CZ9904787A3

CZ9904787A3 - Způsob úpravy důlních vod hlinitanem sodným

Info

Publication number: CZ9904787A3
Application number: CZ19994787A
Authority: CZ
Inventors: Jiří Prof. Ing. Csc. Vidlář; Jaroslav Ing. Drsc. Němec; Zdeněk Ing. Csc. Osner; Jaromír Ing. Raclavský; Ctirad Prof. Ing. Csc. Schejbal; Nina Doc. Ing. Csc. Strnadová
Original assignee: Jiří Prof. Ing. Csc. Vidlář; Jaroslav Ing. Drsc. Němec; Zdeněk Ing. Csc. Osner; Jaromír Ing. Raclavský; Ctirad Prof. Ing. Csc. Schejbal; Nina Doc. Ing. Csc. Strnadová
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2001-11-14
Also published as: CZ295200B6

Description

Popis vynálezu

Název vynálezu: Způsob úpravy důlních vod hlinitanem sodným

Oblast techniky :

Vynález se týká způsobu úpravy důlních vod obsahujících znečištění charakterizované především koncentrací rozpuštěných látek typu Na⁺ - SO4²' - HCO3‘, dále pak Ca²⁺, Mg²⁺, kationtů těžkých kovů, uhličitanů, křemičitanů a fosforečnanů v koncentracích nad limity stanovených ukazatelů.

Stav techniky :

Úpravu důlních vod lze realizovat měniči iontů, srážecími postupy, odpařováním, membránovými procesy, adsorpcí a podobně. Nevýhodou použití měničů iontů je velké množství vznikajících roztoků a následná regenerace ionexů. Jejich užití je proto vhodné jen pro finální úpravy. Ostatní procesy mimo srážecích vyžadují velké provozní (především energetické nároky) a investiční náklady.

Běžná, dosud nejčastěji používaná technologie úpravy důlních vod je založena na odstraňování vysokého obsahu těžkých kovů srážením hydroxidy, například vápenatým a sodným (Hutni sklářská příručka 17, řada V, 1971; Chimija i technologie vody, 8, 1986, 5, 74 až 76, Čištění odpadních vod z galvanotechniky - Ptáček a kol., SNTL 1981, Handbuch der Abwasser und Recycling tur metallverarbeitende Industrie, Mílnchen 1991). Při tomto postupu jsou ionty kovů z rozpustných sloučenin převedeny do sraženiny těchto kovů. Vedle srážení ovlivňuje výslednou koncentraci kovů v upravené vodě i jejich adsorpce na hydratovaných oxidech. Nevýhodou tohoto způsobu je omezený rozsah použitelnosti v závislosti na jednotlivých součinech rozpustnosti sraženin.

Výstupní voda z běžných srážecích postupů prakticky ve známých případech obsahuje nadlimitní koncentrace síranových iontů a některých kationtů těžkých kovů. Pro její vypouštění do stálých povrchových toků jsou nutné výjimky z doporučených limitů ukazatelů, pokud není, zajištěno ředění v rámci povrchových vod.

Podstata vynálezu :

Podstata řešení podle vynálezu spočívá v postupu při němž se do důlní vody (typu Na' - SO/ - HCO₃, obsahující anionty SO/ v koncentraci nad 300 mg/l, sumu aniontů HCO₃, CO₃ ²', SiO3²', H2PO₄, HPO₄ ², PO/ a sumu kationtů Fe, Mn, Cu, Zn, K, Cd, Pb, Mg, V, uran a jeho radioizotopy v koncentracích nad stanovenými limity) v prvním stupni upraví její hodnota pH na 12,5±0,5 a to pomocí vápenného hydrátu nebo hydroxidu vápenatého za současné homogenizace. Ve druhém stupni se dávkuje za současné homogenizace hlinitan sodný. Reakční směs musí být dokonale homogenizována.

Ve třetím stupni dojde k oddělení kapalné fáze od sraženiny sedimentací a filtrací. Za přítomnosti hlinitých a vápenných iontů v optimálních reakčních podmínkách dochází k tvorbě směsi krystalických fází, a to ettringitu, calcitu, síranu vápenatého a těžko rozpustných sloučenin kovů. /-) / .

φφ ·« ·· • φ φ φ · · φ φ φ φφφ

Ve čtvrtém stupni se předčištěná alkalická (desulfatovaíiá)· voda •n|utrákzuje»cjddgm juhličitým na • Φ φφφφ φφ φφ φφ ··· výsledné ρΗ 6 až 9 se současným oddělením kapalné fáze od vzniklé sraženiny opět sedimentací nebo filtrací, případně je tato voda dále upravována pomocí měničů iontů.

Výhodou tohoto srážecího postupu je sníženi koncentrací všech těžkých kovů, a to hluboko pod stanovené limity za současného snížení aniontů SO₄ ²' na požadovanou koncentraci umožňující vypouštění těchto vod do stálých povrchových toků.

