Способ очистки сточных вод от цианидов и роданидов
Авторы патента:
Использование: для очистки сточных вод. Способ очистки сточных вод от цианидов и роданидов включает введение сточной воды в электрохимический реактор, электрохимическое окисление роданидов на аноде в кислой среде с получением цианистоводородной кислоты и ее последующую нейтрализацию раствором гидроксидов щелочных или щелочноземельных металлов. Сточные воды подают в катодное пространство, отделяют от анолита анионообменной мембраной. Цианистоводородную кислоту выдувают из анолита воздухом.
Изобретение относится к области очистки сточных вод, в частности от цианидов и роданидов.
Наиболее близким по технической сущности является принятый за прототип способ очистки сточных вод от роданидов, включающий введение сточной воды в электрохимический реактор, электрохимическое окисление роданидов на аноде в кислой среде с получением цианистоводородной кислоты и последующую ее нейтрализацию раствором гидроксидов щелочных или щелочноземельных металлов. Недостатки известного способа - невысокое качество воды после очистки, низка степень рекуперации цианид-иона, образующегося при электрохимическом окислении роданидов, и утилизации других компонентов сточной воды, например, ионов серы. Это объясняется тем, что в процессе очистки в сточной воде образуется серная кислота как продукт электрохимического окисления роданидов, для нейтрализации которой сточные воды вынуждено обрабатывают известью с последующим удалением осадков. Кроме того, при аккумуляции цианид-ионов в сточной воде наряду с окислением роданид-ионов окисляются цианид-ионы, степень окисления которых достигает значительных величин. Цель изобретения - повышение эффективности очистки путем повышения качества очищенной воды, степени рекуперации цианида, утилизации компонентов, присутствующих в воде и повышения скорости очистки. Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки сточных вод от цианидов и роданидов, включающем введение сточной воды в электрохимический реактор, электрохимическое окисление роданидов на аноде в кислой среде с получением цианистоводородной кислоты и ее последующую нейтрализацию раствором гидрооксидов щелочных или щелочноземельных металлов, сточные воды подают в катодное пространство, отделяют от анолита анионо- обменной мембраной, а цианистоводородную кислоту выдувают из анолита воздухом. Выдувание цианистоводородной кислоты из анолита воздухом проявляет новые технические свойства, а именно исключает окисление цианид-ионов на аноде, что повышает степень рекуперации цианид-ионов, разрушает диффузионный слой жидкости на аноде, повышая тем самым скорость окисления (разрушения) роданид-ионов, повышает концентрацию серной кислоты в анолите и, как следствие, его электропроводность, уменьшая при этом энергетические затраты на очистку сточной воды и охлаждая анолит, повышает срок службы анионообменной мембраны. Подавая сточные воды в катодное пространство реактора и отделяя их анионообменной мембраной от анолита (анодного пространства), сточные воды очищают электродиализом в катодном пространстве от роданид-ионов, переводя их под воздействием постоянного электрического тока через анионообменную мембрану в анолит (анодное пространство), и одновременно окисляют роданид-ионы на аноде до цианистоводородной и серной кислот. Образующуюся цианистоводородную кислоту отделяют от серной, продувая воздух через анолит и нейтрализуют, барботируя через раствор гидроксидов щелочных или щелочноземельных металлов. Перед нейтрализацией цианистоводородную кислоту диспергируют, пропуская через пористую диафрагму. При этом, поскольку анионообменная мембрана препятствует проникновению продуктов электрохимического окисления роданидов обратно в катодное пространство реактора, т. е. сточные воды не смешиваются с анолитом, исключается загрязнение очищенной от роданидов воды сульфат-ионами. Отделение цианистоводородной кислоты от серной продувкой воздуха через анолит исключает возможность окисления цианид-ионов, способствует тем самым повышению степени рекуперации цианид-ионов и накоплению серной кислоты, которая может быть утилизирована в других технологических процессах. Диспергирование цианистоводородной кислоты в среде гидрооксида щелочных металлов повышает степень улавливания цианистоводородной кислоты и повышает степень рекуперации цианид-иона. П р и м е р (по прототипу). Тиоцианатный (роданистосодержащий) CNS-раствор в электрохимическом реакторе обрабатывали в прерывистом рециркуляционном режиме при температуре 24-29оС, постоянном рабочем токе и скорости протекания рециркуляционных потоков. Промежуточная концентрация роданид и цианид-ионов в растворе соответственно составляла 37 и 950 мг/л. Через 50 мин обработки раствора концентрация компонентов снизилась CNS - до 9 мг/л, а CN - до 892 мг/л. Степень очистки от ионов составил, % : роданид-ионов 75,1, цианид-ионов - 6,1. Степень рекуперации равна нулю, а раствор требует дополнительной обработки для очистки от сульфат-ионов и цианид-ионов. П р и м е р 1. Сточную воду с массовыми концентрациями цианид-иона 120 мг/л и роданид-иона 100 мг/л, рН = 11,0 подавали в катодную камеру ячейки электрохимического реактора рабочим объемом 0,011 м3 на 1 м2 катодной площади, которую предварительно отделяли от анодной камеры анионообменной мембраной МА-40 иЛ. Анолит с исходной массой концентрацией серной кислоты 49 г/л заливали в анодную камеру. Сточную воду обрабатывали постоянным током плотностью 120 А/м2 в течение 20 мин. Одновременно анолит продували воздухом под давлением 980 Па, отдувая образующуюся при окислении роданид-ионов цианистоводородную кислоту от серной кислоты, препятствуя тем самым окислению цианид-ионов на аноде. Отдуваемую воздухом цианистоводородную кислоту перед