RU2019521C1

RU2019521C1 - Method of water purification

Info

Publication number: RU2019521C1
Authority: RU
Inventors: Л.П. Фоминский; Б.В. Решетило; В.М. Тюрин
Original assignee: Фоминский Леонид Павлович
Priority date: 1991-08-27
Filing date: 1991-08-27
Publication date: 1994-09-15

Abstract

FIELD: industry. SUBSTANCE: water purification is exercised with the help of water treatment with suspension, produced by electric erosive dispersion of ferrous metals in water, keeping them in water until magnetite is formed, mixing it with purified water with following separation of sediment. Before the treatment, pH value of water, subjected to purification, is to be brought to 2.5 - 5.7 (better to 3.0 -4.5) and after mixing with suspension pH value of water is to be increased to 7.7 - 9.5 (better to 8.0 - 9.0 ). It is recommended to add chrome solution of 0.05 - 100 mg/l concentration into the water before its purification. To decrease consumption of reagents and provision of desalinization subjected to purification water or its part after sediment separation from it is recommended to electrolyze or to subject treatment in diaphragm electrolyzer with separate removal of anolyte and/or catholyte. In the case it is recommended to use anolyte for acidification of water fed for purification and catholyte - for water alkalization after mixing it with suspension. It is also recommend to mix part of anolyte with suspension before feeding it in purified water. EFFECT: method is used for industrial waste water purification. 4 cl, 6 tbl

Description

Изобретение относится к водоочистке сточных, промывных и других вод от ионов металлов, нитратов, фосфатов, нефтепродуктов, цианидов, солей и других примесей. The invention relates to the treatment of wastewater, washings and other waters from metal ions, nitrates, phosphates, petroleum products, cyanides, salts and other impurities.

Известны способы очистки воды от ионов тяжелых металлов путем сорбции и соосаждения их соединениями двухвалентного железа, например, получаемыми электролизом железа в воде. Недостатком этого способа является большой расход железа и электроэнергии и ненадежность работы электролизера. Known methods for purifying water from heavy metal ions by sorption and coprecipitation with ferrous iron compounds, for example, obtained by electrolysis of iron in water. The disadvantage of this method is the high consumption of iron and electricity and the unreliability of the electrolyzer.

Наиболее близким является способ очистки воды от тяжелых металлов с помощью железного порошка. По этому способу в воду, содержащую ионы тяжелых металлов, вводят при рН 5-7 порошок железа с дисперсностью 25-150 мкм, производимый порошковой металлургией, перемешивают 30-60 мин и отфильтровывают осадок. Очистка воды осуществляется за счет реакций поглощения-соосаждения. Недостатком способа является большой расход железного порошка (15-75 г на 1 л воды или 58-300 г на 1 г очищаемых примесей), большая длительность процесса и недостаточно высокая степень очистки. The closest is a method of purifying water from heavy metals using iron powder. According to this method, iron powder with a dispersion of 25-150 microns produced by powder metallurgy is introduced into water containing heavy metal ions at pH 5-7, stirred for 30-60 minutes and the precipitate is filtered off. Water purification is carried out due to absorption-coprecipitation reactions. The disadvantage of this method is the high consumption of iron powder (15-75 g per 1 liter of water or 58-300 g per 1 g of purified impurities), a long process time and an insufficiently high degree of purification.

Задачей изобретения является повышение скорости и степени очистки воды, надежности очистки, расширение области применения способа, уменьшение расхода реагентов и обеспечение обессоливания очищаемой воды. The objective of the invention is to increase the speed and degree of water purification, reliability of purification, expanding the scope of the method, reducing the consumption of reagents and ensuring desalination of purified water.

Для этого очистку осуществляют путем введения в нее суспензии, полученной электроэрозионным диспергированием черных металлов в воде и выдержанной до образования магнетита, перемешивания и последующего отделения осадка. При этом перед введением суспензии величину рН воды, подлежащей очистке, доводят до значений 2,5-7,5 (лучше 3,0-4,5), а после перемешивания с суспензией величину рН воды повышают до значений 7,7-9,5 (лучше до рН 8-9). For this, purification is carried out by introducing into it a suspension obtained by electroerosive dispersion of ferrous metals in water and aged until magnetite is formed, mixed, and the precipitate is subsequently separated. In this case, before introducing the suspension, the pH of the water to be purified is adjusted to 2.5-7.5 (preferably 3.0-4.5), and after mixing with the suspension, the pH of the water is increased to 7.7-9, 5 (preferably up to pH 8-9).

В воду, подлежащую очистке, до введения в нее суспензии добавляют раствор хрома и доводят концентрацию последнего в воде до 0,05л-100 лмг/k. Before the suspension is introduced into the water to be purified, a chromium solution is added and the concentration of the latter in water is adjusted to 0.05 l-100 lmg / k.

Очищаемую предлагаемым способом воду или часть ее после отделения от нее осадка подвергают электродиализу или обработке в диафрагменном электролизе с раздельным выводом анолита или католита, при этом получаемый анолит используют для подкисления воды, подаваемой на очистку, а католит - для подщелачивания ее после перемешивания ее с суспензией. The water purified by the proposed method or part of it after separation of the precipitate from it is subjected to electrodialysis or processing in a diaphragm electrolysis with separate withdrawal of anolyte or catholyte, while the resulting anolyte is used to acidify the water supplied to the treatment, and the catholyte - to alkalize it after mixing it with a suspension .

Анолит или часть его перед вводом в очищаемую воду смешивают с суспензией и подают в очищаемую воду вместе с ней. Anolyte or part of it before entering into the purified water is mixed with the suspension and fed into the purified water along with it.

