И.А. Вайнштейн, Л.Д. Кленышева, Г.А. Куденко =Ь. Р.. Шварц, C И. Спиридонова, В. И. Запьянцев, В.С. Дмитриев, Л. Г. Чулкова, Г.С. Майстренко и И.M. Шабельник

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по очистке технологических газов, сточных во и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной )металлургии (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) спОсОБ Очистки кислых железосодеРжАцих

СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к способам очистки железосодержащих сточных вод сернокислого и смешанного травления нейтрализацией известковым молоком и может быть применено в черной металлургии и других отраслях промышленности.

Известен способ стабилизации проьивных вод травильных отделений с целью их использования в оборотном водоснабжении, при котором для более полной кристаллизации сульфата кальция в нейтрализованные промывные воды подают гипсовую затравку (1)..

Недостаток данного способа заключается в том, что для приготовления гипсовой затравки необходимо большое количество дефицитной серной кислоты.

Кроме того, само приготовление затравки требует специального дополнительного оборудования и при этом не интенсифицируется .процесс осветления нейтрализованной воды.

Известен способ .очистки кислых железосодержащих сточных вод, включающий их нейтрализацию известковым молоком, разделение смеси на повторно используемую воду и осадок, который затем подвергают кристаллизации путем нагрева и аэрации и возвращают . на стадию нейтрализации )2).

При таком. способе объем во5 ды, который следует выводить из системы для предотвращения образования отложений, составляет

25% и более, в зависимости от исходного состава, температуры..

30 и других условий. Более высокая сте". пень использования воды в обороте приводит к образованию гипсовых отложений ввиду того, что высаживание гипса из пересыщенных растворов на рециркулирующем осадке происходит медленно.

Цель изобретения вЂ” интенсификация процесса очистки кислых железосодержащих сточных вод путем ускорения разделения смеси и кристаллизации сульфата. кальция в повторно используемой воде.

Цель достигается тем, что к 1/42с 3/4 осадка (по объему), возвращаемого на нейтрализацию, добавляют смесь магнетита с гипсом в соотношении

1:2-3 и перемешивают.

Преимущественно перемешивание ведут при 20-80 С в течение 10-120 мин.

812755

Таблица 1

Вид рециркулируемого осадка рН нейтрализованной воды

Концентрация

CaSO+ в осветленной воде, г/л

Степень пересыщения CaSO, Ъ

40,0

3,11

9,2

2,58

16,0

9,2

13,0

2,50

9,2

34,0

2,98

Способ осуществляют следующим образом. Кислые желеэосодержащие сточные воды нейтрализуют известковым молоком до рН 8-10. Разделяют смесь на повторно используемую воду, содержащую сульфат кальция и осадок. Осадок выводят иэ отстойников в аэраторы-подогреватели, где его подвергают кристаллизации. К 1/4-3/4 (по объему) осадка добавляют смесь магнетита с гипсом в соотношении 1:2-3, затем возвращают на стадию нейтрализации сточных вод и перемешивают в течение

10-120 мин при 20-80 С.

Уплохкенный осадок из шлама промывных вод

Уплотненный осадок из шлама провывных вод

+ 1/2 от его объема смесь магнетита и гипса в соотношении 1:2

Уплотненный осадок из шлама профжвных вод

+ 1/2 от его объема смесь магнетита и гипса в соотношении 1:4

Уплотненный осадок из шлама промывных вод

+ 1/2 от его объема смесь магнетита и гипса в соотношении 1:1

Как видно, уменьшение количест ва . гипса в добавляемой смеси ниже чем

1:2 (до 1:1) резко снижает. степень снятия пересыщения.сульфата кальция (34% против 16%), в то время как увеличение его в смеси до соотношения

1:4 почти не сказывается на конечной концентрации сульфата кальция в oc- $$ ветленной воде 2,50 г/л (13% переаыщения) против 2,58 г/л (16% пересыще-. ния). Количество рециркулируемого (подаваемого на нейтрализацию) осадка составляет от 1/4 до 3/4 от обще- щ

ro, предпочтительно 1/2 по объему.

Объем возвращаемого осадка обусловлен тем, что при меньшей его дозе. незначителен эффект уплотнения .осад ка в отстойнике, а при большей дозе

Пределы подаваемых магнетита и гипса обусловлены тем, что при уменьшении массы гипса величина активной поверхности частиц оказывается недостаточной для ускорения процесса кристаллизации сульфата кальция из воды. Увеличение же количества гипса. к добавляемой, против указанного., почти не сказывается на увеличении скорости процесса кристаллизации,и потребует дополнительных затрат на получение гипса.

В табл. 1 приведены данные по снятию пересыщения сульфата кальция рециркулирующим осадком. возрастает нагрузка на отстойник и затраты на рециркуляцию осадка, эффект же уплотнения существенно не меняется.

Наиболее предпочтителен возврат половины объема осадка, так как это обусловлено простотой доэирования.

