RU2330815C2 - Method of purification of sewage and natural waters from sulfate ions of divalent iron - Google Patents
Method of purification of sewage and natural waters from sulfate ions of divalent iron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2330815C2 RU2330815C2 RU2006122801/15A RU2006122801A RU2330815C2 RU 2330815 C2 RU2330815 C2 RU 2330815C2 RU 2006122801/15 A RU2006122801/15 A RU 2006122801/15A RU 2006122801 A RU2006122801 A RU 2006122801A RU 2330815 C2 RU2330815 C2 RU 2330815C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- aeration
- purification
- clarification
- ions
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу очистки сточных и природных вод и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в том числе горнорудной, химической и машиностроительной.The invention relates to a method for treating wastewater and natural waters and can be used in various industries, including mining, chemical and engineering.
Известен способ обезжелезивания (очистки) природных и сточных вод от железа с применением аэрирования воды в атмосферных условиях, если ионы железа представлены в бикарбонатной форме, что характерно для большинства подземных вод [1]. Однако известный метод аэрации не обеспечивает очистку воды от ионов железа, если они представлены в сульфатной форме. Такая форма железа может быть удалена как из подземных, так и поверхностных вод в настоящее время только реагентным методом с применением сильных щелочей.A known method of iron removal (purification) of natural and wastewater from iron using aeration of water in atmospheric conditions, if iron ions are presented in bicarbonate form, which is typical for most groundwater [1]. However, the known method of aeration does not provide water purification from iron ions, if they are presented in sulfate form. This form of iron can be removed from both groundwater and surface water at present only by the reagent method using strong alkalis.
Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому по совокупности признаков является способ очистки от ионов сульфатного двухвалентного железа путем осаждения их в твердую фазу в виде гидроокиси при повышении рН до 9,7 с применением щелочных реагентов [2].The closest method of the same purpose to the claimed combination of features is a method of purification from sulfate ferrous ions by precipitation into the solid phase in the form of hydroxide at an increase in pH to 9.7 using alkaline reagents [2].
Самым дешевым сильнощелочным реагентом является известь, применение которой получило широкое распространение и рекомендовано рядом нормативных документов для использования в технологии очистки воды [3, 4].The cheapest highly alkaline reagent is lime, the use of which is widespread and recommended by a number of regulatory documents for use in water treatment technology [3, 4].
Недостатком этого метода является образование осадка аморфной структуры, обуславливающий медленную скорость осветления нейтрализованной воды и уплотнения осадка. А также необходимость увеличения территории земли для складирования (или захоронения) этого объемного осадка, что приводит к увеличению затрат и тормозит возможность широкого внедрения данной технологии, особенно для больших объемов высокозагрязненных сточных вод, где сульфатсодержащие ионы железа представлены в основном в двухвалентном виде (например, шахтные воды, изливающиеся из отработанных шахт).The disadvantage of this method is the formation of a precipitate of an amorphous structure, which causes a slow rate of clarification of neutralized water and compaction of the sediment. As well as the need to increase the land area for storage (or burial) of this bulk sediment, which leads to increased costs and inhibits the widespread adoption of this technology, especially for large volumes of highly contaminated wastewater, where sulfate-containing iron ions are mainly present in divalent form (for example, mine water flowing from waste mines).
Задачей настоящего изобретения является уменьшение затрат и обеспечение глубокой очистки воды с содержанием железа не более 100 мг/дм3 от ионов сульфатного двухвалентного железа, регламентируемой для сброса воды в водные объекты рыбохозяйственного назначения (ПДК≤0,005 мг/дм3), безреагентным методом.The objective of the present invention is to reduce costs and provide deep purification of water with an iron content of not more than 100 mg / dm 3 from sulfate ferrous ions, regulated for the discharge of water into water objects of fishery purposes (MPC ≤0.005 mg / dm 3 ), by a non-reagent method.