Подкисление воды, подаваемой на очистку, до величины рН 2,5-7,5 ведет к частичному растворению в ней металлической фазы (железа) порошка суспензии с образованием гидроксида железа (II), который при последующем подщелачивании воды можно легко коагулировать и сорбировать ионы некоторых тяжелых металлов. Образование гидроксида железа (II) в предлагаемом способе ведет к тому, что, помимо поглощения примесей магнетитом, происходит еще и поглощение примесей гидроксидом железа. Совместное действие этих двух процессов очистки воды, дополняющих друг друга, позволяет увеличить скорость и степень очистки воды и расширить ассортимент очищаемых примесей. Особенно увеличивается скорость очистки воды, содержащей ионы шестивалентного хрома. Acidification of the water supplied to the treatment to a pH of 2.5-7.5 leads to a partial dissolution of the metal phase (iron) of the suspension powder in it with the formation of iron (II) hydroxide, which, with subsequent alkalization of the water, can easily coagulate and sorb some ions heavy metals. The formation of iron (II) hydroxide in the proposed method leads to the fact that, in addition to the absorption of impurities by magnetite, there is also the absorption of impurities by iron hydroxide. The combined effect of these two water purification processes, complementing each other, allows to increase the speed and degree of water purification and expand the range of purified impurities. Especially increases the speed of purification of water containing hexavalent chromium ions.

Нижний и верхний пределы заявляемого интервала рН 2,5-7,5 у воды до очистки найдены экспериментально в многочисленных опытах, показавших, что снижение величины рН ниже 2,5 требует больших расходов кислоты на подкисление воды, но не ведет к существенному росту степени очистки воды, по сравнению с очисткой ее при рН 3. А при рН, большем 7,5, скорость растворения железа суспензии оказывается слишком малой, и в результате скорость и степень очистки воды от ионов тяжелых металлов не возрастают с повышением рН. The lower and upper limits of the proposed range of pH 2.5-7.5 in water before purification were found experimentally in numerous experiments, which showed that lowering the pH below 2.5 requires high acid consumption for acidification of water, but does not lead to a significant increase in the degree of purification water, compared with its purification at pH 3. And at a pH greater than 7.5, the dissolution rate of the iron suspension is too low, and as a result, the rate and degree of purification of water from heavy metal ions do not increase with increasing pH.

Эксперименты показали, что подкисление воды можно осуществлять добавлением в нее разбавленной серной кислоты. Experiments have shown that water can be acidified by adding dilute sulfuric acid to it.

Последующее подщелачивание очищаемой воды после перемешивания ее с суспензией до величины рН 7,7-9,5 ведет к быстрому переходу ионов железа в воде в нерастворимый гидроксид железа с последующей быстрой (в течение 2-5 мин) коагуляцией его и выпадением в осадок. Образующиеся коагулянты захватывают частицы железо-магнетитового порошка суспензии и увлекают их с собой в осадок. В результате длительность процессов выпадения твердой фазы в осадок и осветления очищаемой воды сокращаются до 3-5 мин. Это увеличивает скорость и производительность очистки воды. Экспериментально найдено, что подщелачивание воды можно осуществлять разбавленными растворами едкого натра или едкого калия. Subsequent alkalization of the purified water after stirring it with a suspension to a pH of 7.7-9.5 leads to a rapid transition of iron ions in water into insoluble iron hydroxide, followed by its rapid (within 2-5 min) coagulation and precipitation. The resulting coagulants capture particles of the iron-magnetite powder of the suspension and carry them with them to the sediment. As a result, the duration of the solid phase precipitation and clarification of purified water is reduced to 3-5 minutes. This increases the speed and productivity of water treatment. It was experimentally found that alkalization of water can be carried out with dilute solutions of sodium hydroxide or potassium hydroxide.

Нижний предел заявляемого интервала рН 7,7 определяется тем, что при рН 7,7 только начинается выделение и коагуляция гидроксидов железа (наибольшая скорость коагуляции достигается при рН, равном 8-9). Верхний предел 9,5 обусловлен тем, что по требованиям санитарных норм вода, сбрасываемая в водоемы рыбохозяйственного или санитарно-бытового водопользования, не должна иметь величину рН более 9-9,5, а также тем, что при больших значениях рН некоторые осажденные металлы начинают вновь растворяться в воде (растворяется, например, железо порошка суспензии). The lower limit of the proposed range of pH 7.7 is determined by the fact that at pH 7.7 only begins the selection and coagulation of iron hydroxides (the highest coagulation rate is achieved at a pH of 8-9). The upper limit of 9.5 is due to the fact that, according to sanitary standards, water discharged into fisheries or sanitary water should not have a pH value of more than 9-9.5, as well as the fact that at high pH values some precipitated metals begin to dissolve again in water (soluble, for example, iron powder suspension).

В предлагаемом способе рекомендуется для ускорения очистки воды, содержащей ионы таких металлов, как медь, цинк, никель и др., но не содержащей ионов хрома, вводить в нее до введения суспензии ионы хрома либо путем добавления в эту воду хромсодержащей воды, либо путем растворения в ней хромового ангидрида. In the proposed method, it is recommended to accelerate the purification of water containing ions of metals such as copper, zinc, nickel, etc., but not containing chromium ions, to introduce chromium ions into it before adding the suspension, either by adding chromium-containing water to this water, or by dissolving in it is chromic anhydride.

Нижний и верхний пределы заявляемого интервала концентрацией ионов хрома в воде выбраны на основании экспериментальных данных, показывающих, что при концентрации хрома менее 0,05 мг/л скорость и степень очистки воды изменяется мало, а повышение концентрации хрома выше 100 мг/л ведет к значительному увеличению расхода суспензии на очистку без соответствующего увеличения степени очистки воды. Кроме того, при введении в воду раствора хромового ангидрида величина рН воды понижается (кислая реакция) и при концентрации шестивалентного хрома 100 мг/л, величина рН воды, бывшей до того нейтральной, становится равной 3. А поскольку рекомендуется нижний предел величины рН 2,5, то при введении в очищаемую воду шестивалентного хрома в концентрациях более 100 мг/л (что даст рН воды ниже 2,5-3) придется затем подщелачивать эту воду для повышения ее рН до 3. А это вызовет дополнительное засоление воды, что нежелательно. The lower and upper limits of the claimed range by the concentration of chromium ions in water are selected on the basis of experimental data showing that at a chromium concentration of less than 0.05 mg / l, the speed and degree of water purification varies little, and an increase in chromium concentration above 100 mg / l leads to a significant increase the flow rate of the suspension for cleaning without a corresponding increase in the degree of water purification. In addition, when a solution of chromic anhydride is introduced into the water, the pH of the water decreases (acidic reaction) and at a concentration of hexavalent chromium of 100 mg / l, the pH of the water, which was previously neutral, becomes equal to 3. And since the lower limit of pH 2 is recommended, 5, then when hexavalent chromium is introduced into the purified water at concentrations of more than 100 mg / l (which will give a water pH below 2.5-3), then this water will have to be alkalized to increase its pH to 3. And this will cause additional salinization of the water, which is undesirable .

