Патент на изобретение №2253626

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2253626 (13) C1
(51) МПК 7
C02F1/76
C02F1/76, C02F101:16
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 27.01.2011 – может прекратить свое действие

(21), (22) Заявка: 2003137269/15, 24.12.2003

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

24.12.2003

(45) Опубликовано: 10.06.2005

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
US 4137166 A, 30.01.1979. RU 2160711 C1, 20.12.2000. SU 1028607 А, 15.07.1983. RU 2090517 С1, 20.09.1997. US 6054058 A, 25.04.2000. US 6132627 А, 17.10.2000. US 5512182 A, 30.04.1996.

Адрес для переписки:

618426, Пермская обл., г. Березники, ул. Пятилетки, 63, ОВНТиО, Г.И. Михайловой

(72) Автор(ы):

Пойлов В.З. (RU),
Коноплев Е.В. (RU),
Тимаков М.В. (RU),
Софронова А.В. (RU),
Лобанов С.А. (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество “Уралкалий” (ОАО “Уралкалий”) (RU)

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ АММОНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод и может быть использовано на предприятиях химической, металлургической, коксохимической промышленности и объектах коммунального хозяйства для очистки сточных вод с низким содержанием ионов аммония. Способ очистки сточных вод от ионов аммония включает корректировку рН сточных вод реагентом с последующей обработкой сточных вод окислителем в эквивалентном количестве или с избытком 5% к количеству ионов аммония, причем величину рН сточных вод поддерживают не более 5, а в качестве окислителя используют осветленные сточные воды газоочистных сооружений, образующиеся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком. Способ обеспечивает повышение скорости процесса очистки при низких температурах и позволяет очищать большие объемы сточных вод с высокой эффективностью. 1 табл.

Способ очистки сточных вод от ионов аммония относится к технологии очистки сточных вод и может использоваться на предприятиях химической, металлургической, коксохимической промышленности и объектах коммунального хозяйства для очистки сточных вод с низким содержанием ионов аммония.

Известен способ очистки сточных вод от ионов аммония /1/, включающий обработку сточных вод окислителем – азотной кислотой – при температуре 100-350°С под давлением, при подаче азотной кислоты в количестве 1-10% к сточным водам. Недостатками способа являются высокая температура процесса и необходимость работы оборудования под повышенным давлением, что усложняет и удорожает процесс.

Известен также способ очистки сточных вод от ионов аммония /2/ путем корректировки рН сточных вод до величины рН 8-10,5 реагентом с последующей обработкой сточных вод окислителями – гипохлоритами щелочных или щелочноземельных металлов, преимущественно гипохлоритами натрия или кальция, в количестве, эквивалентном или с избытком 5% к эквивалентному количеству ионов аммония, при понижении рН в течение разложения азота до 7 и дополнительной нейтрализацией среды до рН 6-8.

Недостатками способа являются высокие затраты на окислитель и низкая скорость процесса очистки сточных вод при пониженных температурах в холодный период года, что приводит к необходимости подогрева сточных вод.

Для устранения указанных недостатков предлагается способ очистки сточных вод от ионов аммония, включающий корректировку рН сточных вод реагентом с последующей обработкой сточных вод окислителем, в эквивалентном количестве или с избытком 5% к количеству ионов аммония, отличающийся тем, что величину рН сточных вод поддерживают не более 5, а в качестве окислителя используют осветленные сточные воды газоочистных сооружений, образующиеся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком.

Корректировка рН сточных вод (СВ-1) до кислой среды (рН не более 5) позволяет ускорить процесс окисления ионов аммония, т.е. процесс очистки сточных вод, что особенно важно при очистке сточных вод в холодный период года (при температурах сточных вод около 0°С). При рН более 5 и температуре 0°С длительность процесса очистки сточных вод возрастает до 90 минут. При рН менее 5 и температуре 0°С длительность процесса очистки сточных вод снижается до 60 минут.

Использование осветленных сточных вод (СВ-2) газоочистных сооружений, образующихся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком, в качестве окислителя ионов аммония сточных вод исключает затраты на окислитель, т.е. удешевляет процесс и повышает скорость процесса окисления при низких температурах сточных вод (СВ-1). Кроме того, отпадает необходимость очистки сточных вод (СВ-2) газоочистных сооружений, образующихся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком.

Способ очистки сточных вод от ионов аммония осуществляли согласно примерам 1-4.