нейтрализацией барботированием в растворе гидрооксида натрия диспергировали, пропуская поток через пористую диафрагму. За 20 мин обработки массовая концентрация цианид-иона снизилась до 0,3 мг/л, а роданид-иона - до 0,2 мг/л, что соответствует 99,8% степени очистки. Степень электрохимического окисления роданид-ионов составила 98,4, а общая степень рекуперации цианид-иона - 90% . П р и м е р 2. Сточную воду с массовой концентрацией цианид-иона 120 мг/л и рН = 11,0 очищали аналогично условиям примера 1. После очистки массовая концентрация цианид-иона снизилась до 0,4 мг/л, что соответствует 99,7% степени очистки. Степень рекуперации цианид-иона составила 90% . Из примеров видно, что более высокая степень очистки от цианид- и роданид-ионов достигается в 2,5 раза быстрее, чем в известном способе. Кроме того, по сравнению с прототипом предлагаемый способ существенно повышает качество очищенной сточной воды за счет отсутствия в ней сульфат-ионов и позволяет утилизировать образующуюся серную кислоту. Использование предлагаемого способа создает также социальный эффект, связанный с уменьшением загрязнения водоемов токсичными цианид- и роданид-ионами и менее токсичными сульфат-ионами.Формула изобретения
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ЦИАНИДОВ И РОДАНИДОВ электрохимическим окислением последних на аноде в кислой среде с получением цианистоводородной кислоты и нейтрализацией ее раствором гидрооксидов щелочных или щелочноземельных металлов, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, электрохимическое окисление ведут в анодной камере мембранного электролизера с анионообменной мембраной при подаче сточных вод в катодную камеру и перед нейтрализацией полученную цианистоводородную кислоту отдувают воздухом.
Похожие патенты:
Изобретение относится к устройствам, предназначенным для очищения промышленных и бытовых стоков, природных вод и других жидкостей
Электрокоагулятор // 2013376
Изобретение относится к химической технологии, в частности к области концентрирования растворов путем упаривания
Устройство для осветления воды // 2011641
Изобретение относится к устройствам для очистки, как природных вод, так и для промышленных стоков, а также в других отраслях народного хозяйства
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к очистке шахтных вод
Способ очистки кислых сточных вод // 2011639
Изобретение относится к способам очистки кислых природных и сточных металлосодержащих вод от ионов железа, алюминия, и других цветных металлов и может быть использовано при очистке шахтных, черной и цветной металлургии сточных вод
Изобретение относится к способам извлечения элементов (Mn, Fe, zn, Cu, Pb) из природных и сточных вод, полученных после сорбции микроэлементов анализируемых объектов, в частности, к аналитической химии, химической технологии
Изобретение относится к способам отделения и повторного использования остаточных веществ из сточной воды синтеза 5-амино-4-хлор-2-фенил-3-(2Н)-пиридазинона, полученного из 4,5-дихлор-2-фенил-3-(3Н)-пиридазинона и аммиака, путем подкисления сточных вод до pH 1 - 4 и удалением образующегося осадка, который переводят посредством хлорирующего средства в 4,5-дихлор-2-фенил-3(2Н)-пиридазинон
Смеситель-активатор сточной воды // 2100280
Переносной водоочиститель // 2100281
Способ обработки воды // 2100283
Изобретение относится к области получения фильтрующих материалов и использования этих материалов в фильтрах для очистки сточных нефтесодержащих вод нефтяного производства от нефтепродуктов
Электрохимическая установка // 2100285
Изобретение относится к электрохимической обработке водных растворов и получения газов, а именно к электрохимической установке со сборными и распределительными коллекторами анолита и католита, при этом анодные и катодные камеры выполнены в форме параллелограмма, в верхних и нижних углах которого для сообщения соответственно со сборными и распределительными коллекторами устроены каналы, обеспечивающие направление движения электролитов в анодных камерах справа-наверх-влево, а в катодных камерах - слева-наверх-вправо, и выполненные в виде ограниченного пространства, осуществляющего неполное сжатие и расширение потока электролита за счет того, что одна сторона канала представляет собой прямую, являющуюся продолжением боковой стенки камеры до пересечения со сборным или распределительным коллектором в точке прохождения радиуса коллектора R, перпендикулярного этой боковой стенке, вторая сторона канала изготовлена в виде полукруга, соединяющего сборный или распределительный коллектор со второй боковой стенкой камеры в точке пересечения полукруга с радиусом коллектора R, параллельным прямой стороне канала, причем радиус полукруга r и радиус сборного или распределительного коллектора R связаны соотношением R > r > 0
Изобретение относится к обработке воды, а именно к способу обеззараживания воды, основанному на электролизе, при этом обработку исходной воды осуществляют одновременным воздействием на нее в анодных камерах двух двухкамерных электролизеров с катионообменными мембранами атомарного кислорода, угольной кислоты, а также гидратированных ионов пероксида водорода с введением в анодную камеру первого электролизера водного раствора гидрокарбоната натрия с рН = 10,5...11,5, в анодную камеру второго электролизера водного раствора гидрокарбоната натрия с рН = 8,5...9,0, получением после анодной камеры первого электролизера анолита с рН = 3-4, последующей доставкой его в обе камеры второго электролизера и получением после катодной камеры второго электролизера питьевой воды с рН = 7,0-8,5, при этом получаемый во втором электролизере анолит смешивается с исходной водой перед введением в камеры первого электролизера, а католит после первого электролизера отводится из устройства