Применение по предлагаемому способу электродиализа или обработки в диафрагменном электролизере очищаемой воды после отделения от нее осадка позволяет отделить от этой воды соли с разделением их на катионы и анионы, содержащиеся соответственно в католите и анолите. Это позволяет уменьшить содержание солей в очищенной воде, что обеспечивает возможность повторного использования очищенной воды. Использование же получаемого анолита, имеющего величину рН меньше 3, для подкисления исходной воды, а католита, имеющего рН более 9, для подщелачивания этой воды после перемешивания ее с суспензий, позволяет исключить или уменьшить расходование реагентов (кислот и щелочей) на эти цели. Вместо реагентов расходуется электроэнергия на электролиз. Это позволяет не только исключить необходимость вводить эти реагенты или уменьшить их расходование, но и исключить или уменьшить дополнительное засоление воды этими реагентами и продуктами их взаимодействия друг с другом. И хотя анолит и католит в предлагаемом способе подают в одну и ту же воду, и, казалось бы, они должны взаимно нейтрализовать друг друга и снова образовать соли, растворимые в воде, этого не происходит, поскольку их вводят в очищаемую воду на разных стадиях процесса очистки (анолит - в исходную воду до введения в нее суспензию или вместе с ней, а католит - после перемешивания ее с суспензией) и реакции их с суспензией в воде переводят их в нерастворимую фазу, выпадающую в осадок вместе с суспензией. Этим обеспечивается обессоливание воды. The use of the proposed method of electrodialysis or treatment in the diaphragm electrolyzer of purified water after separation of the precipitate from it allows the salts to be separated from this water and separated into cations and anions contained respectively in catholyte and anolyte. This allows you to reduce the salt content in purified water, which makes it possible to reuse purified water. The use of the obtained anolyte having a pH value of less than 3 to acidify the source water, and catholyte having a pH of more than 9, to alkalize this water after mixing it from suspensions, eliminates or reduces the consumption of reagents (acids and alkalis) for these purposes. Instead of reagents, energy is consumed for electrolysis. This allows not only to eliminate the need to introduce these reagents or to reduce their consumption, but also to eliminate or reduce the additional salinization of water by these reagents and the products of their interaction with each other. And although the anolyte and catholyte in the proposed method are fed into the same water, and, it would seem, they should mutually neutralize each other and again form salts soluble in water, this does not happen, since they are introduced into the purified water at different stages of the process purification (anolyte — into the source water before or in suspension with the suspension, and catholyte — after mixing it with the suspension) and their reaction with the suspension in water transfer them to an insoluble phase precipitating together with the suspension. This ensures the desalination of water.

Смешивание анолита с суспензией перед введением в очищаемую воду понижает в суспензии величину рН до 2-6, и в этой достаточно кислой среде железо суспензии начинает растворяться еще до попадания в очищаемую воду. (И продолжает растворяться уже в ней). В результате суммарное количество свежеобразованных ионов двухвалентного железа в очищаемой воде оказывается больше того, которое могло бы образоваться в слабокислой очищаемой воде за короткое время перемешивания ее с неподкисленной суспензией. А поскольку объем суспензии много меньше объема очищаемой воды, то для подкисления суспензии требуется много меньше анолита, чем для подкисления до тех же величин рН всей очищаемой воды. Это избавляет от необходимости сильно подкислять всю очищаемую воду и позволяет уменьшить расход анолита. Mixing the anolyte with the suspension before introducing it into the water to be purified lowers the pH value in the suspension to 2-6, and in this sufficiently acidic medium the iron of the suspension begins to dissolve even before it enters the water to be purified. (And continues to dissolve already in it). As a result, the total amount of freshly formed ions of ferrous iron in the purified water is greater than that which could be formed in the slightly acidic purified water in a short time of mixing it with an non-acidified suspension. And since the volume of the suspension is much less than the volume of the water to be purified, it takes much less anolyte to acidify the suspension than to acidify all the water to be purified to the same pH. This eliminates the need to strongly acidify all purified water and reduces the consumption of anolyte.

П р и м е р 1. Черный металл (железо или углеродистую сталь) подвергают электроэрозионному диспергированию электрическими разрядами в воде до размеров частиц 0,1-10 мкм. PRI me R 1. Ferrous metal (iron or carbon steel) is subjected to electroerosive dispersion by electric discharges in water to a particle size of 0.1-10 microns.

Концентрируют полученную суспензию порошка в воде отстаиванием или центрифугированием, или фильтрацией до содержания Т:Ж от 1:10 до 1:1 по массе. The resulting suspension of the powder in water is concentrated by sedimentation or centrifugation, or filtration to a T: W content of 1:10 to 1: 1 by weight.

Выдерживают концентрированную суспензию до тех пор, пока из нее не начнут выделяться пузырьки водорода, свидетельствующие о начале реакции взаимодействия порошка железа с водой с образованием магнетита. The concentrated suspension is maintained until hydrogen bubbles begin to stand out from it, indicating the onset of the reaction of the interaction of the iron powder with water with the formation of magnetite.

Затаривают суспензию и отправляют ее потребителю. Suspend the suspension and send it to the consumer.

