способ очистки сточных вод

Классы МПК:C02F1/54 с использованием органических материалов
C02F1/58 удалением специфических растворенных соединений
G21F9/10 флоккуляция 
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное унитарное предприятие "РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР-ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ИМЕНИ АКАДЕМИКА Е.И. ЗАБАБАХИНА" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ имени академика Е.И. Забабахина") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2007-07-18
публикация патента:

Изобретение относится к области химической обработке промышленных или бытовых сточных вод, содержащих смазочно-охлаждающие жидкости, радиоактивные загрязнения, моющие растворы и ионы тяжелых металлов. Способ включает дезактивацию и деэмульгирование смесью сульфата алюминия, хлорида железа (111), хлорида кальция, взятых в массовом соотношении 1:(1÷2):(0,15-÷0,2) в пересчете на безводные соли. Объемная доля смеси составляет 1-3% от исходного раствора. Обработку флокулянтом ведут в количестве 1,0÷1,5% от дозы смеси. В предпочтительном варианте в качестве флокулянта используют раствор дифениламина. Изобретение обеспечивает упрощение технологии очистки сточных вод при одновременной эффективной очистке от загрязняющих веществ разной природы. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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 (способ очистки сточных вод, патент № 2356852 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 (FeCl 3), хлорид кальция (CaCl2), взятые в определенном соотношении по массе их безводных солей и объему очищаемой воды.

Не прекращая медленного перемешивания (способ очистки сточных вод, патент № 2356852 =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:

способ очистки сточных вод, патент № 2356852 состав 1 состав 2 состав 3
хлорид железа (III) 20 г/л30 г/л 45 г/л
хлорид кальция1,5 г/л2,5 г/л 5 г/л
сульфат алюминия10 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 ae NiCr CuСухой ост. способ очистки сточных вод, патент № 2356852 -активность способ очистки сточных вод, патент № 2356852 -активность
Исх. p-p1104.7 4,8 1050156,3 628612 80410521 4,3·105 8,6·105
Сост. 1115,6 2,2 70027,8 57,467,2 83,44700 240486
Сост. 2 40,71,5 57015,4 30,131,8 20,73974 106250
Сост. 3 6,90,8 3366,6 3,72,5 1,93040 35128

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

Таблица 2
Состав Содержание
мг/кг Бк/кг
а Mg аe NiCr CuСухой ост. способ очистки сточных вод, патент № 2356852 -активность способ очистки сточных вод, патент № 2356852 -активность
Исх. Р-Р1104,7 4,8 1050156,3 628612 80410521 4,3·105 8,6·105
Сост. 144,4 2.1 51027,8 51,452,7 78,14105 240486
Сост. 2 22,91,3 3704,1 28,725,6 15,43538 106250
Сост. 3 4,30,6 2852,9 3,23,0 1,61810 35128

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

Таблица 3
Состав Содержание
мг/кг Бк/кг
а Mg ae NiCr CuСухой ост. способ очистки сточных вод, патент № 2356852 -активность способ очистки сточных вод, патент № 2356852 -активность
Исх. Р-Р1104.7 4,8 1050156,3 628612 80410521 4,3·105 8,6·105
Сост. 130,3 2,0 4456,0 49,449,9 75,03784 16272,9
Сост. 2 10,81,2 2903,9 24,120,1 13,13010 86,448,1
Сост. 3 2,80,5 1702,5 2,82,2 1,31427 5236

Состав вводили в количестве 3% от объема обрабатываемого раствора.

Таблица 4
Состав Содержание
мг/кг Бк/кг
а Mg аe NiCr CuСухой ост. способ очистки сточных вод, патент № 2356852 -активность способ очистки сточных вод, патент № 2356852 -активность
Исх. Р-Р1104,7 4,8 1050156,3 628612 80410521 4,3·105 8,6·105
Сост. 130,3 2,0 4456,0 49,449,9 75,03784 16272,9
Сост. 2 10,81,2 2903,9 24,120,1 13,13010 86,448,1
Сост. 3 2,80,5 1702,5 2,82,2 1,51500 5536

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(SO 4)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".

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2356852

patent-2356852.pdf

Класс C02F1/54 с использованием органических материалов

использование кремнийсодержащих полимеров для интенсификации флоккуляции твердых частиц в процессах производства глинозема из бокситов -  патент 2509056 (10.03.2014)
способ очистки сточных вод от ионов металлов -  патент 2494046 (27.09.2013)
способ увеличения потока воды из отстойного резервуара процесса переработки нефтеносных песков через мембранную систему разделения и очистки воды -  патент 2487085 (10.07.2013)
способ очистки кислых сточных вод от ионов тяжелых металлов -  патент 2480419 (27.04.2013)
способ снижения содержания ионов кальция в сточных водах -  патент 2411194 (10.02.2011)
способ удаления воды из концентрата неорганической суспензии и увеличения производства отфильтрованного материала -  патент 2411192 (10.02.2011)
способ обезвоживания суспензии -  патент 2354614 (10.05.2009)
композиционный состав для очистки вод, загрязненных твердыми взвешенными частицами, диспергированными маслами и/или нефтепродуктами, и способ его получения -  патент 2301200 (20.06.2007)
способ очистки вод от нефтепродуктов -  патент 2279405 (10.07.2006)
композиции для обработки воды -  патент 2271336 (10.03.2006)

Класс C02F1/58 удалением специфических растворенных соединений

Класс G21F9/10 флоккуляция 

Наверх