Přiklad provedení vynálezu :

Příklad 1

Důlní voda s obsahem 1.300 mg/l síranů; 14 mg/l chloridů; 635 mg/l sodíku; 176 mg/l vápníku; 90 mg/l hořčíku; 7,16 mg/l železa; 1,6 mg/l manganu; 0,04 mg/l hliníku; 0,01 mg/l kadmia; 2 mg/l zinku; 0,2 mg/l olova; 0,1 mg/l vanadu; 0,2 mg/l uranu; 7,92 mg/l křemičitanů; 2.910 mg/l rozpuštěných látek a 10 mg/l nerozpuštěných látek při pH 7,2; KNK₄₅ 11 mmol/l je v prvním stupni upravena na hodnotu pH 12,4 pomocí vápenného hydrátu za současné homogenizace. Ve druhém stupni se dávkuje za současné homogenizace hlinilan sodný ve formě koncentrovaného roztoku FLOGANIT L-2 množství stanoveném z dávkovačích rovnic odvozených pro různá koncentrační pásma síranových iontů ve vyčištěné vodě. Dávkování vápenného hydrátu i hlinitanu sodného do důlní vody je provedeno prostřednictvím směšovacího kusu s rychlomísením s dobou zdržení cca 2 minuty a poté je voda převedena do aerátorů s dobou zdržení cca 20 až 45 minut Po ukončení homogenizace reakční směsi je nadávkován pomocný koagulant a následuje separace suspenze filtrací (koagulant jen pro vylepšení parametrů filtrace suspenze přirozeně nesedimentuje). Filtrát je sveden do akumulačního zásobníku.

Z akumulačního zásobníku je předčištěná alkalizovaná voda čerpána do neutralizačního stupně, kde je upravováno její pH na 6 až 9 pomocí oxidu uhličitého rozpuštěného ve zpětném proudu z výstupu neutralizačního stupně. Vyčištěná důlní voda obsahuje 250 mg/l síranů; 14 mg/l chloridů; 0,04 mg/l železa; 0,01 mg/ manganu; 1220 mg/l sodíku; 1,8 mg/l hliníku; 0,01 mg/l uranu; 2.280 mg/l rozpuštěných látek; 9 mg/l nerozpuštěných látek (po klidové seimentaci jemné suspenze po neutralizaci) při pH 7,9 a KNK₄ 5 - 37,0 mmol/l. Ostatní sledované ukazatele byly na hranici meze stanovitelnosti.

Příklad 2

Důlní vody s obsahem 3.360 mg/l síranů; 6 mg/l chloridů; 8,1 mg/l sodíku; 120 mg/l vápníku; 91 mg/l hořčíku; 131,6 mg/l železa; 1,66 mg/l manganu; 442,6 mg/l hliníku; 0,2 mg/l uranu;

22,9 mg/l křemičitanů; 74 mg/l amonných iontů; 4.720 mg/l rozpuštěných látek a při pH 2,2 Další postup je shodný s příkladem 1.

Upravená důlní voda na výstupu pak dosahovala 120 mg/l síranů; 6 mg/l chloridů; 236 mg/l sodíku; 0,1 mg/l železa, 0,01 mg/l manganu; 4,8 mg/l hliníku; 0,01 mg/l uranu; 36,2 mg/l amonných iontů; 1750 mg/l rozpuštěných látek; 20 mg/l nerozpuštěných látek při pH 7,6 a KNK₄,₅ 13,2 mmol/L/Óstatn) sledované ukazatele byly stejně jako v přikladu 1 na hranici meze stanovitelnosti. Z /

Způsob úpravy důlních vod hlinitanem sodným je vhodný pro všechny vody typu Na⁺ - SO4² - HCO3

Byl vyvinut pro Úpravnu důlních vod Dolu Kateřina - Radvanice v Čechách, okres Trutnov^ad^e jej aplikovat u všech důlních vod tohoto typu.

Průmyslová využitelnost:

Claims

Patentové nároky

Název vynálezu: Způsob úpravy důlních vod hlinitanem sodnýmm φ « β φ • · φ φ • · • * /3^ ZW • * »« >4 «

ΦΦΦ* Β·«Φ ΦΦΦΦ φ · «

Φ « Φ «Φφ « φ • Φ Φ · Φ Φ ·

Způsob úpravy důlních vod obsahujících anorganické znečištěni charakterizované především obsahem rozpuštěných látek typu Na¹ - SO,/' - HCO3', dále pak Ca²’, Mg²', kaliontů těžkých kovů, uhličitanů, křemičitanů a fosforečnanů v koncentracích nad stanovené limity hlinitanem sodným se vyznačuje tím, že;

- v prvním stupni se u upravované respektive čištěné vody upraví hodnota pH 11a 12,5±0,5 a to buď pomocí vápenného hydrátu nebo hydroxidu vápenatého za současné homogenizace,

- ve druhém stupni se dávkuje za současné homogenizace potřebné množství hlinitanu sodného,

- ve třetím stupni se provede oddělení kapalné fáze od sraženiny filtrací, ve čtvrtém stupni se předčišlěná alkalická (desulfatovaná) voda neutralizuje oxidem uhličitým na výsledné pH 6 až 9 se současným oddělením kapalné fáze od sraženiny sedimentací/febo lillrací, případně je tato voda dále upravována pomocí měničů iontů.