У потребителя воду, подлежащую очистке, анализируют на кислотность (измеряют величину до рН) и на содержание в ней ионов хрома. At the consumer, the water to be purified is analyzed for acidity (measured to pH) and for the content of chromium ions in it.

При отсутствии в этой воде примесей хрома или при их концентрации менее 0,05 мг/л рекомендуется добавить в эту воду раствор хрома (например, смешивая эту воду с хромсодержащей сточной водой) и довести его концентрацию до 0,05-100 мг/л. Конкретнее величину концентрации хрома в воде рекомендуется брать примерно в десять раз меньшей средней концентрации всех остальных тяжелых металлов в данной воде. In the absence of chromium impurities in this water or at a concentration of less than 0.05 mg / l, it is recommended to add a chromium solution to this water (for example, mixing this water with chromium-containing wastewater) and bring its concentration to 0.05-100 mg / l. More specifically, the concentration of chromium in water is recommended to be taken at about ten times lower than the average concentration of all other heavy metals in this water.

Подкисляют (или подщелачивают) очищаемую воду, доводя величину рН до 2,5-7,5, лучше до 3,5-4,5. Подкисление или подщелачивание можно осуществлять растворами кислот (серной или др.) или щелочей (NaOH, КОН и др.) при осуществлении способа по п.1 формулы изобретения. Если величина рН у исходной воды находится в пределах 3-7, то подкисление или подщелачивание ее осуществлять не надо. При осуществлении способа по п.3 формулы изобретения подкисление или подщелачивание воды, подлежащей очистке, осуществляют (полностью или частично) анолитом или католитом, получаемым в аппарате электродиализа или в диафрагменном электролизере, в который направляют очищенную данным способом воду. Acidify (or alkalize) the purified water, bringing the pH to 2.5-7.5, preferably 3.5-4.5. Acidification or alkalization can be carried out with solutions of acids (sulfuric or others) or alkalis (NaOH, KOH and others) when implementing the method according to claim 1. If the pH value of the source water is in the range of 3-7, then acidification or alkalization is not necessary. When implementing the method according to claim 3, acidification or alkalization of the water to be purified is carried out (in whole or in part) with anolyte or catholyte obtained in an electrodialysis apparatus or in a diaphragm electrolyzer, into which water purified by this method is sent.

Затем добавляют в подготовленную по вышеописанной технологии воду полученную суспензию в количестве 3-120 г (в пересчете на сухое вещество) на каждый грамм вредных веществ, содержащихся в очищаемой воде и подлежащих очистке. При осуществлении способа по п.4 формулы изобретения в порцию суспензии перед вводом ее в очищаемую воду добавляют анолит, полученный в аппарате электродиализа или в диафрагменном электролизере, в котором доочищают очищаемую данным способом воду. Добавку электролита осуществляют при перемешивании суспензии мешалкой, насосом или ультразвуком, доводя рН смеси до 2-6 (предпочтительнее 3-5). Then, the resulting suspension is added to the water prepared according to the above-described technology in an amount of 3-120 g (in terms of dry matter) for each gram of harmful substances contained in the purified water and to be purified. When implementing the method according to claim 4, an anolyte obtained in the electrodialysis apparatus or in a diaphragm electrolyzer is added to a portion of the suspension before entering it into the water to be purified, in which the water purified by this method is further purified. The electrolyte is added while stirring the suspension with a stirrer, pump or ultrasound, adjusting the pH of the mixture to 2-6 (preferably 3-5).

Перемешивают смесь суспензии с очищаемой водой в течение 2-5 мин. Mix the suspension mixture with purified water for 2-5 minutes.

Подщелачивают смесь при перемешивании до рН 7,7-9,5 (лучше 8-9). При осуществлении способа по п.1 формулы предлагаемого изобретения подщелачивание осуществляют добавлением в смесь раствора щелочи (NaOH, KaOH или др.), а при осуществлении способа по п.3 подщелачивание осуществляют добавлением католита, получаемого в аппарате электродиализа или в диафрагменном электролизере, в котором доочищают очищаемую данным способом воду. The mixture is made alkaline with stirring to a pH of 7.7-9.5 (preferably 8-9). When implementing the method according to claim 1 of the formula of the invention, alkalization is carried out by adding an alkali solution (NaOH, KaOH or others) to the mixture, and when implementing the method according to claim 3, alkalization is carried out by adding catholyte obtained in an electrodialysis apparatus or in a diaphragm electrolyzer, in which purify the water purified by this method.

Отстаивают смесь в отстойнике в течение 5-30 мин до выпадения осадка. Settle the mixture in the sump for 5-30 minutes until precipitation.

Собирают осветленную в отстойнике воду, отфильтровывают ее от остатков суспензии и направляют на повторное использование или на сброс в водоем или на доочистку. The water clarified in the sump is collected, it is filtered from the remainder of the suspension and sent for reuse or for discharge into a reservoir or for further treatment.

Собирают осажденный в отстойнике и на фильтре осадок, обезвоживают его на вакуумном фильтре, высушивают и направляют на утилизацию или захоронение. The sediment deposited in the sump and on the filter is collected, dehydrated on a vacuum filter, dried and sent for disposal or disposal.

При осуществлении способа по п.3 формулы изобретения очищенную предлагаемым способом воду направляют на доочистку от солей (сульфатов, хлоридом и др.) электродиализом или в диафрагменном электолизере с раздельным выводом анолита и католита. При этом получаемый анолит используют для подкисления по п.7 исходной воды, подаваемой на очистку, а католит - для подщелачивания ее по п.10 после перемешивания ее с суспензией. When implementing the method according to claim 3, the water purified by the proposed method is sent for purification from salts (sulfates, chloride, etc.) by electrodialysis or in a diaphragm electrolyzer with separate withdrawal of anolyte and catholyte. In this case, the obtained anolyte is used to acidify according to claim 7 the source water supplied for purification, and the catholyte is used to alkalize it according to claim 10 after mixing it with a suspension.