Увеличение объема рециркулирующего осадка выше 3/4 по объему. приводит к

его дальнейшему уплотнению и снижению влажности, но ввиду увеличения общей массы осадка уже не приводит к уменьшению его объема. При снижении допи рециркулируемого осадка ниже

1/4 общий эффект (уплотнения и снижения влажности) незначителен. Длительность перемешивания связана с дозой затравки и температурой. При обычной

812755

Вид рециркулируемого осадка

Температура йеремешивания, Время перемешивания, мин.рН нейтралиэованной воды

2,42

2,48

9,5

120

8,8

12,2

8,8

То же

2 0

12,7

2,49

8,8

11,3

2,46

8,8 (25oC) температуре требуется не менее чем двухчасовое перемешивание, при увеличении температуры от 25 до 80 С, оно сокращается до 10 мин при одной и той же дозе затравки.

Уплотненный осадок из шлама промывных вод и

1/2 смеси магнетита с гипсом в соотношении

1:2

Пример 1. Промывную воду состава, г/л: Fe (общ. ) 0,70; HgSOg

0,30; сумма хлорид вЂ” и нитрат вЂ” ионов

0,10; сумма ионов марганца, цинка, меди 0,2 готовят растворением техни- . ческих солей и кислоты в воде. Кислую воду (в количестве 2 л) нейтрализуют известковым молоком до рН

8,6 в фарфоровом стакане и осветля ют в мерных цилиндрах емкостью на

1 л. В осветленную воду вносят новые порции солей и кислоты до получения воды вышеуказанного состава. Осадок из цилиндров путем нагрева до 60 С и аэрации сжатым воздухом переводят в кристаллическую закись-окись железа. В полученный. уплотненный осадок добавляют смесь магнетита с гипсом в соотношении 1:2 соответственно в количестве 50% от веса осадка. Новую порцию (2 л) кислой воды нейтрализуют известковым молоком до рН 8,9,при нейтрализации добавляют полученный уплотненный осадок.со смесью магнетита и гипса, нейтрализованную воду с добавлением перемешивают при 25 С

120,мин затем осветляют. В осветленной воде контролируют содержание сульфата кальция, концентрация которого составляет 2,42 г/л.

Hp и м е р 2. Кислую воду состава, указанного в примере 1, нейтрализуют известковым .молоком до рН 9,1 при 50 С. В момент .нейтрализации в стакан вносят уплотненный осадок с добавлением смеси магнетита и гипса.

Количество добавки. составляет 30% от веса уплотненного. осадка. Уплотненный осадок получают из шлама нейтДанные по влиянию температуры на длительность времени перемешивания и остаточную концентрацию сульфата кальция в осветленной воде приведены в табл. 2.

Т а б л и ц а 2

Концент- Степень перация ресыщения

CaSO4a Са504, % осветленной воде, г/л рализованной ранее порции кислой воды путем нагрева до 60 С и аэрации сжатым воздухом. Нейтрализованную воду перемешивают с добавками..при 50ОС в течение 45 мин. Концентрация сульфата кальция в осветленной воде составляет 2,48 г/л.

35 Пример 3. Промывную воду такого же состава, как и в первых двух примерах нейтрализуют известковым молоком до рН 9,17 при 80ОС.При нейтрализации в воду вносят уплотнен4g ный осадок с добавлением смеси магнетита и гипса. Количество добавки составляет 50% от массы осадка, соотношение магнетита и гипса в добавляемой смеси было 1:2 соответственно.

Нейтрализованную воду с добавками перемешивают 10 мин при 80 С. Концентрация сульфата кальция в осветленной воде составляет 2,43 г/л.

Таким образом., во всех трех приведенных примерах степень пересыщеиия сульфата кальция в осветленной воде не превышает 10-13% и, следовательно, количество свежей воды, неОбходимой дЛя продувки системы оборотного водоснабжения, может быть

И снижено до 10-13%. Предлагаемый способ очистки кислых желеэосодержащих сточных вод позволяет ускорить процесс их осветления и кристаллизацию сульфата калью ция. Технико-экономическая эффектив-. нОсть способа определяется повышени- . ем степени использования воды в оборотном водоснабжении .с одновременным

:предотвращением.образования.гипсовых отложений, что позволяет сократить

812755

Формула изобретения

Составитель Г. Лебедева

Редактор М. Дылын Техред H.Граб Корректор В. Синицкая

Заказ б 79/28 Тираж 1007 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 затраты на доочистку воды перед сбросом ее в водоемы, а также сократить затраты на эксплуатацию оборотного цикла. .Способ очистки кислых желеэосодержащих сточных вод, включающий нк нейтрализацию известковым молоком, разделение смеси на повторно используемую воду и осадок, который затем подвергают кристаллизации путем нагрева и аэрации и.возвращают на стадию нейтрализации, о т л и ч а ювЂ” шийся тем, что, с целью интен- 15 сификации процесса путем ускорения разделения смеси и кристаллизации сульфата кальция в повторно испольэуемой воде, к 1/4-3/4 осадка (по объему), возвращаемого на нейтрализацию, добавляют смесь магнетита с гипсом в соотношении 1:2-3 и перемешивают.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что перемешивание проводят при 20-80 С в течение 10120 мин.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Аксенов В. И. и др. Стабилизация очищенных промывных вод травильных отделений для использования в оборотном цикле. вЂ” "Водоснабжение и санитарная техника", 1973, 9 4, с. 4-5.

2. Авторское свидетельство СССР

9 437720, кл. С 02 С 5/02, 1971 °