Способ обезвоживания шламов

 

Изобретение относится к способам обработки шламов (Ш), образующихся при очистке природных и сточных вод, и позволяет снизить удельное сопротивление фильтрации DI с одновременным их обеззараживанием путем введения в DI кислоты до рН 2,0- 2,5,перемешивания, введения магнийсодержащих минералов (МСМ) с дисперсностью частиц мкм в количестве 0,5-0,8 г MgO на 1 г органического вещества Ш, перемешивания, введения кислоты до рН 2,0-2,5 и подщелачивания известью до рН 11,5-12,0, В качестве МСМ используют вермикулит, доломит, асбест или их смесь. 3 з.п. ф-лы, 4 табл. S 9 (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (IQ)SU (s>) 4 С 02 F 11/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОткРытий фЯ1 gQgrg 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. 3, ; ц

H А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4139464/23-26 (22) 27 ° 10 ° 86 (46) 07.04.88. Бюп. У 13 (71) Украинский государственный головной проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт

"Укргипроводхоз" (72) М.И.Медведев, 3.Н.61Kaapos

Р,М,Требесова и В.Н.Лесничий (53) 628.349 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 701953 ° кл. С 02 У 11/00, 1978;

Авторское свидетельство СССР

М- 812770, кп С 02 Р 11/14, 1978, (54) СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ШЛАИОВ (57) Изобретение относится к способам обработки шламов (Ш), образующихся при очистке природных и сточных вод, и позволяет снизить удельное сопротивление фильтрации Ш с одновременным их обеззараживанием путем введения в Ill кислоты до рН 2,02,5,перемешивания, введения магнийсодержащих минералов (МСМ) с дисперсностью частиц 15-50 мкм в количестве 0,5-0,8 r MgO на 1 r органического вещества Ш, перемешивания, введе ния кислоты до рН 2,0-2,5 и подщелачивания известью до рН 11,5-12,0, В качестве МСМ используют вермикулит, доломит, асбест или их смесь. 3 з,п. ф-лы, 4 табл.

138á594

Изобретение отнбсится к способам. обработки шламов, образующихся при очистке природных и сточных вод, и может быть использовано на станциях . водоподготовки и биохимической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, Цель изобретения — снижение удельного сопротивления фильтрации шламов и их обеззараживание. l0

В шлам вводят кислоту до получения рН 4,0-4,5, перемешивают 5 мин, затем вводят магнийсодержащие минералы (MCM), например доломит, вермикулит, асбест или их смесь, дисперс- t5 ностью 15-50 мкм в количестве 0,50,8 r MgO на 1 г органического вещества шлама, перемешивают 5 мин, затем снова вводят кислоту до рН 2,02,5, снова перемешивают 5 мин и пос- 20 ле э того подщелачивают из ве стью до рН 11,5-12,0.

Проведение .процесса выщелачивания ионов магния при рН 4,0-4,5 обусловлено тем, что при более низких рН значительная часть удаляемых растворимых органических веществ переходит в нерастворимое состояние эа счет образования димеров, коэффициент. диффузии которых практически равен нулю. З0

В силу этого и стерических факторов такие органические вещества не могут проникать в поры, модифицированных

MCM.

При рН 4,0-4,5 происходит выделение ионов магния в раствор, образование модифицированных МСМ и заполнение пористого каркаса органическими веществами.

После перемешивания вводят кисло- 40 ту до рН .2,0-2,5 с целью образования

- гидрофобных структур, при этом высо:. комолекулярные органические соединения переходят в Н-форму и образуют друг с другом димерные ассоциаты за 45 счет водородных связей. Димерные ассоциаты, которые образуются в поровом пространстве модифицированных

МСМ, остаются в них благодаря сорб- ции и не могут диффундировать обрат., но в раствор при последующих операциях, проводимых со шламом. После достижения рН 2,0-2,5 шлам перемешивают и вводят известь до обеспечения рН в пределах 11,5-12,0. При таких рН образуется гидроксид магния и про,исходит коагуляция. При этом под I . действием гидроксида магния в нерастворимое состояние переходят органические вещества с молекулярной массой гораздо меньшей, чем при обработке шламов только кислотой. Это обусловлено тем, что при коагуляции гидроксидом магния протекают процессы поликонденсации и образуются металлоорганические полимерные структуры

R- С Mg-0-Mg-0-Mg С вЂ” R,,г на поверхности которых органические вещества удерживаются гидрофильными функциональными группами, а гидрофобными радикалами повернуты в сторону жидкости. В силу гидрофобности поверхности таких структур обладают незначительным удельным сопротивлением.