Технический результат - исключение приготовления и дозирования щелочного реагента, уменьшение объема образовавшегося осадка и обеспечение очистки сточных и природных вод от ионов сульфатного двухвалентного железа с содержанием железа не более 100 мг/дм3 для сброса воды в водные объекты рыбохозяйственного назначения без применения реагента.The technical result is the exclusion of the preparation and dosing of an alkaline reagent, a decrease in the volume of sludge formed and the provision of wastewater and natural water purification from ions of ferrous sulfate with an iron content of not more than 100 mg / dm 3 to discharge water into fishery water bodies without using a reagent.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что очистку сточных и природных вод от ионов сульфатного двухвалентного железа, включающий осветление и нормализацию водородного показателя, согласно изобретению с концентрацией ионов сульфатного двухвалентного железа не более 100 мг/дм3 аэрируют в течение 1-5 мин при избыточном давлении, при этом на аэрирование ее подают в виде водовоздушной пульпы, а после аэрации направляют на осветление.The above technical result is achieved in that the wastewater and natural waters from ions of ferrous sulfate, including clarification and normalization of the hydrogen index, according to the invention with a concentration of ferrous sulfate ions of not more than 100 mg / DM 3 aerate for 1-5 min at overpressure while it is served for aeration in the form of a water-air pulp, and after aeration it is sent for clarification.
Использование избыточного давления в процессе аэрирования воды и подача ее в виде водовоздушной пульпы обеспечивает увеличение растворимости воздуха по сравнению с атмосферными условиями и соответственно увеличение растворимости содержащегося в нем кислорода, что способствует ускорению окисления двухвалентного железа до трехвалентного, что и позволяет осуществлять очистку сточных и природных вод от ионов сульфатного двухвалентного железа с содержанием железа не более 100 мг/дм3 для сброса воды в водные объекты рыбохозяйственного назначения без применения реагента.The use of excess pressure in the process of aeration of water and its supply in the form of a water-air pulp provides an increase in the solubility of air compared with atmospheric conditions and, accordingly, an increase in the solubility of the oxygen contained in it, which accelerates the oxidation of ferrous to ferric iron, which allows the treatment of waste and natural waters sulfate ions from ferrous iron with an iron content of not more than 100 mg / dm 3 for water discharge into water fishery n values without the use of the reagent.
Таким образом, подача воды для очистки от ионов сульфатного двухвалентного железа с содержанием железа не более 100 мг/дм3 в виде водовоздушной пульпы при избыточном давлении с последующим осветлением позволяет исключить затраты на приготовление и расход реагента, на процесс нейтрализации, упростить технологию и снизить затраты на процесс формирования осадка с улучшенной структурой и меньшим объемом и обеспечить очистку для сброса воды в водные объекты рыбохозяйственного назначения без применения реагента.Thus, the water supply for purification from sulfate ferrous ions with an iron content of not more than 100 mg / dm 3 in the form of a water-air pulp at excess pressure with subsequent clarification eliminates the cost of preparation and consumption of the reagent, the neutralization process, simplify the technology and reduce costs on the process of sludge formation with improved structure and smaller volume and to provide purification for discharge of water into fishery water bodies without the use of a reagent.
В результате образуется компактный осадок вместо аморфного осадка большего объема, характерного при очистке воды известными методами с применением щелочных реагентов, в т.ч. извести. При этом очистка воды от сульфатного двухвалентного железа, окисленного до ионов Fe3+, достигается при рН≤4,1-5,0.As a result, a compact precipitate is formed instead of a larger amorphous precipitate, characteristic of water purification by known methods using alkaline reagents, including lime. At the same time, water purification from sulfate ferrous iron, oxidized to Fe 3+ ions, is achieved at pH≤4.1-5.0.
В патентной и научно-технической литературе неизвестны технические решения, содержащие признаки, аналогичные заявляемым, следовательно, предложение соответствует критерию "новизна". Также впервые на основе разработанного способа определена очистка сточных и природных вод от ионов сульфатного двухвалентного железа с содержанием ионов железа не более 100 мг/дм3, обеспечивающая глубокую очистку от ионов сульфатного двухвалентного железа регламентируемой для сброса воды в водные объекты рыбохозяйственного назначения без применения реагентного метода, т.е. заявленное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".In the patent and scientific and technical literature unknown technical solutions containing features similar to those claimed, therefore, the proposal meets the criterion of "novelty." Also, for the first time on the basis of the developed method, the purification of wastewater and natural waters from sulfate ferrous ions with an iron ion content of not more than 100 mg / dm 3 was determined, which provides deep purification from ferrous sulfate ions regulated for discharge of water into fishery water bodies without using the reagent method , i.e. The claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".
