Способ обработки сточных вод

1 Данное изобретение относится к области обработки промышленных сточных вод. Более конкретно настоящее изобретение относится к обработке жидких сточных потоков,содержащих, в основном, сульфаты металлов,которые также могут содержать серную кислоту(H2SO4). Этот тип сточных вод должен быть обработан с получением чистых сточных вод, которые могут быть удалены в окружающую среду. В прошлом обработка, предназначенная для очистки этого типа сточных вод, содержащих сульфаты металлов, заключалась в добавлении гидроокиси кальция Ca(ОН)2 в сточные воды с целью получения осадка сульфата кальция CaSO42H2O, или гипса. Однако у этого способа есть основной недостаток, состоящий в том, что он вызывает также осаждение металлов, входящих в состав сульфатов металлов в виде гидроокисей металлов Меa(ОН)е. Существуют две проблемы использования этих соединений, которые получаются в смеси с гипсом. Во-первых, наличие загрязняющих металлов в гипсе делает очень трудным облагораживание гипса, вследствие очень низкого порогового содержания металла на входе в системы рецикла. Существует также проблема возможного окрашивания гидроокисями металлов, содержащихся в гипсе, которые имеют белый цвет в чистом виде, что сводит на нет облагораживание гипса, для которого индекс белизны является ключевым фактором. Другими словами, гипс, полученный в конце этого процесса, не может быть использован в промышленности и должен быть отправлен в отвал. Соответственно загрязнения просто переместятся из жидких отходов в твердый остаток. Целью данного изобретения является создание способа обработки промышленных сточных вод, содержащих сульфаты металлов вместе с серной кислотой или без нее, который не имеет недостатков способа, известного из уровня техники, описанного выше. В частности, одной из целей данного изобретения является создание способа, который может привести к получению облагороженных продуктов, другими словами, продуктов, которые могут быть использованы затем в промышленности. Как следствие этого, цель настоящего изобретения заключается в создании способа, который может обеспечить значительное уменьшение количеств конечных продуктов, хранящихся в отвале. Еще одной целью изобретения является создание такого способа, который может быть использован без привлечения дополнительных расходов по сравнению с известным способом. 2 Эти различные цели достигаются данным изобретением, которое относится к способу обработки сточных вод, содержащих, по меньшей мере, один сульфат металла, причем этот способ характеризуется тем, что он включает стадии добавления раствора аммиака NH3 к указанным сточным водам для получения сульфата аммония (NH4)2SO4 в растворе и осаждения гидроокисей металлов Меa(ОН)е; при этом добавление аммиака способствует подщелачиванию сточных вод с достижением рН между 7 и 9,5; отделения фазы, содержащей Меа(ОН)е,осажденной на предыдущей стадии, от остальной части сточных вод; добавления гидроокиси кальция Са(ОН)2 к указанным сточным водам для осаждения сульфатов из раствора в виде гидратированного сульфата кальция CaSO4; при этом Са(ОН)2 добавляется в количестве, соответствующем стехиометрическому количеству по реакции образования сульфата кальция; отделения гидратированного сульфата кальция CaSO4, осажденного на предыдущей стадии, от остальной части сточных вод; причем остаток может быть промыт и облагорожен. Следовательно, настоящее изобретение предусматривает, что металлы, содержащиеся в сульфатах металлов, должны быть осаждены на стадии нейтрализации и затем гидроокиси металлов, осажденные при этом, должны быть отделены от остальной части сточных вод до осаждения сульфатов в виде сульфата кальция и этот сульфат кальция должен быть также отделeн от сточных вод. Все эти стадии осуществляют без применения нагрева при температурах реакции между 10 и 50 С. При осуществлении этого способа выделенный сульфат кальция не загрязнен металлами. Таким образом, он имеет белый цвет, соответствующий его природной окраске, что делает его облагороженным для использования в различных отраслях промышленности, особенно в производстве цемента и штукатурки. Способ согласно изобретению является средством получения осажденных гидроокисей металлов, которые также могут быть облагорожены, другими словами, использованы в промышленности и особенно на сталелитейных заводах. Когда аммиак добавляют к сточным водам,происходит следующая химическая реакция:Mea(SO4)b+2bNH3+dH2OMea(OH)e+2bNH4bSO42 Когда добавляют гидроокись кальцияCa(ОН)2, частично осаждается CaSO4 в соответствии со следующей реакцией: 2NH4SO42-+Ca(ОН)2CaSO42H2O+2NH3 Согласно одному особенно предпочтительному варианту изобретения образовавшийся в этой реакции аммиак NН 3 сдувается или отгоняется для того, чтобы сточные воды могли быть отделены и очищены от этого соединения. 