способ очистки сточных вод от сульфидов

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от сульфидов путем осаждения сульфида железа с последующим отделением осадка, отличающийся тем, что осуществляют электрохимическую обработку сточных вод при электродной плотности тока 67 - 200 мА/см² с использованием растворимого железного анода, материалом для которого служит железный металлолом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области очистки сточных вод от сульфидов, образующихся при нефтедобыче и нефтепереработке, на кожевенных предприятиях и на других химических производствах.

Известен способ очистки сточных вод от сульфидов окислением последних кислородом воздуха с образованием элементарной серы (патент 2099292, Россия, МКИ C 02 F 1/74. Способ очистки сточных вод от сульфидов/ Витковская Р.Ф., Панов В.П., Петров С.В., Терещенко П.Я., Уханова Е.И. Бюллетень Изобретения N 35, 1997). К недостаткам данного способа можно отнести использование катализаторов, в качестве которых применяют объемные текстильные структуры, а также соли кобальта или марганца или железные стружки. Кроме того, для окисления используют двадцатикратный объем воздуха.

Известен способ очистки сернисто-щелочных вод от сульфидов путем их обработки хлоридом алюминия с образованием осадка сульфида алюминия (патент 2078053, Россия, МКИ C 02 F 1/58. Способ очистки сернисто-щелочных вод от сульфидов/ Кочинашвили М.В., Анфиногенова Т.С., Меньшикова Н.Н., Карасев В. Н. Бюллетень Изобретения N 12, 1997). К недостаткам данного способа можно отнести использование достаточно дорогостоящей соли - хлорида алюминия. Вместе с этим использование хлорида алюминия приводит к появлению в сточной воде дополнительных примесей в виде хлорид ионов.

Наиболее близким к заявляемому, т.е. прототипом, является способ очистки сточных вод от сульфидов их обработкой сульфатом железа с последующим осаждением сульфида железа (Технические записки по проблемам воды: Пер. с англ. В 2-х т. Т.2 / К.Бараке, Ж.Бебен, Ж.Бернар и др.; Под ред. Т.А.Карюхиной, И. Н.Чурбановой - М.: Стройиздат, 1983. - с. 853).

К основным недостаткам способа прототипа относится использование дорогостоящей соли - сульфата железа. Вместе с тем, использование сульфата железа приводит к появлению в сточной воде дополнительных примесей в виде ионов сульфата.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу удешевления способа очистки сточных вод от сульфидов и повышения его эффективности за счет предотвращения попадания химических реагентов, используемых в процессе водоочистки, в сточную воду.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе очистки сточных вод путем осаждения сульфида железа с последующим отделением осадка, согласно изобретения, образование осадка сульфида железа проводят электрохимической обработкой сточной воды при электродной плотности тока 67...200 мА/см², причем в качестве растворимой компоненты анода используют железный металлолом.

При обработке сульфидсодержащих сточных вод в электролизере с анодом из железа, на последнем, наряду с выделением кислорода, происходит процесс растворения железа с образованием ионов Fe²⁺: Fe - 2e = Fe²⁺.

Эти ионы, взаимодействуя с ионами сульфида, дают осадок сульфида железа Fe²⁺+S^2-=FeS.

Способ очистки сульфидсодержащих сточных вод осуществляется следующим образом. Сточная вода, содержащая ионы сульфида, подвергается электрохимической обработке в электролизере с железным анодом. При протекании электрического тока между электродами электролизера, за счет растворения железного анода, в сточную воду поступают ионы двухвалентного железа. Взаимодействуя с ионами сульфида, они приводят к образованию трудно растворимого осадка сульфида железа, который отделяется от сточной воды после ее электрохимической обработки. В качестве материала анода используется железный металлолом.

Пример 1. Проводят электрохимическую обработку раствора сульфидного стока, содержащего 190 мг/л сульфида натрия, в электролизере объемом 400 см³. В качестве катода используют титановую пластину, покрытую окисью рутения, а в качестве анода - пластину из железа. В электролизер заливают 300 см³ модельного раствора стока и включают постоянный ток. После пропускания через аппарат определенного количества электричества в течение 40 минут, сточную воду анализируют на содержание ионов сульфида. Результаты опытов представлены в таблице 1.

Из результатов, приведенных в таблице 1, видно, что концентрация сульфидов в сточной воде зависит от анодной плотности тока. Наиболее высокая степень очистки достигается при анодной плотности тока 133 мА/см² и составляет 99,1%. Затраты электричества на извлечение 1 кг сульфидов в расчете на Na₂S в этом случае равны 163,3 кВтч/кг.

Пример 2. Проводят электрохимическую обработку раствора сульфидного стока, содержащего от 30 до 197 мг/л сульфида натрия. Методика проведения опытов аналогична описанной в примере 1. Анодная плотность тока во всех опытах составляет 133 мА/см², а время обработки стока в электролизере - 40 мин. Результаты опытов приведены в таблице 2.

Результаты, приведенные в таблице 2, показывают, что конечное содержание сульфидов в сточной воде зависит от их начальной концентрации. Степень очистки в этих опытах остается практически постоянной и колеблется в пределах от 99,2 до 99,8%.

Использование предлагаемого способа очистки сточных вод от сульфидов по сравнению с существующими имеет следующие преимущества:

а) исключает появление в сточной воде дополнительных примесей, поступающих в нее с солями, используемыми для образования нерастворимых осадков сульфидов,

б) в качестве растворимой компоненты анода предполагает использование железного металлолома, что является более дешевым по сравнению с солями.

Предлагаемый способ очистки сточных вод от сульфидов может быть использован в нефтепереработке, нефтехимии, на кожевенных и других предприятиях, где возможно образование сульфидсодержащих стоков.