П р и м е р 2. 10 кг отрезков проволоки диаметром 5 мм длиной 5-10 мм из стали 08КП подвергают электроэрозионному диспергированию электрическими разрядами между отрезками проволоки в проточной технической воде, выносящей своим потоком продукты электроэрозии из устройства диспергирования. Удельные энергозатраты на диспергирование составляют 6 кВт ч на 1 кг металла. Выходящую из устройства диспергирования суспензию направляют на центрифугу, где ее отделяют от воды, которую возвращают в устройство диспергирования для повторного использования. Отцентрифугированную суспензию, имеющую влажность примерно 80% (массовое соотношение Т:Ж = 1:4-1:5), собирают в сосуд-накопитель, где выдерживают ее при периодическом (раз в сутки) перемешивании в течение 3 сут. Затем суспензию затаривают в бутылки и отправляют потребителю. У потребителя суспензию используют для очистки сточной воды гальванического производства, содержащей примеси, концентрация которых указана в табл.1. Величина рН₁ исходной воды также указана в табл.1. Берут 1 дм³ исходной воды и доводят ее до рН до величины рН₂, указанной в табл.1, путем добавления (при необходимости) в нее при перемешивании 10%-ного раствора серной кислоты или едкого натра (когда рН₁ исходной воды меньше 2,5). Затем добавляют в этот сосуд суспензию, в количестве, указанном в табл.1, и перемешивают смесь в течение 5 мин. После этого добавляют в этот же сосуд при перемешивании 10%- ный раствор едкого натра, доводя рН воды в сосуде до величины рН₃, указанной в табл.1. Затем дают возможность смеси отстояться в течение времени, указанного в табл.1, до осаждения осадка в результате коагуляции. Осветленную воду сливают и подвергают фильтрации через фильтровальную бумагу "синяя лента", отделяя ее таким образом от остатков суспензии. Полученную воду анализируют на содержание примесей. Результаты анализов приведены в табл.1.PRI me R 2. 10 kg of wire segments with a diameter of 5 mm, a length of 5-10 mm from 08KP steel are subjected to electroerosive dispersion by electric discharges between the wire segments in flowing industrial water, which carries out the flow of electroerosion products from the dispersion device. The specific energy consumption for dispersion is 6 kWh per 1 kg of metal. The suspension exiting the dispersion device is sent to a centrifuge, where it is separated from the water, which is returned to the dispersion device for reuse. A centrifuged suspension having a moisture content of about 80% (mass ratio T: W = 1: 4-1: 5) is collected in a storage vessel, where it is kept under periodic (once a day) stirring for 3 days. Then the suspension is bottled and sent to the consumer. At the consumer, the suspension is used for wastewater treatment of galvanic production, containing impurities, the concentration of which is shown in table 1. The pH value of ₁ source water is also shown in table 1. Take 1 dm ^{3 of the} source water and bring it to pH up to a pH of ₂ , indicated in Table 1, by adding (if necessary) to it with stirring a 10% solution of sulfuric acid or caustic soda (when the pH of ₁ source water is less than 2 ,5). Then a suspension is added to this vessel, in the amount indicated in Table 1, and the mixture is stirred for 5 minutes. After this, a 10% sodium hydroxide solution is added to the same vessel with stirring, adjusting the pH of the water in the vessel to a pH of ₃ , which is indicated in Table 1. Then, the mixture is allowed to stand for the time indicated in Table 1, before sedimentation as a result of coagulation. The clarified water is drained and filtered through a blue ribbon filter paper, thus separating it from the rest of the suspension. The resulting water is analyzed for impurities. The results of the analyzes are given in table 1.

Из табл. 1 видно, что в большинстве экспериментов наибольшая степень очистки воды достигается при рН₂ = 3,0-4,5 и при рН₃ = 8-9, а наибольшая скорость осаждения осадка - при рН₃ = 8-9. Из табл.1 также видно, что при наличии в исходной воде шестивалентного хрома достигается большая степень очистки воды, особенно от таких элементов, как медь и цинк, чем при отсутствии хрома в очищаемой воде.From the table. 1 shows that in most experiments, the greatest degree of water purification is achieved at pH ₂ = 3.0-4.5 and at pH ₃ = 8-9, and the highest sedimentation rate at pH ₃ = 8-9. From table 1 it is also seen that in the presence of hexavalent chromium in the source water, a greater degree of water purification is achieved, especially from elements such as copper and zinc, than in the absence of chromium in the treated water.

П р и м е р 3. Суспензию получают так же, как в примере 2. Для очистки берут те же образцы сточной воды, что и в примере 2, в частности образцы сточной воды гальванического производства Харьковского ПО "Коммунар", характеристики которой приведены в первом столбце табл.1. Перед очисткой в воду этого образца добавляют 10 об.% хромсодержащей сточной воды того же ПО "Коммунар", характеристики которой приведены во втором столбце табл.1. Затем подвергают смесь этих вод очистке суспензией по технологии, описанной в примере 2. Параметры и результаты экспериментов и анализов приведены в табл.2. PRI me R 3. The suspension is obtained in the same way as in example 2. For the treatment take the same samples of wastewater as in example 2, in particular, samples of wastewater from the galvanic production of Kharkov Production Association "Communar", the characteristics of which are given in first column of table 1. Before purification of this sample, add 10 vol.% Chrome-containing wastewater of the same Production Association Kommunar, the characteristics of which are given in the second column of Table 1. Then the mixture of these waters is subjected to purification by suspension according to the technology described in Example 2. The parameters and results of experiments and analyzes are given in Table 2.

П р и м е р 4. Для очистки берут образцы кисло-щелочных стоков гальванических производств, не содержащие примесей хрома и добавляют в них раствор хромового ангидрида, доводя концентрацию хрома в смеси до величины, указанной в табл.2 (строка "до очистки"). Затем подвергают смесь очистке суспензией по технологии, описанной в примере 2. Параметры и результаты экспериментов приведены в табл.2. PRI me R 4. For cleaning, take samples of acid-alkaline wastewater from galvanic plants that do not contain chromium impurities and add a solution of chromic anhydride to them, adjusting the concentration of chromium in the mixture to the value indicated in Table 2 (line "before cleaning" ) Then the mixture is subjected to purification by suspension according to the technology described in example 2. The parameters and experimental results are shown in table.2.