Предлагаемый способ с получением вышеуказанного технического результата осуществляют следующим образом.The proposed method to obtain the above technical result is as follows.
Сточная вода насосом, во всас которого через эжектор засасывается воздух, подается в виде водовоздушной пульпы в сатуратор и осуществляют аэрацию при избыточном давлении, например в течение 1-5 мин. Затем воду направляют в отстойник или шламонакопитель для последующего завершения очистки от растворенного железа, нормализации водородного показателя и осветления (контактное осветление)Wastewater is pumped into the inlet of which air is sucked in through the ejector, is supplied in the form of a water-air pulp to the saturator and aeration is carried out at an overpressure, for example, for 1-5 minutes. Then the water is sent to a sump or sludge collector for the subsequent completion of purification from dissolved iron, normalization of the hydrogen index and clarification (contact clarification)
В контактном осветлителе происходит завершение окисления двухвалентного железа за счет увеличенного содержания растворенного кислорода с одновременной нормализацией рН за счет осаждения Fe(ОН)3 и очистки воды от взвешенных веществ.In the contact clarifier, the oxidation of ferrous iron is completed due to the increased content of dissolved oxygen with simultaneous normalization of pH due to precipitation of Fe (OH) 3 and purification of water from suspended solids.
Проверка предлагаемого способа очистки сточных вод от ионов сульфатного двухвалентного железа проводилась на натуральной шахтной воде с изменением избыточного давления.Verification of the proposed method for treating wastewater from sulfate ferrous ions was carried out on natural mine water with a change in overpressure.
Пример 1. Шахтная вода с рН 5,03 и концентрацией ионов Fe2+ 200 мг/дм3 подавалась насосом, во всас которого через эжектор засасывался воздух в сатуратор, где водовоздушная смесь без применения щелочного реагента подвергалась аэрации.Example 1. Mine water with a pH of 5.03 and a concentration of Fe 2+ ions of 200 mg / dm 3 was supplied by a pump, into which air was sucked into the saturator through an ejector, where the air-air mixture was subjected to aeration without using an alkaline reagent.
Аэрация осуществлялась в течение пяти минут при давлении 4 ати и непрерывном стравливании избыточного воздуха. По истечении указанного времени испытуемая проба воды разгружалась и разделялась на две части: первая - подвергалась сразу анализу на определение ионов Fe2+ и величины рН, вторая - направлялась на осветление, после которого через заданный интервал времени (через 1 час, 17 часов, 48 часов, 72 часа) отбирались пробы для контроля ионов Fe2+ и рН.Aeration was carried out for five minutes at a pressure of 4 atm and continuous bleeding of excess air. After the specified time, the test water sample was unloaded and divided into two parts: the first one was immediately analyzed for determination of Fe 2+ ions and the pH value, the second one was sent for clarification, after which after a predetermined time interval (after 1 hour, 17 hours, 48 hours, 72 hours) samples were taken to control Fe 2+ ions and pH.
Результаты анализа показали, что в процессе аэрации в сатураторе концентрация ионов Fe2+ снизилась до 167 мг/дм3, при дальнейшем контакте в осветлителе в течение 1 часа произошло снижение концентрации Fe2+ примерно в два раза и при последующем времени осветления в течение трех суток остаточная концентрация иона двухвалентного железа составила 27,9 мг/дм3 при рН=5,25 (таблица, серия опытов 1), т.е. для данного состава стока без щелочного реагента не достигается очистка по величине рН и остаточной концентрации Fe2+ для сброса воды в водные объекты рыбохозяйственного назначения.The analysis results showed that during aeration in the saturator, the concentration of Fe 2+ ions decreased to 167 mg / dm 3 , with further contact in the clarifier for about 1 hour, the concentration of Fe 2+ decreased by about half, and the subsequent clarification time for three days, the residual concentration of ferrous ion was 27.9 mg / dm 3 at pH = 5.25 (table, series of experiments 1), i.e. for this runoff composition without an alkaline reagent, purification is not achieved in terms of pH and residual concentration of Fe 2+ to discharge water into fishery water bodies.