3 Согласно предпочтительному варианту изобретения аммиак NН 3, выделенный после отдувки или отгонки, возвращается затем в начальную точку процесса с тем, чтобы он мог быть использован на стадии, упомянутой выше,для осаждения металлов в виде гидроокисей металлов Меa(ОН)е. Для повышения эффективности этого процесса способ предпочтительно включает предварительную стадию, предназначенную для увеличения рН сточных вод примерно до 2. Сточные воды, содержащие сульфаты металлов, могут также содержать кислоту, и тогда они имеют рН меньше 2, что может нарушить реакционное равновесие. Эту предварительную стадию нейтрализации можно осуществлять различными методами, известными специалистам. Следует отметить, что предпочтительно стадии добавления щелочных азотсодержащих соединений и карбоната кальция или гидроокиси осуществлять при перемешивании. Далее, для более эффективного осуществления способа концентрация металла в сточных водах в начале процесса должна составлять от 3 до 120 г/л. В заключение, сравнивая данный способ с известным, следует отметить, что способ по изобретению можно использовать для получения двух облагороженных побочных продуктов,а именно, во-первых, белого гипса CaSO42H2O и, во-вторых, Меa(ОН)e, вместо необлагороженной смеси этих двух соединений. Изобретение и его преимущества будут более понятны после ознакомления со следующим описанием примера со ссылкой на имеющуюся единственную фигуру. В соответствии с этим примером промышленные сточные воды,содержащие следующие металлы, имеющие рН около 2,5 и температуру 20 С, добавляют в емкость 1: Аl 360 мг/лPb 0,9 мг/л 25 мл аммиака (NН 3) с концентрацией 16,6 мол/л добавляют на 1 л сточных вод, что соответствует молярному отношению NН 3/Fe около 3, и рН сточных вод составляет примерно 9,5. Происходят следующие химические реакции:Fe2bSO42-+2NH3+2H2OFe(OH)2+2NH4bSO42Fe3bSO42-+3NH3+3 Н 2 ОFе(ОН)3+3NH4bSO42 Общая реакция имеет вид:FexbSO42-+cNH3+dH2OFe(OH)x+cNH4bSO42 Эта реакция приводит к осаждению, в основном, гидроокиси железа Fe(OH)x. После перемешивания в течение 2 ч с помощью мешалки 2 смесь фильтруют через фильтр 3. Анализ фильтрата (фильтрат 1) и сухого остатка даeт следующие результаты: Состав фильтрата 1: Аl 0,5 мг/лMg 2,2 г/кг сухой смеси Фильтрат 1 затем перемещают в eмкость 4,в которой добавлено 88 мл известкового молока с концентрацией 200 мг/л на 1 л фильтрата 1. Затем смесь перемешивают при помощи мешалки 5 и затем фильтруют через фильтр 6, получая фильтрат (фильтрат 2) и осадок белого гипса Полученный гипс является почти чистым и содержит очень небольшое количество металлов. Следовательно, он легко может быть облагорожен. Фильтрат 2 затем отгоняют в реактор 7 для выделения аммиака, который возвращают в начало цикла в установке. Пример, описанный выше, не ограничивает объем изобретения. Следовательно, могут быть осуществлены многие модификации в объеме данного изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ обработки сточных вод, содержащих, по меньшей мере, один сульфат металла, включающий стадии добавления раствора аммиака к сточным водам для получения сульфата аммония(NH4)2SO4 в растворе и осаждения гидроокисей металлов Меа(ОН)е; при этом добавление аммиака способствует подщелачиванию сточных вод с достижением рН между 7 и 9,5; отделения фазы, содержащей Меа(ОН)e,осажденной на предыдущей стадии, от остальной части сточных вод; добавления гидроокиси кальция Са(ОН)2 к указанным сточным водам для осаждения сульфатов из раствора в виде гидратированного 6 сульфата кальция CaSO4; при этом Са(ОН)2 добавляется в количестве, соответствующем стехиометрическому количеству по реакции образования сульфата кальция; отделения гидратированного сульфата кальция CaSO4, осажденного на предыдущей стадии, от остальной части сточных вод; причем остаток может быть промыт и облагорожен. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что он включает дополнительную стадию отгонки или дистилляции аммиака, образовавшегося во время осаждения сульфатов. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что он включает направление аммиака, полученного на указанной стадии отгонки или дистилляции,на указанную стадию, приводящую к осаждению окисей металлов Меа(ОН)е. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он включает предварительную стадию нейтрализации сточных вод до рН более 2. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что указанные стадии добавления аммиака и добавления гидроокиси кальция осуществляют при перемешивании, причем все эти стадии проводят без подвода тепла при температурах реакции предпочтительно между 10 и 50 С. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что концентрация металла в указанных сточных водах находится между 3 и 120 г/л в начале процесса. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что указанные сточные воды содержат сульфаты металлов.