Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и органических веществ

 

Использование: в машиностроительной, приборостроительной, химической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: сточные воды обрабатывают флотореагентом - солью синтетических жирных кислот с последующей флотацией, флотацию ведут при pH 7,5-8,0 с использованием реагента пенообразователя - алкансульфоната, который вводят в сточные воды в количества 5-7,5 мг/л. 1 табл.

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод, например, гальванических производств и может быть использовано в машиностроительной, приборостроительной, химической и др. отраслях промышленности для очистки воды от ионов и осажденных форм токсичных металлов, например железа, хрома, меди, цинка, никеля, а также от органических веществ.

Известны способы очистки сточных вод гальванических производств, химическими, электрохимическими, флотационными способами и их комбинированием, а также сорбционные и ионообменные [1] К недостаткам их относится либо невысокая (до 80-85%) эффективность очистки от ионов тяжелых металлов (химический и электрохимический способы, безреагентная напорная флотация), либо их низкая экономичность и усложненность использования в промышлености (сорбционные и ионообменные способы).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, включающий предварительную электрохимическую коагуляцию с последующей флотацией флотореагентом [2] Недостатком способа является использование в качестве реагента пенообразователя смеси спиртов пиренового и диоксанового ряда (реагенты НК-82, оксаль), относящихся к хорошо растворимым соединениям, обладающим низкой сорбционной активностью к твердым поверхностям, что сильно затрудняет их вывод из жидких водных фаз. Например, при очистке хромсодержащих гальванических стоков Пермской Приборостроительной Компании с исходным содержание органических соединений по показателю химическая потребность в кислороде (ХПК) 87,5 мг O₂/л способом [2] при использовании Nа-мыл синтетических жирных кислот с расходом 1 мг/мг металла и НК-82 с концентрацией 20 мг/л величина ХПК в очищенных стоках составила 64,1 мг O₂/л. Извлечение органических соединений по ХПК составило 30,4% технический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении вредного воздействия сточных вод гальванического производства на окружающую среду.

Данный результат достигается тем, что в способе очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и органических веществ, включающем флотацию с использованием в качестве флотореагента солей синтетических жирных кислот с длиной углеводородного радикала более C₂₁ и пенообразователя, при этом предварительно сточные воды нейтрализуют до pH 7,5-8, а затем обрабатывают пенообразователем с последующей флотацией, при этом в качестве пенообразователя используют алкансульфонаты, которые вводят в сточные воды в количестве 5-7,5 мг/л.

Применение в качестве пенообразователя алкансульфонатов (волгоната) с длиной углеводородного радикала C₁₁ C₁₈(ТУ 6-01-5763450-102-90) [3] в смеси с Nа мылами жирных кислот позволяет достигать высокого давления как ионов тяжелых металлов, так и органических веществ по сравнению со спиртами пиранового и диоксанового ряда, при этом значительно снижается расход реагента (5-7,5 мг/л волгоната, вместо 15-20 мг/л спиртов пиранового и диаксанового ряда).

Способ осуществляется следующим образом.

Очистку сточных вод гальванических производств проводят путем нейтрализации их щелочным или кислотным агентом до pH 7,5-8,0 и ведут обработку (кондиционирование) воды с флотореагентом в течение 1-2 мин в механической мешалке. После кондиционирования осуществляют флотацию, например, в пневматических флотоаппаратах колонного или компрессионно-колонного типа. Флотация осуществляется пузырьками воздуха с дисперсностью (до 90%) не менее 0,8 мм при расходе воздуха 0,5-1,0 м³/минм³ объема камеры. В качестве флотореагента используют 2-5% водную эмульсию из Nа-мыл синтетических высших жирных кислот с длиной углеводородного радикала выше C₂₁(ТУ 38.302-30-51-92) в количестве 1 мг/мг металла в смеси с алкансульфонатом (волгонатом) [3] при расходе 5мг/л сточной воды. Воду после очистки, соответствующую требованиям ГОСТ 9.314-90 [4] направляют на повторное использование в гальванопроизводстве или сбрасывают в горколлектор. Пенный продукт фильтруют или обезвоживают на центрфугах.

Пример 1. В механическую мешалку одновременно подают предварительно нейтрализованную до pH 7,5-8,0 сточную воду, содержащую, мг/л: железо 29,0; никель 0,97; медь 1,7; цинк 1,3 и хром 22,0 с величиной ХПК 87,5 мг O₂/л и водную 2% эмульсию флотореагента из расчета 1 мг/мг металла Nа -мыл СЖК и 5 мг/л волгоната. После 1-2 мин перемешивания вода поступает на флотацию. Время флотации в пневматическом флотоаппарате 2,5-3 мин.

Пенный продукт самотеком поступает на фильтрационную установку, а очищенная вода направляется на повторное использование в гальванопроизводстве, либо сбрасывается в горколлектор. Результаты химического анализа воды, очищенной по предлагаемому способу и степень извлечения основных ингредиентов представлены в таблице.

Использование предлагаемого способа очистки сточных вод гальванических производств позволяет: повысить извлечение органических веществ с 30,4% при использовании НК-82 до 80% при использовании алконсульфоната; снизить расход реагента-пенообразователя, за счет применения более эффективного; обеспечить высокую степень очистки от токсичных тяжелых металлов, а следовательно снизить вредное воздействие на окружающую среду.

Источники информации.

1. Экологические проблемы в гальваническом производстве.

Материалы семинара. Общее "Знание" РСФСР, Москва, 1992 г. 148 с.

2. Патент Российской Федерации N 2038328, кл. C 02 F 1.62, Б.И. N 18, 27.06.95 г.

3. Поверхностно-активные вещества. Справочник Ленинград, Химия, 1979 г. с. 279-280.

4. ГОСТ 9.314-90. Вода для гальванического производства и схемы промывок.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и органических веществ, включающий флотацию с использованием в качестве флотореагента солей синтетических жирных кислот с длиной углеводородного радикала более С₂₁ и пенообразователя, отличающийся тем, что предварительно сточные воды нейтрализуют до pH 7,5 8,0, затем обрабатывают пенообразователем с последующей флотацией, при этом в качестве пенообразователя используют алкансульфонаты, которые вводят в сточные воды в количестве 5,0 7,5 мг/л.

РИСУНКИ

Рисунок 1