Способ очистки циансодержащих сточных вод

Способ очистки циансодержащих сточных вод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к очистке циансодержащих сточных вод и позволяет ускорить процесс окисления цианидов и тиоцианатов в вихревом слое ферромагнитных частиц. Окисление осуществляют озонсодержащим газом , а в качестве ферромагнитных частиц используют катализатор,СиО : ZnO : FejOj, причем предпочтительно использовать СиО : ZnO : в соотношении 64:5:31 соответственно . 1 з.п. ф-лы, 3 табл. (Л со о 00 сл О5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

А1 (5D4 002 F 1 78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3793539/31-26 (22) 27.07.84 (46) 15.04.87. Бюл. У 14 (71) Московский институт стали и сплавов и Новолипецкий металлургический комбинат им. Ю.В.Андропова (72) Н.Б.Сократова, В.Н.Дружинин, Г.Я.Алибеков, А.Л.Гнедых, В.Т.Климова, А.С.Минаков и Г.А.Яськов (53) 628.349(088.8) (56) Милованов Л.В., Банденок Л.И.

Очистка сточных вод от цианидов на обогатительных фабриках цветной металлургии. М.: Металлургия, 1972.

Логвиненко Д.Д., Шеляков О.П. Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем. Киев: Техника, 1976, с.118-127. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ЦИАНСОДЕРЖАЩИХ

СТОЧНЫХ ВОД (57) Изобретение относится к очистке циансодержащих сточных вод и позволяет ускорить процесс окисления цианидов и тиоцианатов в вихревом слое ферромагнитных частиц. Окисление осуществляют озонсодержащим газом, а в качестве ферромагнитных частиц используют катализатор,сиО

ZnO : Pe 0>, причем предпочтительно использовать Cuo: Zn0 : Fe 0> в соотношении 64:5:31 соответственно. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

60 2

1 13035

Изобретение относится к очистке производственных сточных вод от цианидов и тиоцианатов иможет быть применено в коксохимической, металлургической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности.

Известны способы очистки циансодержащих сточных вод окислением хлором или гипохлоритом натрия или кальция. Очистку проводят в щелочных средах при pfl 10,0 — 11,5, причем цианиды окисляются в цианаты, которые далее подвергаются гидролизу до

N u COz при рН 7,0 — 7,5. Обычно используемые в промышленности секционные резервуары рассчитаны напребывание в них очищаемых сточных вод в течение 30 — 40 мин.

Недостатками известного способа яв-2р ляются двухстадийность процесса с отдельным регулированием рН на каждой стадии и необходимость большего времени контакта окислительного реагента со сточной водой. 25

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ очистки циансодержащих сточных вод жидким хлором или гипохлоритом натрия в вихревом слое частиц .3р ферромагнитного материала, образующемся во вращающемся электромагнитном поле. Использование в очистке сточных вод хлором или гипохлоритом вихревого слоя дает воэможность провести 35 процессы окисления цианидов и разложения их в одну стадию при рН 9 — 10 и приводит к уменьшению времени контакта за счет генерации в магнитном электрическом поле и возникновению 40 процессов, приводящих к активации реагирующих компонентов. Конечная концентрация CN" ниже предельно допустимой (ПДК) и не зависит от начальной концентрации. 45

Однако в данном способе добавление в сточную воду хлора или гипохло рита увеличивает концентрацию солей в очищенных водах, а также хлороорганических соединений, что не позволяет создать ни замкнутый цикл с многократным использованием воды, ни сбросить воду без доочистки от по-. бочно образующихся вредных комцонентОв в Водоем. КроМе ТОГО, достиГнутые скорости окисления при использовании вихревого слоя ферромагнитных частиц далеко не предельны и дальнейшее ускорение процессов очистки сточной воды безусловно необходимо при реальных объемах стоков.

Цель изобретения — ускорение процесса очистки циансодержащих сточных вод, Чоставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки циансодержащих сточных вод, включающему очистку окислением в вихревом слое ферромагнитных частиц, окисление осуществляют озонсодержащим газом, а в качестве ферромагнитных частиц используют катализатор CuO : ZnO : Fe,O .

Разработан катализатор CuO: ZnO

Fe203= 64:5:31, Обл дающ и ката тической активностью в реакциях окисления цианидов и тиоцианатов озоном и ферромагнитными свойствами, позволяющими применять этот катализатор вместо никелевой проволоки, используемой в качестве насадки, создающей вихревой слой в рабочей камере аппарата.

Катализатор CuO : ЕпО : FezO>

= 64:5:31 испытан в процессах очист- ки модельных растворов и сточной воды от цианидов и тиоциайатов- в полунепрерывной системе, открытой по газу, Результаты испытаний, представленные в табл.1, показывают, что испытанный катализатор проявляет активность в процессах окисления CN u

SCN и, соответственно, в процессе очистки сточной воды от этих соединений. При добавлении в систему катализатора скорость процесса увеличивается в 2 раза. Для сравнения были проведены эксперименты с никелевой проволокой, рекомендуемой в качестве ферромагнитной загрузки рабочей камеры аппаратов вихревого слоя.

Эти эксперименты показали,.что никелевая проволока каталитической активностью в данной системе не обладает.