П р и м е р 5. Берут образцы сточных вод с участка травления печатных плат Гомельского завода радиотехнического оснащения, содержащие медноаммиачные комплексы. Добавляют в эти образцы хромсодержащую промывную воду гальванического производства до получения в смеси концентрации хрома, указанной в табл.3. Смесь очищают суспензией по технологии, описанной в примере 2. Параметры и результаты экспериментов приведены в табл.3. PRI me R 5. Take samples of wastewater from the site of etching of printed circuit boards of the Gomel plant of radio equipment, containing copper-ammonia complexes. Chromium-containing wash water of galvanic production is added to these samples to obtain the chromium concentration indicated in Table 3 in the mixture. The mixture is purified by suspension according to the technology described in example 2. The parameters and experimental results are shown in table.3.

П р и м е р 6. Берут кисло-щелочную сточную воду гальванического производства Киевского АО "Сокол", не содержащую примесей хрома, и добавляют в нее сточную воду, содержащую трехвалентный хром. Химический состав получаемой смеси (концентрация примесей в воде) приведены в табл.3. Эту смесь очищают суспензией по технологии, приведенной в примере 2. Параметры и результаты экспериментов приведены в табл.3. PRI me R 6. Take acid-alkaline wastewater galvanic production of Kiev JSC "Falcon", not containing impurities of chromium, and add wastewater containing trivalent chromium to it. The chemical composition of the resulting mixture (concentration of impurities in water) is given in table.3. This mixture is purified by suspension according to the technology described in Example 2. The parameters and experimental results are shown in Table 3.

П р и м е р 7. Берут сточную воду кожевенного производства Вознесенского кожевенного завода, содержащую ионы трехвалентного хрома и взвешенные органические вещества. Осуществляют очистку этой воды суспензией по технологии, описанной в примере 1. Параметры и результаты экспериментов приведены в табл.3. PRI me R 7. Take wastewater from the tannery of the Ascension Tannery, containing trivalent chromium ions and suspended organic matter. Purify this water with a suspension according to the technology described in example 1. The parameters and experimental results are shown in table.3.

П р и м е р 8. Берут сточную воду Светловодского комбината твердых сплавов и тугоплавких металлов, содержащую ионы вольфрама и аммиак, и осуществляют очистку ее суспензией по технологии, описанной в примере 2. Параметры и результаты экспериментов приведены в табл.4. PRI me R 8. Take wastewater from the Svetlovodsk plant of hard alloys and refractory metals containing tungsten and ammonia ions, and purify it with a suspension according to the technology described in example 2. The parameters and experimental results are shown in table 4.

П р и м е р 9. Берут сточную воду Светловодского завода чистых металлов, содержащую ионы мышьяка, и осуществляют очистку ее суспензией по технологии, описанной в примере 1. Параметры и результаты экспериментов приведены в табл.4. PRI me R 9. Take wastewater Svetlovodsk plant of pure metals containing arsenic ions, and purify it with a suspension according to the technology described in example 1. The parameters and experimental results are shown in table 4.

П р и м е р 10. Берут сточную воду гальванического производства Житковического моторостроительного завода, содержащую цианиды, и осуществляют очистку ее суспензией по технологии, описанной в примере 2. При этом воду подкисляют до значений рН не ниже 6, поскольку при меньших значениях рН начинается выделение газообразных цианистых соединений, отравляющих воздух. Параметры и результаты экспериментов приведены в табл.4. PRI me R 10. Take the wastewater of galvanic production Zhitkovsky engine plant containing cyanides, and purify it with a suspension according to the technology described in example 2. In this case, the water is acidified to pH values not lower than 6, since at lower pH values it starts the release of gaseous cyanide compounds that poison the air. The parameters and experimental results are given in table 4.

П р и м е р 11. Берут сточную воду Киевского завода химикатов, содержащую примеси ионов ртути, и осуществляют очистку ее суспензией по технологии, описанной в примере 1. Параметры и результаты экспериментов приведены в табл.4. PRI me R 11. Take wastewater from the Kiev plant of chemicals containing impurities of ions of mercury, and purify it with a suspension according to the technology described in example 1. The parameters and experimental results are shown in table 4.

П р и м е р 12. Берут сточную воду красильного производства фирмы "Ай-Си-Ай" и г. Нэфлоке (Англия), содержащую примеси анилиновых и диазокрасителей, и осуществляют очистку ее суспензией по технологии, описанной в примере 1. Параметры и результаты экспериментов приведены в табл.4. PRI me R 12. Take wastewater of the dyeing production of the company "ICC" and the city of Neflock (England), containing impurities of aniline and diazo dyes, and purify it with a suspension according to the technology described in example 1. Parameters and The experimental results are given in table 4.

П р и м е р 13. Берут питьевую воду из колодцев Вознесенского р-на Николаевской обл. , загрязненную свыше ПДК нитратами, и подвергают ее очистке суспензией по технологии, описанной в примере 1. Параметры и результаты экспериментов приведены в табл.5. PRI me R 13. Take drinking water from the wells of the Voznesensky district of Nikolaev region. contaminated above the MPC with nitrates, and subjected to its purification with a suspension according to the technology described in example 1. The parameters and experimental results are shown in table 5.

