Способ очистки кислых железосодер-жащих сточных вод

Сеез Сфветскик Социалистических Республик(22) Заявлено 230377 (21) 2465145/29-26с присоединением заявки Йо(51)М. Клз С 02 Г 1/66 Государстаеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 15.0 381 И.А. Вайнштейн, Л.Д. Кленышева, Г.А. Куденко в .Ь.Р Шварц,С.И.Спиридонова, В.И.Запьянцев, В.С.Дмитриев,Л.Г. Чулкова,.Г.С. Майстренко и И.М, ШабельникВсесоюзный научно-исследовательский и проектный институтпо очистке технологических газов, сточных во 1 и использованиювторичных энергоресурсов предприятий чернойметаллургии(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ КИСЛЫХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЦИХ 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 11Недостаток 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 возвращаютна стадию нейтрализации 2.При таком. способе объем во ды, который следует выводить изсистемы для предотвращения образования отложений, составляет25 и более, в зависимости отисходного состава, температуры10 и других условий. Более высокая степень использования воды в оборотеприводит к образованию гипсовых отло"жений ввиду того, что высаживаниегипса из пересыщенных растворов нарециркулирующем осадке происходитмедленно. Цель изобретения - интенсификацияпроцесса очистки кислых железосодержащих сточных вод путем ускорения разделения смеси и кристаллизации сульфата кальция в повторно используемойводе.Цель достигается тем, что к 1/4- 2 с 3/4 осадка (по объему), возвращаемого на нейтрализацию, добавляют смесьмагнетита с гипсом в соотношении1:2-3 и перемешивают.Преимущественно перемешивание ведут при 20-80 С в течение 10-120 мин,812755 Таблица 1 Вид рециркулируемогоосадка рН нейтрализованной води Концентрация Са 50 в осветленной воде,г/л Степень пересыщения Са 5040,0 3,11 9,2 2,58 16,0 9,2 13,0 2,50 9,2 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.,Уплотненный осадок изшлама промывных вод Уплотненный осадок изшлама провывных вод+ 1/2 от его объемасмесь магнетита и гипса в соотношении 1:2 Уплотненный осадок изшлама профжвных вод+ 1/2 от его объемасмесь магнетита и гипса в соотношении 1:4 Уплотненный осадок из+ 1/2 от его объемасмесь магнетита и гипса в соотношении 1:1 Как видно, уменьшение количества, 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 ос- О ветленной воде 2,50 г/л (13 пересы" щения) против 2,58 г/л (16 пересыще-, ния). Количество рециркулируемого (подаваемого на нейтрализацию) осадка составляет от 1/4 до 3/4 от обще- щ го, 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 н 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 доди рециркулируемого осадка ниже 1/4 общий эффект (уплотнения и снижения влажности) незначителен. Длительность перемешивания связана с дозой затравки и температурой. При обычной812755 Вид рециркулируемогоосадка Температура йеремешивания,Время пере- мешивания, мин(25 фС) температуре требуется не менеечем двухчасовое перемешивание, при"увеличении температуры от 25 до 80 ОС,оно сокращается до 10 мин при однойи той же дозе затравки. Уплотненный осадок из шлама промывных вод и 1/2 смеси магнетита с гипсом в соотношении 1:2 П р и м е р 1. Промывную воду состава, г/л: Ге (общ.) 0,70; Н 504 0,30; сумма хлорид - и нитрат - 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 осветляют 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 дС 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 кото" рого составляет 2,42 г/л.П р и м е р 2. Кислую воду состава, указанного в примере 1, нейтрализуют известковым .молоком до рН 9,1 при 50 С. Э 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. Таблица 2 Концент- Степень перация ресыщения Са 50,в Са 504,осветленной воде, г/л рализованной ранее порции кислой водыпутем нагрева до 60 оС и аэрации сжаф тым воздухом. Нейтрализованную водуперемешивают с добавкамипри 50 ОС втечение 45 мин. Концентрация сульфата кальция в осветленной воде составляет 2,48 г/л.35 П р и м е р 3. Промывную водутакого же сбстава, как и в первыхдвух примерах нейтрализуют известковым молоком до рН 9,17 при 80 ОС.Принейтрализации в воду вносят уплотнен О ный осадок с добавлением смеси магнетита и гипса. Количество добавкисоставляет 50 от массы осадка, соотношение магнетита и гипса в добавляемой смеси было 1:2 соответственно.Нейтрализованную воду с добавкамиперемешивают 10 мин при 80 ОС. Концентрация сульфата кальция в осветленной воде составляет 2,43 г/л.Таким образом., во всех трех приведенных примерах степень пересыщеиия сульфата кальция в осветленнойводе 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 водпозволяет ускорить процесс их осветления и кристаллизацию сульфата кальция. Технико-экономическая эффектив-:ность способа определяется повышени"ем степени использования воды в оборотном водоснабжении .с одновременнымпредотвращением.образования.гипсовыхотложений, что позволяет сократить812755 формула изобретения Составитель Г. ЛебедеваРедактор М, Дылын Техред Н.Граб Корректор В. Синицкая Заказ 679/28 Тираж 1007 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 затраты на доочистку воды передсбросом ее в водоемы, а также сократить затраты на эксплуатацию оборотного циклаСпособ 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 ю - щ и й с я тем, что, с целью интен 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 ющ и й с я тем, что перемешивание проводят при 20-80 С в течение 10- 120 мин. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Аксенов В.И. и др. Стабилизация очищенных промывных вод травильных отделений для использования воборотном цикле. - "Водоснабжение исанитарная техника", 1973, М 4,с. 4-5.2. Авторское свидетельство СССРР 437720, кл, С 02 С 5/02, 1971