Аппарат для обработки осадка сточных вод

 

Изобретение относится к аппаратам для обработки железосодержащих осадков сточных вод гальванических производств с целью снижения энергозатрат на очистку. Аппарат состоит из корпуса 1, анода 2, катода 3, разделенных диафрагмой 4 на анодную 5 и катодную 6 камеры. В анодной камере 5 на сетке 7 размещены сферические магнитные частицы 8. Нижняя часть катодной камеры 6 соединена с перетоком, выполненным в виде обратного конуса перфорированным основанием 9, в котором расположены сетчатые электроды 10. В центральной части корпуса расположены патрубок 11 для ввода восстановителя, а также зона перетока осадка 12, который вводится через патрубок 13, находящийся в верхней части аппарата. В нижней части корпуса размещена плавающая загрузка 14, в которой размещена перфорированная труба 15 для отвода регенерата, и патрубок 16 для периодического опорожнения и промывки аппарата. В верхней части аппарата расположена зона флотации 17 со скребковым механизмом 18 и патрубком 19 для удаления пенофлотоконденсата. С наружной части корпуса 1 в зоне размещения магнитной загрузки 8 установлен соленоид 20, подключенный к источнику переменного тока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (21) А1 (52) 4 С 02 F 1/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю8но конде

Дал

РЦ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4233790/23-26 (22) 22.04.87 (46) 23.04.89, Бюл. У 15 (71) Всесоюзный проектно-технологический институт по электробытовым машинам и приборам и Институт химии

АН МССР (72) В.В.Ковалев, Н.T.Îêîïíàÿ, О.В.Ковалева,M.È.Ñóäâaðã, И.Я.Габова и В.М.Ропот (53) 628.543(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1104110, кл. С 02 F 1/46, 1986. (54) АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОСАДКА

СТОЧНЫХ ВОД (57) Изобретение относится к аппаратам для обработки железосодержаших осадков сточных вод гальванических производств с целью снижения энергозатрат на очистку. Аппарат состоит из корпуса 1, анода 2, катода З,разделенных диафрагмой 4 на анодную 5 и катодную 6 камеры. В анодной камере 5 на сетке 7 размещены сферические магнитные частицы 8. Нижняя часть катодной камеры 6 соединена с перето1474098

10

20

35 ком, выполненным в виде обратного конуса перфорированным основанием 9, в котором расположены сетчатые электроды 10. В центральной части корпуса расположены патрубок 11 для ввода восстановителя, а также зона

12 перетока осадка, который вводится через патрубок 13 находящийся в верхней части аппарата. В нижней части корпуса размещена плавающая загрузка 14, в которой размещена перИзобретение относится к очистке сточных вод, преимущественно гальванических производств, осуществляемой методом электрокоагуляции, и может быть использовано для регенерации железосодержащего коагулянта с целью последующего его применения в системе водоочистки.

Цель изобретения — снижение энер. гозатрат на очистку.

На чертеже показан предлагаемый аппарат.

Аппарат состоит из корпуса 1, анода 2 и катода 3, разделенных диафрагмой 4 на анодную 5 и катодную

6 камеры, расположенные в верхней части корпуса 1. В анодной камере 5 не сетке 7 размещены сферические магнитные частицы 8. Нижняя часть катодной камеры 6 соединена перетоком с выполненным в виде обратного конуса перфорированным основанием 9, в котором расположены сетчатые электроды

10, подключенные к источнику постоян- 2 ного тока для электрофлотации.

В центральной части корпуса 1 расположены патрубок 11 для ввода (восстановителя), а также эона 12 перетока осадка, который вводится через патрубок 13, находящийся в верхней части аппарата. При этом в зоне

12 перетока расположены датчики рН и Е.

В нижней части корпуса 1 под электродами 10, выполняющими также функции дренажа, размещена плавающая зернистая фильтрующая загрузка 14, в которой размещена пефорированная труба 15 для отвода регенерата,и форированная труба 15 для отвода регенерата,и патрубок 16 для периоди ! ческого опорожнения и промывки аппарата. В верхней части аппарата расположена зона 17 флотации со скребковым механизмом 18 и патрубком 19 для удаления пенофлотоконденсата. С наружной части корпуса l, в зоне размещения магнитной загрузки 8 установлен соленоид 20, подключенный к источнику переменного тока. 1 ил. патрубок 16 для периодического опорожнения и промывки аппарата.

В верхней части аппарата расположена зона 17 флотации со скребковым механизмом 18 и патрубком 19 для удаления пенофлотоконденсата. С наружной части корпуса 1, в зоне размещения магнитной загрузки, установлен соленоид 20, подключенный к источнику переменного тока.

Аппарат работает следующим образом.

Аппарат заполняется очищенной или водопроводной водой для замыка-ния электрической цепи путем подачи постоянного тока на электроды 2, 3 и 10, а на соленоид 20 подается переменный ток. При этом происходит магнитоожижение сферических частиц

8 и интенсивное перемешивание жидкости в анодной камере 5, закисляющейся в результате электролиза в условиях разделения катодного и анодноro пространства диафрагмой 4. После этого через патрубок 13 вводится осадок, а через патрубок 11 — восстановитель, например сернистый ангидрид в виде газа или газо-водяной смеси, который обеспечивает дополнительное закисление дисперсной среды в анодной камере 5. Это способствует ускорению растворения гидроксидов тяжелых металлов, входящих в состав осадка.

