Способ очистки сточных вод

Способ очистки сточных вод

Реферат

Изобретение относится к химической обработке воды, промышленных или бытовых сточных вод, содержащих смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), радиоактивные загрязнения, моющие растворы и ионы тяжелых металлов.

Известен способ очистки сточных вод, описанный в патенте РФ.№1623688, МПК B01D 17/04, содержащих смазочно-охлаждающие жидкости, включающий в себя обработку сульфатом алюминия и отстаивание с последующим отделением масла, причем обработку сульфатом ведут до рН 4,2-4,5, отделенную фазу нагревают до 70-85°С, а воду обрабатывают гидроксидом бария в две ступени, а затем, после отделения осадка, недостающим количеством до дозы, равной 105-115% от стехиометрического количества, необходимого для осаждения сульфатов.

Недостатком данного способа является его ограниченная эффективность, обусловленная многооперационностью, ограниченностью по общему солесодержанию и общей щелочности очищаемой воды, применением дорогостоящих и ядовитых солей бария, малым эффектом по очистке от радиоактивных загрязнений.

Наиболее близким и выбранным в качестве прототипа является способ очистки сточных вод, описанный в патенте РФ №2085510, МПК C02F 1/58, 1/52, включающий дезактивацию и деэмульгирование смесью сульфата алюминия и хлорида железа при массовом соотношении 1:(1÷2) в пересчете на безводные соли и флокулянтом.

Недостатком данного способа является многооперационность при приготовлении флокулянта (активной кремниевой кислоты) и малое время существования его в рабочем состоянии, а также недостаточный эффект при очистке от моющих растворов и ионов тяжелых металлов, так как солям алюминия и железа (Ш) не специфично полное выделение из раствора полифосфатов и ионов тяжелых металлов.

Таким образом, заявляемое изобретение направлено на решение задачи по повышению эффективности способа очистки сточных вод, содержащих как СОЖ и радиоактивные загрязнения, так и моющие растворы и ионы тяжелых металлов.

Технический результат, который позволяет решить поставленную задачу, заключается в упрощении технологии очистки сточных вод, исключением многооперационности при приготовлении флокулянта (активной кремниевой кислоты), имеющего небольшие сроки хранения.

Это достигается тем, что в способе очистки сточных вод, включающем дезактивацию и деэмульгирование смесью сульфата алюминия и хлорида железа (III) при массовом соотношении 1:(1÷2) в пересчете на безводные соли и обработку флокулянтом, согласно изобретению к смеси добавляют хлорид кальция, обеспечивая массовое соотношение ингредиентов 1:(1÷2):(0,15÷0,2) и объемную долю 1-3% от исходного раствора, флокулянт вносят в количестве 1,0÷1,5% от дозы смеси, при этом дезактивацию проводят при рН 4,5-6.

Кроме того, в качестве флокулянта используют раствор дифениламина, обладающего наилучшей флокулирующей способностью к осадкам поливалентных металлов.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».

Новые признаки способа (проведение дезактивации и деэмульгирование смесью сульфата алюминия, хлорида железа (III) с хлоридом кальция, взятых в массовом соотношении 1:(1÷2):(0,15÷0,2) в пересчете на безводные соли и объемной долей 1-3% от исходного раствора, флокулянт вносят в количестве 1,0÷1,5% от дозы смеси, при этом дезактивацию проводят при рН 4,5-6, а в качестве флокулянта используют раствор дифениламина) не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения проиллюстрирована несколькими примерами конкретного исполнения способа, представленными ниже в табличном виде.

В стакан объемом 150 мл вносят 100 мл сточной воды, содержащей смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ), приготовленную на основе эмульсола марки ВЭЛС, радиоактивное загрязнение, моющие средства и тяжелые металлы.

Сточную воду, содержащую СОЖ, радиоактивное загрязнение, моющие средства и тяжелые металлы подкисляют до требуемого значения рН пятипроцентной азотной кислотой (ρ_HNO3=1,025).

После доведения рН сточной воды до выбранного значения при перемешивании вносят коллектор-осадитель, в состав которого входит сульфат алюминия (Al₂(SO₄)₃), хлорид железа (FeCl₃), хлорид кальция (CaCl₂), взятые в определенном соотношении по массе их безводных солей и объему очищаемой воды.

Не прекращая медленного перемешивания (ω=10 мм/с), через 30 секунд после внесения солей алюминия, железа (III) и кальция добавляют дифениламин. Через 15 секунд перемешивание прекращают. После осветления сточной воды проводят отбор декантата на определение содержания в нем масла, моющих средств, альфа-, бета-активности, тяжелых металлов. Результаты сведены в таблицах 1-4.

