RU2010013C1

RU2010013C1 - Method of acid sewage treatment from heavy metal ions

Info

Publication number: RU2010013C1
Authority: RU
Inventors: В.П. Попик; В.Я. Заманский; Ю.В. Павилайнен; М.Б. Трубицын; А.К. Федотов; А.Е. Богданов; А.П. Сидоров
Original assignee: Научно-производственное объединение "Радиевый институт им.В.Г.Хлопина"
Priority date: 1991-08-02
Filing date: 1991-08-02
Publication date: 1994-03-30

Abstract

FIELD: sewage treatment. SUBSTANCE: method involves precipitation in alkaline phase, which is carried out by using of milk of lime up to pH 6.5-7 at the first stage following by treatment of suspension formed with sodium carbonate at pH 9-9.5. EFFECT: improved method of sewage treatment. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области переработки водных растворов, содержащих тяжелые металлы (ТМ), в частности к способу переработки кислых сточных вод металлургических, гальванических процессов. The invention relates to the field of processing aqueous solutions containing heavy metals (HM), in particular to a method for processing acidic wastewater of metallurgical, galvanic processes.

Известен способ, предусматривающий двухстадийное осаждение ТМ из водных растворов. После обработки кислого раствора на первой стадии известковым молоком до pH 8,5-8,9 предложено доосаждать ТМ гидрофосфатом натрия при pH 7,2 [1] . Однако известный способ имеет следующие недостатки. При приведенном способе очистки необходимо после первой стадии осаждения гидрооксидов ТМ отделять образующийся осадок от осаждаемого раствора, так как контакт гидроокисей ТМ с гидрофосфатом натрия приводит к возрастанию концентрации ТМ в растворе вследствие образования кислых фосфатов и полифосфатов ТМ. Кроме того, при осаждении на второй стадии ТМ гидрофосфатом натрия в растворе характерно образование труднофильтруемых коллоидных систем кислых фосфатов и полифосфатов ТМ и удаление ТМ до ПДК не достигается. Для проведения коагуляции этих растворов необходимо в систему добавлять различные коагулянты, избыток гидрофосфата натрия, вести процесс при повышенной температуре. Все это ведет к повышенному расходу реагентов, большому времени отстоя осадков, засолению растворов и усложнению аппаратурного оформления процесса. A known method involving two-stage deposition of TM from aqueous solutions. After treating the acidic solution in the first stage with milk of lime to a pH of 8.5–8.9, it was suggested that TM be precipitated with sodium hydrogen phosphate at a pH of 7.2 [1]. However, the known method has the following disadvantages. In the above cleaning method, it is necessary after the first stage of precipitation of TM hydroxides to separate the precipitate formed from the precipitated solution, since the contact of TM hydroxides with sodium hydrogen phosphate leads to an increase in the concentration of TM in the solution due to the formation of acid phosphates and TM polyphosphates. In addition, during the precipitation of TM in the second stage with sodium hydrogen phosphate in solution, the formation of hard-to-filter colloidal systems of acid phosphates and polyphosphates of TM is characteristic and the removal of TM to MPC is not achieved. To conduct coagulation of these solutions, it is necessary to add various coagulants, an excess of sodium hydrogen phosphate to the system, and conduct the process at elevated temperature. All this leads to an increased consumption of reagents, a large sedimentation time, salinization of solutions and complication of the hardware design of the process.

Техническим результатом способа является повышение его эффективности за счет увеличения степени извлечения тяжелых металлов (до ПДК) и упрощение процесса. The technical result of the method is to increase its efficiency by increasing the degree of extraction of heavy metals (up to MPC) and simplifying the process.