П р и м е р 14. Берут образцы воды, содержащие примесь радиоактивного раствора с изотопами стронция-90 и иттрия-90. Уровень радиоактивности исходных образцов 10 Ки/л. Осуществляют очистку образцов воды от радионуклидов с помощью суспензии по технологии, описанной в примере 2, с тем отличием, что подкисление воды осуществляют раствором не серной, а соляной кислоты. Параметры и результаты экспериментов приведены в табл.5. PRI me R 14. Take water samples containing an admixture of a radioactive solution with isotopes of strontium-90 and yttrium-90. The radioactivity level of the initial samples is 10 Ci / l. Purify water samples from radionuclides using a suspension according to the technology described in example 2, with the difference that the acidification of the water is carried out with a solution of hydrochloric acid rather than sulfuric acid. The parameters and experimental results are given in table 5.

П р и м е р 15. Суспензию приготовляют так же, как в примере 1, с тем отличием, что в качестве сырья для электроэрозионного диспергирования берут кусочки металлолома с размерами 5-10 мм, состоящего из смеси углеродистых сталей неконтролируемого состава. Суспензию затаривают в бочки и используют для очистки сточных вод гальванического производства Криворожского завода горно-шахтного оборудования, содержащих ионы металлов, концентрация которых указаны в табл.6. Очистку воды осуществляют с помощью установки "Джерело" производительностью до 15 м³/ч. В этой установке сточную воду, подлежащую очистке, сначала подкисляют серной кислотой до рН₂ = 3-4,5, а затем дозатором подают в эту воду суспензию и перемешивают в реакторе-смесителе. Затем выдерживают смесь при легком перемешивании в течение 2 мин и направляют в другой реактор-смеситель, где дозатором добавляют в смесь при перемешивании раствор едкого натра, доводя рН смеси до 8-8,5. После этого смесь направляют в сосуд-отстойник, где отстаивают в течение 5 мин. Осветленную воду из сосуда-отстойника направляют на фильтр-пресс рамный, где отфильтровывают от остатков суспензии через бельтинговую ткань. Очищенную таким образом воду анализируют на содержание остатков тяжелых металлов и сбрасывают в канализацию. Осадок с фильтр-пресса и из отстойника собирают, высушивают и отправляют на захоронение. Параметры и результаты процесса очистки приведены в табл.6.PRI me R 15. The suspension is prepared in the same way as in example 1, with the difference that pieces of scrap metal with sizes of 5-10 mm, consisting of a mixture of carbon steels of an uncontrolled composition, are taken as raw materials for electroerosive dispersion. The suspension is packaged in barrels and used for wastewater treatment of galvanic production of the Krivorozhsky plant of mining equipment containing metal ions, the concentration of which is indicated in Table 6. Water purification is carried out using the installation "Dzherelo" with a capacity of up to 15 m ³ / h. In this installation, the wastewater to be treated is first acidified with sulfuric acid to pH ₂ = 3-4.5, and then a slurry is fed into the water with a batcher and mixed in a mixing reactor. Then the mixture is kept under gentle stirring for 2 minutes and sent to another mixer reactor, where a solution of sodium hydroxide is added to the mixture with stirring, adjusting the pH of the mixture to 8-8.5. After this, the mixture is sent to a settling vessel, where it is left to stand for 5 minutes. The clarified water from the settling vessel is sent to a frame filter press, where it is filtered from the remainder of the suspension through a belting cloth. The water thus purified is analyzed for the content of heavy metal residues and discharged into the sewer. Sediment from the filter press and from the sump is collected, dried and sent for burial. The parameters and results of the cleaning process are given in table.6.

П р и м е р 16. Очистку сточной воды гальванического производства осуществляют суспензией с помощью установки, описанной в примере 5. Всю выходящую из этой установки воду, очищенную на ней от ионов металлов, но содержащую примеси солей (сульфатов) до 500 мг/л, направляют на обессоливание с помощью модернизированного электродиализного аппарата ЭХО-5000х200 производительностью до 20 м³/ч. Аппарат оснащен гетергенными ионообменными мембранами тип МК-40 (катионитовые) и МА-40 (анионитовые). На аппарате осуществляют обессоливание воды до уровня солесодержания 200 мг/л. Обессоленную таким путем воду возвращают в гальваническое производство для повторного использования. Модернизированный аппарат позволяет осуществлять раздельный вывод из него католита и анолита. Анолит, обогащенный анионами серной кислоты (рН = 1-2), направляют в сосуд подготовки воды, подаваемой на очистку, для ее подкисления до рН 3,5-4. А католит, обогащенный катионами и имеющий рН 10-11, используют для подщелачивания очищаемой воды после перемешивания ее с суспензией, доводя рН смеси до 8-8,5. Очищенная таким образом вода имеет параметры, приведенные в табл.6.PRI me R 16. The wastewater treatment of galvanic production is carried out by suspension using the installation described in example 5. All water leaving this installation, purified from metal ions on it, but containing impurities of salts (sulfates) up to 500 mg / l , sent for desalination using a modernized electrodialysis apparatus ECHO-5000x200 with a capacity of up to 20 m ³ / h. The device is equipped with heterogeneous ion-exchange membranes type MK-40 (cation exchangers) and MA-40 (anion exchangers). On the apparatus, water is desalted to a salinity of 200 mg / L. Desalted in this way water is returned to the galvanic industry for reuse. The upgraded apparatus allows for the separate withdrawal of catholyte and anolyte from it. Anolyte enriched with sulfuric acid anions (pH = 1-2) is sent to a preparation vessel for water supplied for purification to acidify it to pH 3.5-4. And the catholyte, enriched with cations and having a pH of 10-11, is used to alkalize the purified water after mixing it with a suspension, bringing the pH of the mixture to 8-8.5. The water thus purified has the parameters given in Table 6.