Пример 1. Испытания способа очистки сточных вод от ионов аммония проводили со сточной водой (СВ-1), имеющей начальную рН 8,5 и содержащей 2,65 г/л иона аммония NH4 +. Для корректировки величины рН сточных вод (СВ-1) использовали 20%-ную соляную кислоту, а для очистки сточных вод от ионов аммония использовали окислитель – осветленные от осадка сточные воды (СВ-2) отделения газоочистки хлорсодержащих газов (образующиеся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком) производства магния ОАО “Соликамский магниевый завод”. Содержание активного хлора в осветленных сточных водах газоочистки (СВ-2) составляло СlO – 66,48 г/л, содержание других компонентов (г/л): CaCl2 – 61,7; примеси ионов железа – 0,2. (Неосветленные сточные воды газоочистки дополнительно содержат нерастворенные примеси СаО – 2,1 г/л и СаСО3 – 9,3 г/л).

Эксперимент проводили следующим образом: в термостатируемый при 0°С реактор наливали 100 мл осветленных сточных вод (СВ-1), содержащих ионы аммония, при перемешивании по каплям добавляли соляную кислоту до снижения рН сточной воды до величины рН 5.0. Затем в реактор добавляли осветленные сточные воды (СВ-2) газоочистных сооружений, образующиеся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком, с избытком 5% от стехиометрии по аммонию. Полученную смесь выдерживали в реакторе 60 мин при температуре 0°С, постоянном перемешивании и затем анализировали остаточное содержание ионов аммония. Степень очистки сточных вод от ионов аммония составила 99,68%. В таблице приведены результаты очистки сточных вод, осуществляемых согласно примерам 1-4.

Таблица
Используемые реагенты-окислители pН среды после корректировки Длительность очистки, мин Степень очистки, %
1 СВ-2 5,0 60 99,68
2 СВ-2 3,5 60 99,79
3 СВ-2 8,5 90 83,10
4 Гипохлорит натрия (по прототипу) 8,5 90 75,70

Пример 2. Процесс ведут при температуре 0°С по примеру 1, отличие состояло в том, что соляной кислотой корректировали рН сточных вод СВ-1 в реакторе до величины рН 3,5. Степень очистки сточных вод от ионов аммония составила 99,79%.

Пример 3. Процесс ведут при температуре 0°С по примеру 1, отличие состояло в том, что начальную величину рН сточных вод СВ-1 в реакторе не корректировали, она составляла величину рН 8,5. Степень очистки сточных вод от ионов аммония составила 83,10%.

Пример 4. Процесс очистки проводили при температуре 0°С согласно прототипу, т.е. при величине рН 8,5 сточных вод. В качестве окислителя использовали раствор гипохлорита натрия, содержащий СlO – 78 г/л. Его вводили в избытке 5% против стехиометрического количества ионов аммония. Длительность процесса очистки сточных вод от ионов аммония составила 90 минут, а степень очистки сточных вод от ионов аммония – 75,70%.

Из анализа данных таблицы следует, что корректировка величины рН сточных вод СВ-1 до значения не более 5,0 и использование в качестве окислителя сточных вод СВ-2 газоочистных сооружений, образующихся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком (примеры 1-2), позволяет при низкой температуре 0°С снизить в 1,5 раза длительность процесса очистки и повысить степень очистки по сравнению с прототипом (пример 4).

Заявляемый способ имеет невысокие затраты на окислитель, повышает скорость процесса при низких температурах сточных вод, что дает возможность с высокой эффективностью очищать большие объемы сточных вод (СВ-1) с низким содержанием ионов аммония, а также позволяет утилизировать сточные воды газоочистных сооружений (СВ-2), образующиеся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком.

Источники информации

1. Патент DE, 2107040, C 02 F 1/72. Способ очистки сточных вод от аммониевых ионов и органического углерода. Карл Герхард Бауер, Томас Папкалла, Ульрих Канне, Петер Штопс. 20.03.1998.

2. Патент USA 4137166, С 02 F 1/28. Способ очистки сточных вод, содержащих аммиак и аммонийные соли. Heimberger, et. al. Январь 30, 1979.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от ионов аммония, включающий корректировку рН сточных вод реагентом с последующей обработкой сточных вод окислителем в эквивалентном количестве или с избытком 5% к количеству ионов аммония, отличающийся тем, что величину рН сточных вод поддерживают не более 5, а в качестве окислителя используют осветленные сточные воды газоочистных сооружений, образующиеся при очистке хлорсодержащего газа известковым молоком.

Categories: BD_2253000-2253999