В заявляемом способе осаждение ТМ из кислых водных растворов осуществляется в две стадии: растворами известкового молока и карбоната натрия. На первой стадии кислые растворы, содержащие ТМ, нейтрализуются известковым молоком до pH 6,5-7, а на второй стадии ТМ осаждаются раствором карбоната натрия до pH 9,0-9,5. Снижение pH осаждения первой стадии ниже 6,5 приводит к неполному осаждению Zn²⁺, Cu²⁺, увеличение pH первой стадии выше 7 приводит к неполному осаждению Ni²⁺. Снижение pH осаждения второй стадии ниже 9 приводит к неполному осаждению Ni²⁺ и Cu²⁺, увеличение pH второй стадии выше 9,5 приводит к неполному осаждению Cr³⁺ и Zn²⁺. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что условия осаждения в заявляемом способе как на 1-й стадии, так и на 2-й отличаются и по значению pH и по составу используемого реагента на 2-й стадии осаждения. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". Возможность осуществления доосаждения ТМ в присутствии образованного на 1-й стадии осадка, установленная исследованиями авторов, подтверждает соответствие заявляемого решения критерию "существенные отличия". При таких интервалах pH осаждения уже через 15 мин образуется хорошо отстаивающийся и легкофильтруемый осадок гидроксокарбонатов ТМ, кроме того, не требуется после первой стадии отделять осадок гидроокисей ТМ, а также добавлять дополнительный коагулянт.In the inventive method, the precipitation of HM from acidic aqueous solutions is carried out in two stages: solutions of milk of lime and sodium carbonate. In the first stage, acidic solutions containing HM are neutralized with milk of lime to a pH of 6.5–7, and in the second stage, HM are precipitated with a solution of sodium carbonate to a pH of 9.0–9.5. Lowering the pH of the deposition of the first stage below 6.5 leads to incomplete precipitation of Zn ²⁺ , Cu ²⁺ , increasing the pH of the first stage above 7 leads to incomplete precipitation of Ni ²⁺ . A decrease in the pH of the second stage precipitation below 9 leads to an incomplete precipitation of Ni ²⁺ and Cu ²⁺ , an increase in the pH of the second stage above 9.5 leads to an incomplete precipitation of Cr ³⁺ and Zn ²⁺ . A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the deposition conditions in the claimed method both at the 1st and 2nd stages differ both in pH and in the composition of the reagent used in the 2nd stage of deposition. Thus, the claimed method meets the criteria of the invention of "novelty." The possibility of carrying out the re-precipitation of HM in the presence of a precipitate formed at the first stage, established by the studies of the authors, confirms the compliance of the proposed solution with the criterion of "significant differences". At such ranges of precipitation pH, after 15 min, a well-settling and easily-filtered precipitate of TM hydroxocarbonates is formed; in addition, it is not necessary to separate the precipitate of TM hydroxides after the first stage, as well as add additional coagulant.

П р и м е р. Осаждение ведется при комнатной температуре из раствора состава Cr³⁺= 200 мг/л, Zn²⁺= 50 мг/л, Ni²⁺= 30 мг/л, Cu²⁺= 20 мг/л, pH= 2,1.PRI me R. Precipitation is carried out at room temperature from a solution of the composition Cr ³⁺ = 200 mg / L, Zn ²⁺ = 50 mg / L, Ni ²⁺ = 30 mg / L, Cu ²⁺ = 20 mg / L, pH = 2.1.

Данные об условиях осаждения и результаты анализов представлены в табл. 1 и 2. Data on deposition conditions and analysis results are presented in table. 1 and 2.

Использование предлагаемого способа для очистки сточных вод от ионов ТМ по сравнению с существующим имеет следующие преимущества:
- при использовании данного способа не требуется отделять осадок гидроокисей ТМ и после 1 стадии осаждения, что упрощает технологическую схему осаждения;
- при осаждении ТМ из растворов данным способом эффективность осаждения возрастает по сравнению с ранее известным в 4-5 раз.Using the proposed method for wastewater treatment from TM ions in comparison with the existing one has the following advantages:
- when using this method, it is not necessary to separate the precipitate of hydroxides TM and after 1 stage of deposition, which simplifies the technological scheme of deposition;
- when precipitation of HM from solutions by this method, the deposition efficiency increases by 4-5 times compared to previously known.

- при этом не нужно добавлять в систему дополнительных коагулянтов и вести процесс при повышенной температуре, что приводит к меньшему расходу реагентов, не приводит к засолению растворов и удешевляет технологический процесс. (56) Авт. св. N 981248, кл. C 02 F 1/58, 1982. - in this case, it is not necessary to add additional coagulants to the system and conduct the process at an elevated temperature, which leads to lower consumption of reagents, does not lead to salinization of solutions, and reduces the cost of the process. (56) Auth. St. N 981248, CL C 02 F 1/58, 1982.

Claims

METHOD FOR PURIFICATION OF ACID WASTE WATER FROM HEAVY METAL IONS, including two-stage alkaline precipitation using milk of lime at the first stage, characterized in that the first stage of precipitation is carried out at pH 6.5 - 7 and the suspension is rubbed with sodium acetate. 9.5.