П р и м е р 17. Очистку сточной воды гальванического производства (кислощелочные стоки) осуществляют суспензией с помощью установки, описанной в примере 15. Четвертую часть очищенной от ионов тяжелых металлов воды, выходящей из этой установки (4 м³/ч) и содержащей до 500 мг/л сульфатов, направляют на обессоливание с помощью модернизированной электродиализной установки ЭДУ-4000х2. На электродиализной установке осуществляют обессоливание воды до уровня солесодержание 200 мг/лл. Обессоленную воду затем смешивают с остальной очищенной водой (11 м³/ч) и эту смесь возвращают в гальваническое производство для повторного использования. В результате смешения обессоленной и необессоленной вод солесодержание в смеси достигает только 325 мг/л вместо 500 в исходной воде. Этим предотвращается накапливание солей в воде при ее многократном повторном использовании. Модернизированная электродиализная установка позволяет осуществлять раздельный вывод из нее католита и анолита. Анолит, имеющий рН 1-2, направляют в сосуд подготовки воды, подаваемой на очистку, для ее подкисления до рН 4-4,5. А католит, имеющий рН 10-11, используют для подщелачивания очищаемой воды после перемешивания ее с суспензией, доводя рН смеси до 7,7-8,1. Очищенная таким образом вода имеет параметры, приведенные в табл.6.PRI me R 17. The purification of wastewater from galvanic production (acid-alkaline effluents) is carried out with a suspension using the installation described in example 15. A fourth part of the water purified from heavy metal ions exiting this installation (4 m ³ / h) and containing up to 500 mg / l sulfates, sent for desalination using a modernized electrodialysis unit EDU-4000x2. At the electrodialysis plant, water is desalted to a salinity of 200 mg / l. Desalted water is then mixed with the remaining purified water (11 m ³ / h) and this mixture is returned to the galvanic production for reuse. As a result of mixing demineralized and demineralized water, the salt content in the mixture reaches only 325 mg / l instead of 500 in the source water. This prevents the accumulation of salts in water during its repeated reuse. The upgraded electrodialysis unit allows for the separate withdrawal of catholyte and anolyte from it. Anolyte having a pH of 1-2 is sent to a preparation vessel for water supplied for purification to acidify it to a pH of 4-4.5. And the catholyte, having a pH of 10-11, is used to alkalize the purified water after mixing it with a suspension, bringing the pH of the mixture to 7.7-8.1. The water thus purified has the parameters given in Table 6.

П р и м е р 18. Очистку сточной воды гальванического производства осуществляют так же, как в примере 17, с тем отличием, что часть получаемого анолита смешивают с суспензией перед подачей ее дозатором в реактор-смеситель, где очищаемую воду смешивают с суспензией. Добавлением анолита к суспензии понижают величину рН суспензии до значений рН₂, указанного в табл.4. При этом концентрация суспензии уменьшается до соотношения Т:Ж = 1:10-1:20. Несколько уменьшается и степень подкисления исходной воды, подаваемой на очистку, до значений рН₂, указанных в табл.4, из-за уменьшения количества анолита, смешиваемого с этой водой. Но степень очистки воды от тяжелых металлов возрастает, что видно из табл.6, в которой сведены результаты экспериментов.PRI me R 18. The purification of wastewater from galvanic production is carried out in the same way as in example 17, with the difference that part of the obtained anolyte is mixed with the suspension before it is dispensed into the mixer reactor, where the purified water is mixed with the suspension. By adding anolyte to the suspension, the pH of the suspension is lowered to pH ₂ indicated in Table 4. In this case, the concentration of the suspension decreases to the ratio T: W = 1: 10-1: 20. The degree of acidification of the source water supplied for purification also decreases somewhat to pH ₂ values indicated in Table 4, due to a decrease in the amount of anolyte mixed with this water. But the degree of purification of water from heavy metals increases, as can be seen from table 6, which summarizes the experimental results.

П р и м е р 19. Очистку сточной воды гальванического производства осуществляют так же, как и в примере 18, с тем отличием, что обессоливание очищаемой воды осуществляется не с помощью электродиализной установки, а с помощью диафрагменного электролизера (реактора для электрохимической активации воды "СТЭЛ"). Параметры и результаты экспериментов сведены в табл.6. PRI me R 19. The purification of wastewater from the galvanic production is carried out in the same way as in example 18, with the difference that the desalination of the purified water is carried out not using an electrodialysis unit, but using a diaphragm electrolyzer (reactor for electrochemical activation of water " STEL "). The parameters and experimental results are summarized in table 6.

Анализ результатов экспериментов в вышеописанных примерах осуществления показывает, что предлагаемый способ обеспечивает преимущества по сравнению с известными способами:
повышается надежность очистки воды;
сокращается длительность процесса отстаивания осадка после очистки воды суспензией до 3-5 мин;
повышается производительность очистки за счет уменьшения времени отстаивания осадка;
расширяется набор элементов и примесей, от которых удается очистить воду;
решается проблема обессоливания очищаемой воды;
уменьшается расход реагентов (кислот, щелочей и суспензии).Analysis of the results of the experiments in the above embodiments shows that the proposed method provides advantages compared with known methods:
increases the reliability of water treatment;
the duration of the process of sediment sedimentation after purification of water with a suspension is reduced to 3-5 minutes;
increased cleaning performance by reducing sedimentation time;
expands the set of elements and impurities from which it is possible to purify water;
the problem of desalination of purified water is solved;
the consumption of reagents (acids, alkalis and suspension) is reduced.

Claims

1. METHOD FOR WATER PURIFICATION, including treatment with powdered iron, mixing and separating the precipitate, characterized in that the treatment is carried out with a suspension obtained by electroerosive dispersion of ferrous metals in water and kept until magnetite is formed, and the pH of the water is maintained at 2.5 to 7 before the suspension is introduced. , 5, and after mixing with the suspension, the pH of the water is adjusted to 7.7 - 9.5.

2. The method according to claim 1, characterized in that a chromium solution is added to the water before the suspension is introduced into the water and the concentration of the latter is adjusted to 0.05-100 mg / L.

3. The method according to claim 1, characterized in that the water or part of it after separation of the precipitate from it is subjected to electrodialysis or treatment in a diaphragm electrolyzer with a separate output of anolyte and / or catholyte, while the resulting anolyte is used to acidify the water supplied for treatment, and catholyte - to alkalize it after mixing with a suspension.

4. The method according to p. 3, characterized in that the anolyte or part of it before entering into the purified water is mixed with a suspension.