В вихревом слое ферромагнитных частиц, представляющих собой таблетированный катализатор CuO: ZnO: Fe О =.:

= 64:5:31, протекают процессы окисления тиоцианатов и цианидов озоном

SCN + О + 20Н CN + SO +НгО (1) 2СХ + Оэ + 20Н вЂ” СОг + Nz + НгО (2) Исследования показывают, что катализатор, добавленный в систему, ускоряет процесс окисления цианид1303560 иона и, как следствие, процесс очистки в целом. Вследствие использова- . ния в качестве окислителя озона очистка происходит без введения в воду каких-либо дополнительно загрязняю- . щих или эасоляющих воду ионов, а именно хлора, хлоратов, хлороорганики, натрия и т.д. Очищенная и сохранившая неизменный солевой состав вода может быть либо возвращена в 10 цикл газоочистки, либо направлена на слив в водоемы.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример . Сточную воду аммиачного производства из смесителя-диспергатора, в котором происходит смешение ее с озонированным воздухом, подают в реакторы вихревого слоя, создаваемого движением ферромагнит- 20 ного катализатора во вращающемся электромагнитном поле. Очищенную воду через емкости-делители передают либо в производственный цикл, либо на слив.

В табл.2 представлены показатели очистки сточной. воды в реакторах вихревого слоя (примеры 1-3). Для сравнения скоростей очистки проведены опыты по окислению CN в вихревом 30 слое ферромагнитных частиц, представ-. ляющих собой обрезки никелевой проволоки НП-2 (согласно прототипу). Результаты этих опытов представлены в табл.2 (примеры 4 и 5) . 35

Как видно из представленных дан,ных, использование катализатора ускоряет процесс очистки в 1,8 — 2,0 раза, что выражается в увеличении во столько же раз производительности 40 реактора по очищенной воде. Это приводит к уменьшению энергетических и капитальных затрат примерно во столько же раз при равном объеме обрабатываемых стоков. 45

Показатели процесса очистки сточных вод озоном с использованием вихревого слоя весьма высоки. Кроме того, очищенная вода имеет неизменный 50 солевой состав и может использоваться в замкнутой бессточной системе водопользования, создание которой яв— ляется в настоящее время главным инженерно — экологическим направлением водохозяйственной деятельности.

В табл.3 представлены результаты экспериментов по озонированию модельных растворов и сточной воды в . присутствии каждого из оксидов входящего в состав катализатора и их сочетаний. Все катализаторы готовят в одинаковых условиях с осаждением гидроксидов металлов из растворов их нитратов с последующими сушкой и прокаливанием при 550 †6 С.

Как видно из представленных данных Fe O> не проявляет каталитической активности в реакциях окисления цианидов и тиоцианатов озоном. В то же время его количество в составе катализатора диктуется необходимостью участия катализатора в образовании вихревого слоя, т.е. ферромагнитными свойствами, появляющимися в результате образования шпинели, для чего теоретически необходимо наличие 50Х

Fe<0> Поскольку Fe O> практически инертна в процессе, количество этого оксида было нами по возможности уменьшено до минимального, при котором сохраняются ферромагнитные свойства катализатора, т.е. до 31Х. Оксиды меди и цинка проявляют активность в реакциях окисления цианидов и тиоцианатов, поэтому их суммарное соотношение по отношению к Fe 0> должно составлять 69:31, предпочтительное соотношение CuO : ZnO : Fe<0> выбрано

64:5:31. формул а и з о б р е т е н и я

1. Способ очистки циансодержащих сточных вод окислением в вихревом слое ферромагнитных частиц, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью ускорения процесса, окисление осуществляют озонсодержащим газом, а в качестве ферромагнитных частиц используют катализатор CuO ZnO Fe

2. Способ по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что используют катализатор CuO : ZnO : Fe+O> в соотношении 64:5:31 соответственно .

1303560

1 (1

Таблица

Я

Время от начала опыта,с. 10

Условия опыта

Объект исследования

9 12

О. 3 6

Модельный раствор состава; мг/л

SCN

210 95 45 1 . 0,25

0 02 04 01 005

60 15

SCN

210 124

0 37

1,3

Катализатор отсутствует

60 50 19

Катализатор отсутствует

400 264 193 . — 40

Никелевая проволока

НП-2, 1 мас.7 400 267 191

400 198 96 — 1,0

Та бли ца 2

Характеристика воды э

CN«< г/м

Пример до очист- после рН ки очистки

Реактор, загружен катализатором CuO: ZnO: Fe O>

10,6

0,31

30,6

180 0

10,5

0,30

260

30,4

10,6

0,32

30,4

310

Реактор загружен никелевой проволокой

280

0,32

10,5

15,.2

10,6

0,31

320

15,7

Сточная вода аммиачного производства

HJIMK,состав, мг/л СИ

Катализатор

CuO:ZnO:Fe O

= 64:5:31, 1 мас .Х

Катализатор .CuO:ZnO:Fe Оэ

=64:5:31, 1 мас.Х

Концентрация озона в газе, об.7

Производительность установки по очищенной воде, м /ч э

1303560

Таблица 3

КаталиВремя от назатор отсутствует

Zn0

FeãO

CuO:ZhO:Fe=

= 64:5:31

СиО чала опыта с.10

SCN

210

210

210

108

106

52

52

12

0,25

1,6

3,1

1,3

0,2

0,1

3,1

0,4

4,7

0,5

5,7

0,1

0,3

0,1

2,3

0,05

400

400

400

264

198

190

192

260

101

191

193

0,8

3,4

1,0

40

Редактор Т.Митейко

Заказ 1273/26

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул.Проектная,4

Анализируемый ион, мг/л

210 2 10

124 136

60 93

15 55

60 30

50 12

19,5 9

400 400

Составитель Г.Лебедева

Техред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко

Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета . СССР по делам изобретений и открытий

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