Дисперсность частиц более 50 мкм не обеспечивает эффективного обезвоживания, так как при повышении крупности частиц площадь поверхности раздела фаз уменьшается и как следствие не обеспечивается сорбция мелких шламовых частиц. Дисперсность частиц ниже, 15 мкм приводит к увеличению сопротивления жидкости, проходящей через них.

Все это обеспечивает резкое снижение удельного сопротивления фильтрованию обезвоживаемых и уменьшению их объема по сравнению с известными методами, Фильтрат, образующийся при исполь- зовании предлагаемого способа, содержит значительно меньше взвешенных веществ.

Последовательная обработка шламов кислотой до рН 2,0-2,5 и щелочью до рН 11,0-12,0 обеспечивает полную дегельминтизацию и отмирание патогенной микрофлоры, Пример 1. Смесь избыточного активного ила и шлама после метантенков влажностью 95,5Х в количестве 1 л обрабатывают концентрированной серной кислотой и известью по известному и предлагаемому способам, включая введение MCM.

Результаты влияния способа последовательности обработки шлама кислотой и дисперсности частиц на удельное сопротивление шлама приведены в табл,l.

1386594

Таблица!

Кетод обработ до способу ьное отив- " е оличесзо зизне пособнык нц гельминтов, иц/л тровамlкг

Известный (обработка кислотой до рН 2,! перемевивание воздухом в течение 15 жн, обработка известью до рН

8,0) 1,8 10

4,1 3,15

Пример 2, Шлам после метантенков влажностью 97Х обрабатывают концентрированной серной кислотой до получения разных рН, перемешивают в течении 5 мин, добавляют 25 г/л асбеста (0,6 r MgO на 1 r органического вещества), дисперсностью частиц

25"35 мкм, затем снова обрабатывают кислотой до рН 2,0, перемешивают 10

5 мин и обрабатывают известью до рН 11,5.

Результаты влияния рН шламов (йосле первой стадии обработки кислотой) на удельное сопротивление шламов при- 15 ведены в табл,2, Пример 3. Шлам после метантенков влажностью 96Х (содержание органических веществ 25 г/л) обрабатывают концентрированной серной кисло-!0 той до рН 4,0, перемешивают в течении 5 мин, добавляют разные дозы смеси вермикулита и доломита (дисперсность частиц 35-50 мкм), перемешива" ют в течении 5 мин, затем снова об- 25 рабатывают серной кислотой до рН

2,3, перемешивают 5 мин, добавляют известь до рН 11,0, Результаты влияния весового соотношения MgO органического вещества шлама на удельное сопротивление шлама приведены в табл .3, Пример 4, Б1лам после метантенков влажностью 957. обрабатывают концентрированной серной кислотой до

35 рН 4,3, перемешивают в течение

5 мин, добавляют доломит, вермикулит, отходы обогащения асбеста в количестве 20 г/л (0,5 MgO на 1 r органического вещества) с дисперсностью частиц 35-50 мкм, перемешивают в течение 5 мин, затем снова обрабатывают серной кислотой до рН 2,5, перемешивают 5 мин, обрабатывают известью до получения различных рН.

Результат! влияния рН шламов на удельное сопротивление осадка и количество взвешенных веществ в фильтрате приведены в табл,4, Положительный эффект от использования предлагаемого способа обработки шламов заключается в снижении удельного сопротивления, применении дешевых природных магнийсодержащих минералов, а также получении обеззараженных шламов, пригодных для использования в качестве удобрения на сельскохозяйственных полях.

