CH617642A5 - Process for purifying effluents containing heavy metal compounds - Google Patents
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Description
La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per la depurazione delle acque di scarico nelle quali siano disciolti composti del cromo, del mercurio o di altri metalli pesanti.
E' noto in letteratura il processo di riduzione del Cr*-6 a Cr*3 che si avvale di Fe metallico. Il processo comunque non ha trovato larga applicazione industriale a causa soprattutto dell'elevato consumo di Fe, responsabile a sua volta dell'ottenimento di forti quantità di fanghi da smaltire e di un consumo dell'agente precipitante [Ca(OH)2 o NaOH] superiore rispetto ai processi tradizionali (S02 e bisolfito).
D'altra parte, come è facile verificare, se la reazione avvenisse con un consumo di Fe uguale al teorico il processo risulterebbe economicamente vantaggioso.
Abbiamo ora trovato che regolando opportunamente il pH della soluzione da trattare e la velocità lineare della stessa nel sistema di riduzione, è possibile realizzare il processo con consumo di Fe molto vicino al teorico, senza che si abbiano contemporaneamente fenomeni di passivazione del metallo nel tempo; tali fenomeni sono infatti dovuti alla formazione di una pellicola passivata sulla superficie del metallo, che porta alla lunga alla completa disattivazione dello stesso; se il pH in uscita da! sistema di riduzione viene tenuto al di sotto del valore in corrispondenza del quale si ha precipitazione di Fe come idrossido, tali fenomeni vengono annullati.
Il procedimento per la depurazione delle acque di scarico contenenti composti di metalli pesanti dell'invenzione è definito nella rivendicazione 1.
Più particolarmente il procedimento dell'invenzione viene realizzato facendo fluire l'acqua da trattare attraverso una o più colonne riempite con l'elemento meno nobile rispetto all'idrogeno sotto forma di granuli, sfere, barrette, trucioli o qualsiasi forma compatibile con le dimensioni della colonna stessa.
La reazione che avviene al passaggio dell'acqua comporta l'ossidazione dell'elemento allo stato zero e la contemporanea riduzione dell'inquinante a stadi di ossidazione inferiori o addirittura allo stato metallico.
Ad esempio se uno ione di un metallo multivalente appartiene ad un gruppo anionico, il procedimento dà origine ad un sale dello stesso metallo in un più basso stato di valenza, facilmente eliminabile con tecniche note. Al contrario, se l'acqua contiene il sale di un metallo nobile, il procedimento dà origine al corrispondente metallo.
Così i cromati sono ridotti a sali del cromo trivalente, ed i sali di rame o mercurio a rame o mercurio metallico rispettivamente.
Le reazioni che avvengono in alcuni dei casi menzionati si possono così schematizzare, supponendo di impiegare il ferro quale elemento elettropositivo 3 Fe + Cr207= + 14 H+ 3 Fe2+ + 2 Cr3+ + 7 H20
1 7
3 Fe2+ + — Cr207= + 7H+ # 3 Fe3+ + Cr3+ — H20
2 2
nel caso dei cromati, mentre nel caso dei metalli nobili si può schematizzare n Fe + 2 Men+ n Fe2+ + 2 Me
Me essendo il metallo nobile, ad esempio, come detto, rame o mercurio, ed n il suo stato di ossidazione.
La reazione decorre senza rifornimento di energia dall'esterno, a pH inferiori od uguali a 3.
Il procedimento di depurazione secondo la presente invenzione può essere realizzato ad elevate portate di alimentazione, anzi è un aspetto particolarmente vantaggioso del procedimento lavorare alle portate più alte possibili in funzione del pH e della concentrazione dell'inquinante: infatti, a parità di quantità di inquinante ridotto, all'aumentare della portata il consumo dell'elemento elettropositivo si avvicina sensibilmente al teorico.
L'invenzione sarà più chiaramente comprensibile dall'esame dei seguenti esempi illustrativi, che, tuttavia, non intendono limitarne gli scopi.
Esempio 1 Influenza del PH
Una colonna del diametro pari a 2,7 cm viene riempita con granuli cilindrici di Fe (0 =4 mm, h = 6 mm); attraverso tale colonna vengono fatte fluire soluzioni contenenti Cr+6, a diversi pH.
Tutte le prove sono state condotte a portata costante; i risultati ottenuti sono riportati nella tabella 1.
Esempio 2 Influenza della portata
Nella stessa colonna di cui all'esempio precedente e con lo stesso volume di riempimento, sono state condotte alcune prove a pH costante variando la portata.
I risultati sono riassunti nella tabella 2.
Esempio 3 Influenza della velocità lineare
320 cm3 di Fe sono stati collocati successivamente in tre colonne di diametro diverso, attraverso cui è stata fatta fluire una soluzione contenente Cr*6, mantenendo costante la portata ed il pH, in modo da realizzare lo stesso tempo di contatto tra soluzione e riempimento, in corrispondenza di tre velocità lineari diverse.
I risultati sono sintetizzati nella tabella 3.
TABELLA 1
Cr+6 ingresso mg/1
Cr*6 uscita mg/1
PH
Consumo di Fe Kg Fe/Kg Cr ridotto
30
< 0,02
0,3
10
30
<0,02
1
7
30
<0,02
2
2
30
<0,02
2,5
1,1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
3
617642
TABELLA 2
„ . Q Cr« uscita „ Co"sucm° Fe:
Cr+e ingresso ,, pH KgFe/Kg
1/h mg/1 Cr ridotto
300
6
<0,02
1
2,2
300
8
< 0,02
1
2,0
300
10
<0,02
1
1,8
300
16
<0,02
1
1,26
TABELLA 3
Cr1-6 ingresso „ Q 0 colonna Cr+6 uscita mg/1 p 1/h cm mg/1
168 1 32 2 3,2
168 1 32 2,7 17,5
168 1 32 4,1 42,5
Esempio 4 Influenza del diametro della colonna
Operando su colonne di diametro diverso, si è osservato, 5 come mostrato in tabella 4, che, a parità di portata di alimentazione, la quantità di Fe necessaria per la riduzione totale del Cr0+ a Cr3+ è tanto più piccola quanto minore è il diametro della colonna stessa.
io TABELLA 4
Cr+6 ingresso mg/1
PH
Q
1/h
Fe (g)
cm 9,7
cm 4,1
15 32
2,03
40
1050
1500
32
2,03
80
1550
2050
32
2,03
120
1800
2600
20 32
2,03
160
1950
3050
25
V
Claims (3)
1. Procedimento per la depurazione delle acque di scarico contenenti composti di metalli pesanti consistente nel mettere in contatto tali acque con un elemento scelto tra quelli meno nobili rispetto all'idrogeno, caratterizzato dal fatto che l'acqua da trattare viene fatta fluire attraverso una o più colonne riempite con l'elemento meno nobile sotto forma di granuli, sfere, barrette, trucioli o qualsiasi forma compatibile con le dimensioni della colonna stessa e che la reazione avviene a pH inferiori o uguali a 3.
2. Procedlimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le acque da trattare contengono cromati e l'elemento impiegato è il ferro.
2
RIVENDICAZIONI
3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il pH in uscita dal sistema di riduzione viene tenuto al di sotto del valore in corrispondenza del quale si ha la precipitazione del ferro come idrossido.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased | ||
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