Пример 2. Шахтная вода с рН=5,03 и концентрацией ионов Fe2+=100 мг/дм3 подавалась насосом, во всас которого через эжектор засасывался воздух в сатуратор, где во до-воздушная смесь без применения щелочного реагента подвергалась аэрации, и поддерживалось давление 4 ати при аэрации в течение 5 мин (таблица, серия опытов 2).Example 2. Mine water with pH = 5.03 and a concentration of Fe 2+ ions = 100 mg / dm 3 was supplied by a pump, into which air was sucked into the saturator through an ejector, where it was aerated into the air mixture without using an alkaline reagent, and a pressure of 4 atm was maintained during aeration for 5 min (table, series of experiments 2).
Химический анализ проб, отобранных после сатуратора и дальнейшего осветления через указанные в таблице интервалы времени, показал, что концентрация ионов железа в процессе аэрации в сатураторе снижается до 150 мг/дм3. При последующем осветлении воды в течение 48 часов двухвалентное железо в обработанной пробе воды отсутствует. При этом рН увеличилось до 6,5, что позволяет осуществлять сброс воды в водные объекты рыбохозяйственного назначения.Chemical analysis of samples taken after the saturator and further clarification at the time intervals indicated in the table showed that the concentration of iron ions during aeration in the saturator decreases to 150 mg / dm 3 . With subsequent clarification of the water for 48 hours, ferrous iron is not present in the treated water sample. At the same time, the pH increased to 6.5, which allows water to be discharged into water bodies for fishery purposes.
Пример 3. Шахтная вода с рН 5,03 и концентрацией ионов Fe2+=80 мг/дм3 подавалась насосом, во всас которого через эжектор засасывался воздух в сатуратор, и водовоздушная смесь без применения щелочного реагента подвергалась аэрации, где поддерживалось давление 1 ати при аэрации в течение одной минуты. После такой обработки и осветления в течение 72 часов в очищенной воде ионы двухвалентного железа отсутствуют, величина рН 7,46 (таблица, серия опытов 3), что позволяет осуществлять сброс очищенной воды в водные объекты рыбохозяйственного назначения.Example 3. Mine water with a pH of 5.03 and a concentration of Fe 2+ ions = 80 mg / dm 3 was supplied by a pump, into which air was sucked into the saturator through an ejector, and the air-water mixture was subjected to aeration without using an alkaline reagent, at a pressure of 1 atm with aeration for one minute. After such treatment and clarification for 72 hours, there are no ferrous ions in the purified water, the pH value is 7.46 (table, series of experiments 3), which allows the discharge of purified water into fishery water bodies.
Предложенная технология позволит сократить расходы на нейтрализацию, а также последующие процессы осветления воды, уплотнения и складирования осадка в шламонакопителях (или прудах-отстойниках) в связи с образованием более плотного и компактного осадка по сравнению с осадком образующегося при очистке воды с применением извести.The proposed technology will reduce the cost of neutralization, as well as subsequent processes of clarification of water, compaction and storage of sludge in sludge collectors (or settling ponds) in connection with the formation of a denser and more compact sludge compared to the sludge formed during water treatment using lime.
Использование предложенной технологии особенно благоприятно для очистки больших объемов шахтных вод, изливающихся из затопленных отработанных шахт, где основным загрязняющим компонентом являются ионы двухвалентного железа, представленного сульфатными солями.The use of the proposed technology is especially favorable for the purification of large volumes of mine water pouring out from flooded waste mines, where the main polluting component is ferrous ions, represented by sulfate salts.
Показатели очистки сточной воды от ионов сульфатного двухвалентного железа с применением кислорода воздуха при избыточном давленииTable
Indicators of wastewater treatment from sulfate ferrous ions using atmospheric oxygen at excess pressure
Источники информацииInformation sources
1. Л.А.Кульский, П.П.Строкач Технология очистки природных вод. - Киев: Виша школа, 1986, стр.211.1. L.A. Kulsky, P.P. Strokach Technology for the purification of natural waters. - Kiev: Vichy School, 1986, p. 211.
