди- 5 ного комплекса очистки воды, включающего ее электролитическую обработку, осветление и фильтрацию очищенной воды, отстаивание,уплотнение и фильтрацию осадка на установке типа "Элефтор". 10
Формула изобретения
Способ электрохимической очистки сточных вод от фтора с использованием расСодержание ионов Уплотняемость осадка фтора в очищенной за 30 мин, % к общему воде, мг/л обьему
Условия и ове ения и î есса содержание Sl в со- количество затравки ставе растворимого каолина, кг/м з алюминиевого анода, мас.
По условиям прототипа отс. гексаме тафосфат -0,003
По и е лагаемым словиям
2,8
Составитель А.богданов
Редактор М.Недолуженко Техред M.Моргентал Корректор Н.Король
Заказ 1243 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
<1
<1
3
3
8
12
12
12
12
>18
>18
>18
0,05
0,1
<0,01
0,05
0,1
>0,15
0,05
0,1
<0,01
0,05
0,1
>0,15
<0,01
0,05
0,1
2,9
2,8
2,3
1,0
0,8
0,8
0,9
0,8
1,9
0,8
0,6
0,6
1,8
0,6
0,6
52
48
48
33
33
34
32
41
33
32
32
38
32