Формула изобретения

1. Способ обезвоживания шламов, включающий обработку кислотой до рН 2,0 — 2,5 с последующим подщелачиванием известью, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения удельного сопротивления фильтрации шламов и их обеззараживания, предварительно шлам обрабатывают кислотой до рН 4,0-4,5, перемешивают, вводят магнийсодержащий минерал и снова перемешивают.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве магнийсодержащего минерала вводят вермикулит, доломит, асбест или их смесь с дисперсностью частиц d = 1550 мкм, 3. Способ по пп,1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что магнийсодержащие минералы вводят в количестве 0,5-0, 8 r MgO/г органического вещества шлама.

4. Способ по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества фильтрата, подщелачивание ведут до рН 11,5-12,0..

1386594 олнче стзнзнесобак гелз» нтов, /л ва" кг

7,2 10

0,9 ° 10

О О

Вермнкулнт 25 (0,8-0iS г/r ) (5

5-10

liO lO

0,8 10

4,S 10

На втором этапе

2,0

I 5-25

25-35

35-50

2 ° 9 10

6,4 10

5,8 10

60-75

150-200

О

3,1 (5

Доломит

25 (0,5-0,8 гlг) На первом этапе

2,0

О.

0,7 10

0,9 10

5-10

l5-25

25-35

35-50

0,35 10

На втором этапе

2,0

55-75

150-200

3,1 25-35

4,0

Вермикулнт

25 (O,5-0 ° 8 гlг) 7,2 ° 10

Вермикулит

25 (0,5-0,8 гlг) 25-35

На втором этапе

?,0

5,5 1О

Bepsesayлнт

25 . (0 5-0,8, г/г) О

Нетод обрабо по способу

Вредна гаемый: обработка кислотой до РН 4,0, перемеыизанне 5 мин, введение НСИ, переманивание 5 мин обработка кислотой до рН 2,5, перемеинванне воздухом в течение 5 жн, об" работка извест1в до РН 11р5 нсклвчая лодкисление,илама до РН

4,0, т.ее вводят

ИСИ, переменнзанне 10 мни, обработка кислотой до РН 2,0, переме«нзание 5 жн и . обработка известью до РН l I ° 5 нсклвчая обработку известью до pN 11,5 ° т.е, обработка кислотой до рн 4,0, переманивание 5 мнн, введение НСН, перемен«веже 5 аР ° обработха кислотой до рН 2,0, переме«нзаине 5 мп ° обработка «звестзв до ра 8,0

«снлвчнв обработку дю рВ 2,0

На пер- 3 1

Вои эта» ле

2,0

На пер- 3,1 вом этапе

2,0

4,0 3» 1 25-35

Продолжение табл.1

4,2 10

715 10

4,5 10

4,0 10! 386594

Таблица 2

Значение рН шламов после обработки кислотой на стадии

Общий расход реагентов, г/л

Удельное сопр о тивление осадков, м/кг

СаО первой второй

Н,80, 9,0 .10

6,0

2,1

3,6

3,0

7,8 10

6,0 ° 10

5,5

2,15

3,82

3,10

2,1

3,78

5,0

3,10

3 81

4,5

2,1

3 i 10

4,2

2,0

3,80

3,0

4,0

2,0

3,75

3,0

3,5

3,81

3,0

2,0

3,0

2,1

3,79

3,1

2,0

3,81

3,0

3,8

2,0

2,1

3,1

Таблица3

Объем обезвожен-. ного шлама, Ж от объема исходного шлама

Таблица 4

Удельное сопротивление, м/кг

Количество добавленного в шлам

Mg0, г/r органиче ско го вещества рН шпамов

Концентрация твердой фазы в фильтрате, г/л

Удельное сопротивление, м/кг

5,8

29!

0,25

4,0

1,9

0,37

3,8

1,7

0,5

3,5

О ° 6

0 7

11 5

0,9

0,7

0,65

12,0

1,2

0,8

12,5

0,7

1,0

ВНИИПИ Заказ 1465/28 . Тираж 854

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

100 10

20 10

0,8 10

0,7 10

0,4 10

0,8 "10

5,0 10

4о,о 1о

28,0 10

16,0 10

2,00 10

0,89 10

О i 70 ° 10

0,75 10

0,89 10

0,90 10

0,85 10

2,50 10

3,20 10

4,50 10

4,80 10