2. Ю.Б.Лурье Справочник по аналитической химии. - М., Химия, М. 1971, стр.2482. Yu.B. Lurie Handbook of analytical chemistry. - M., Chemistry, M. 1971, p. 248
3. Строительные норма и правила, часть II, глава 32 (СНиП-32-74)3. Building Norm and Rules, Part II, Chapter 32 (SNiP-32-74)
4. Основные положения по проектированию сооружений для очистки кислых шахтных вод, утвержденное Министерством угольной промышленности и согласованные с Министерством ССС и Министерством рыбного хозяйства СССР, 1978 г.4. The main provisions for the design of facilities for the treatment of acid mine water, approved by the Ministry of Coal Industry and agreed with the Ministry of CCC and the Ministry of Fisheries of the USSR, 1978
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006122801/15A RU2330815C2 (en) | 2006-06-26 | 2006-06-26 | Method of purification of sewage and natural waters from sulfate ions of divalent iron |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006122801/15A RU2330815C2 (en) | 2006-06-26 | 2006-06-26 | Method of purification of sewage and natural waters from sulfate ions of divalent iron |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006122801A RU2006122801A (en) | 2008-01-10 |
RU2330815C2 true RU2330815C2 (en) | 2008-08-10 |
Family
ID=39019811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006122801/15A RU2330815C2 (en) | 2006-06-26 | 2006-06-26 | Method of purification of sewage and natural waters from sulfate ions of divalent iron |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2330815C2 (en) |
-
2006
- 2006-06-26 RU RU2006122801/15A patent/RU2330815C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЖУРБА М.Г. и др. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений, т.2. - М.: Изд. Ассоциации строительных вузов, 2004, с.307-310. КЛЯЧКО В.А., АПЕЛЬЦИН И.Э. Очистка природных вод. - М.: Изд. литературы по строительству, с.425-426. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006122801A (en) | 2008-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109912131A (en) | A kind of high concentration hard-degraded organic waste water processing equipment with high salt and technique | |
CN102001774A (en) | Alkaline high-calcium wastewater decalcification treatment method | |
Wu et al. | Sludge digestion enhancement and nutrient removal from anaerobic supernatant by Mg (OH) 2 application | |
RU2757113C1 (en) | Filter treatment plant for solid communal waste land | |
RU2330815C2 (en) | Method of purification of sewage and natural waters from sulfate ions of divalent iron | |
RU2438998C1 (en) | Method of neutralising acid sulphate-containing effluents and device to this end | |
JPS6135894A (en) | Removal of arsenic in waste water | |
RU2329955C2 (en) | Method of purification of sewage and natural water from ions of sulfate bivalent iron | |
RU2322398C1 (en) | Process for treating waste water to remove sulfate ions | |
CN102826724B (en) | Acidic coal mine wastewater treatment device and method | |
CN109879541B (en) | Treatment process of waste emulsion | |
RU2740289C2 (en) | Method of afterpurification of waste liquid from phosphates | |
EP0317553B1 (en) | Process for treating pollutant effluent, particularly in the tanning industry, and plant for implementing the process | |
SU1527172A1 (en) | Method of purifying waste water from heavy metals | |
RU2489365C2 (en) | Method of removing phenol from effluents and natural waters | |
RU2234465C1 (en) | Method for purifying of sewage water | |
RU2323164C1 (en) | Process of treating waste water to remove sulfate ions | |
SU941309A1 (en) | Method of purifying waste water from arsenic | |
JP2848041B2 (en) | Treatment method of copper plating wastewater containing Rochelle salt | |
RU2236384C1 (en) | Method of removing sulfate ions from waste water | |
RU2233802C1 (en) | Method of cleaning waste water from sulfate ions | |
SU1386587A1 (en) | Method of treating sulfate-containing mineralized water | |
RU2098355C1 (en) | Method of removing heavy metal ions and organics from waste waters | |
Abdelkader | Sustainable treatment of tanneries wastewater using low-cost and highly efficient materials | |
RU2688631C1 (en) | Method of removing phosphorus from waste waters by jet alongs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090627 |