Исходя из возможности протекания химических реакций в системе и согласно их стехиометрическим соотношениям, а также с учетом адсорбции на имеющихся и вновь образующихся поверхностях, выбираем следующие составы реагентов, предназначенных для очистки исследуемого раствора:

	состав 1	состав 2	состав 3
хлорид железа (III)	20 г/л	30 г/л	45 г/л
хлорид кальция	1,5 г/л	2,5 г/л	5 г/л
сульфат алюминия	10 г/л	30 г/л	35 г/л

Результаты экспериментов приведены в таблицах 1-4.

Эффективность очистки исследуемого раствора при рН 5 в зависимости от состава и дозы выбранного осадителя

Таблица 1
Состав	Содержание
мг/кг	Бк/кг
а	Mg	a	e	Ni	Cr	Cu	Сухой ост.	α-активность	β-активность
Исх. p-p	1104.7	4,8	1050	156,3	628	612	804	10521	4,3·105	8,6·105
Сост. 1	115,6	2,2	700	27,8	57,4	67,2	83,4	4700	240	486
Сост. 2	40,7	1,5	570	15,4	30,1	31,8	20,7	3974	106	250
Сост. 3	6,9	0,8	336	6,6	3,7	2,5	1,9	3040	35	128

Состав вводили в количестве 1,0% от объема обрабатываемого раствора.

Таблица 2
Состав	Содержание
мг/кг	Бк/кг
а	Mg	а	e	Ni	Cr	Cu	Сухой ост.	α-активность	β-активность
Исх. Р-Р	1104,7	4,8	1050	156,3	628	612	804	10521	4,3·105	8,6·105
Сост. 1	44,4	2.1	510	27,8	51,4	52,7	78,1	4105	240	486
Сост. 2	22,9	1,3	370	4,1	28,7	25,6	15,4	3538	106	250
Сост. 3	4,3	0,6	285	2,9	3,2	3,0	1,6	1810	35	128

Состав вводили в количестве 2,0% от объема обрабатываемого раствора

Таблица 3
Состав	Содержание
мг/кг	Бк/кг
а	Mg	a	e	Ni	Cr	Cu	Сухой ост.	α-активность	β-активность
Исх. Р-Р	1104.7	4,8	1050	156,3	628	612	804	10521	4,3·105	8,6·105
Сост. 1	30,3	2,0	445	6,0	49,4	49,9	75,0	3784	162	72,9
Сост. 2	10,8	1,2	290	3,9	24,1	20,1	13,1	3010	86,4	48,1
Сост. 3	2,8	0,5	170	2,5	2,8	2,2	1,3	1427	52	36

Состав вводили в количестве 3% от объема обрабатываемого раствора.

Таблица 4
Состав	Содержание
мг/кг	Бк/кг
а	Mg	а	e	Ni	Cr	Cu	Сухой ост.	α-активность	β-активность
Исх. Р-Р	1104,7	4,8	1050	156,3	628	612	804	10521	4,3·105	8,6·105
Сост. 1	30,3	2,0	445	6,0	49,4	49,9	75,0	3784	162	72,9
Сост. 2	10,8	1,2	290	3,9	24,1	20,1	13,1	3010	86,4	48,1
Сост. 3	2,8	0,5	170	2,5	2,8	2,2	1,5	1500	55	36

Состав вводили в количестве 3,5% от объема обрабатываемого раствора.

Из приведенных выше данных очевидно, что оптимальными условиями очистки и дезактивации сточных вод, содержащих смазочно-охлаждающие жидкости, моющие средства, радиоактивное загрязнение и ионы тяжелых металлов, являются: рН среды 6; соотношение солей Al₂(SO₄)₃:FeCl₃:CaCl₂, составляющих предлагаемый деэмульгатор и дезактиватор, равное 1:(1÷2):(0,15÷0,2); доза дифениламина 1,0-1,5% от количества вносимого деэмульгатора.

Из таблиц 1-4 видно, что выбранный состав химических реагентов является эффективным осадителем органических, радиоактивных и стабильных изотопов. Наибольший эффект достигается в случае применения третьего состава и при 3% его концентрации (см. табл.3)

Использование настоящего изобретения позволяет одновременно эффективно очищать сточные воды от смазочно-охлаждающих жидкостей, моющих средств, радиоактивных загрязнителей и ионов тяжелых металлов при одновременном упрощении технологии, что выгодно отличает предложенный способ от известных способов очистки сточных вод.

Для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность осуществления способа очистки сточных вод и способность обеспечения достижения усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

1. Способ очистки сточных вод, включающий дезактивацию и деэмульгирование смесью сульфата алюминия и хлорида железа (Ш) при массовом соотношении 1:(1÷2) в пересчете на безводные соли и обработку флокулянтом, отличающийся тем, что к смеси добавляют хлорид кальция, обеспечивая массовое соотношение ингредиентов 1:(1÷2):(0,15÷0,2) и объемную долю 1-3% от исходного раствора, флокулянт вносят в количестве 1,0÷1,5% от дозы смеси, при этом дезактивацию проводят при рН 4,5-6.

2. Способ очистки сточных вод по п.1, отличающийся тем, что в качестве флокулянта используют раствор дифениламина.