В результате магнитоожиження обеспечивается интенсификация растворения и химического взаимодействия образовавшихся ионов сернистой кислоты с растворившейся частью соединеI

1474098 ний железа (Х??), а также с частицами нерастворившейся доли гидроксида железа (III), находящимися в активном состоянии в условиях магнитоожижения. Этим обеспечивается восстановление железа (III) до железа (II), переходящего полностью в активное ионное состояние за счет повышенного значения рН гидратообразования, что способствует дальнейшему перетоку жидкости через сетку 7, зону 12, перфорированное коническое основание

9 — в зону 10 электродов. При этом нерастворившаяся часть осадка флотируется в катодную камеру б, где после подщелачивания, протекающего в результате электролиза, поступает в зону 17 флотации, в которой с помощью пеносъемного скребкового механизма

18 происходит сбор и вывод из аппарата пенофлотоконденсата через патрубок 19.

Растворившаяся и химически восстановленная часть осадка, основу кото- 25 рого составляют ионы Fe (II), дополнительно фильтруется через плавающую фильтрующую загрузку 14 и отводится в виде регенерата через перфорированную,трубу 15 с вентилем. Патрубок

16 с вентилем служит для периодической промывки фильтрующей загрузки и всего аппарата.

Регенерат в виде концентрированного раствора солей с превалирующим содержанием в нем ионов Fe (II) может . подаваться на электрокоагуляционную установку совместно с новыми порциями очищаемых хромсодержащих сточных вод, При этом подаваемые ионы Ре (II) совместно с ионами Fe (II), образующимися при анодном растворении железных электродов в электрокоагуляторе, восстанавливают ионы хрома шестивалентного до трехвалентного состояния, ионы при этом окисляясь и гидролизуясь, выпадают в осадок вместе с ионами других тяжелых металлов и прочих примесей, содержащихся в очищаемой воле. Введение регенерата обеспечивает экономию металла электродов, 50 а также электроэнергии при электрокоагуляционной очистке сточных вод, при этом резко уменьшаются затраты на обезвоживание и в значительной степени решается проблема утилизации осадка.

В качестве диафрагмы могут быть использованы материалы типа "бельтинг" или ткани "хлорин", электроды— из нержавеющей стали Х18Н9Т, сферическая магнитная загрузка изготовлена из гексаферрита бария и намагничена до состояния магнитного насыщения с последующим гуммированием.

Плавающая фильтрующая зернистая загрузка изготовлена из вспененного полистирола диаметром 0,8-! 2 мм.

В процессе обработки в предлагаемом аппарате происходит взад:: e»сгвие ионов ЯО (образующихся при растворении SO в воде) как с ионами

Fe в растворившейся части осадка, + так и с нерастворившейся долей частиц Fe(OH) и соответствующее образо.,+ вание ионов Fe . При этом восстанов-о ление железа до двухвалентного состояния в нерастворившейся части осадка протекает эффективнее, нежели в ионной форме, вследствие разницы термодинамических констант Гиббса, равных, соответственно, 117,9 и 94,5.

Эффективность гетерогенной реакции восстановления резко повышается вследствие активирующего воздействия магнитоожижения и разрушения гидроксидов и сольватных оболочек ионов.

Кроме того, протекание этого взаимодействия в условиях магнитоожижения обеспечивается и при более высоких значениях рН, что не требует повышенных энергозатрат на анодное подкисление обрабатываемой дисперсной среды. Одновременно на активацию химического взаимодействия положительное влияние оказывают постоянное полиградиентное и переменное магнитное поля.

Процесс проводят до достижения рН начала гидратообразования Ре(ОН) составляющей 6 5-7,5.

Введение ЯО осуществляют до 3 4 2+ полного восстановления Fe до Fe что соответствует достижению редокспотенциала, равного +380 — (+4!0) мВ, который регистрируется с помощь1о датчиков рН и сЬ, устанавливаемых в центральной части.

При указанных значениях рН другие гидроксиды металлов, содержащиеся в осадке, такие как Cr(OH) » Еп(ОН), не провзаимодействовавшая часть

Fe(OH) и некоторых других тяжелых металлов, и механические примеси не растворяются и выводятся в виде пенофлотоконденсата, а также задерживаются фильтрующей загрузкой.

Формула изобретения

Аппарат для обработки осадка сточных вод, содержащий корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с размещенными в них анодом и катодом, патрубком ввода, соединенным с анодной камерой, патрубком вывода, сферические частицы из магнитного токонепроводящего материала; размещенные,в анодной камере и приспособления для создания пеСоставитель. Т. Барабаш

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Гирняк

Редактор Г.Волкова

Тираж 824

Заказ 1834/19

Подписное

ВНИИИИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 147

Растворенная часть осадка, преимущественно в виде ионов Fe, отводится через перфорированную трубу в нижней части аппарата и, ввиду высоких восстановительных свойств этих ионов, может повторно вводиться в качестве реагента и коагулянта в очищаемые хромсодержащие сточные воды или дозироваться в электрокоагулятор для уменьшения расхода металла и электроэнергии на очистку этих вод.

4098 6 ременного магнитного поля, о т л и " ч а ю шийся тем, что, с целью снижения энергозатрат на очистку, 5 корпус выполнен цилиндрическим и установлен вертикально, электроды выполнены в виде перфорированных коаксиально расположенных цилиндров и размещены в верхней части корпуса, 10 внутренний электрод-катод снабжен в верхней и нижней частях конусообразными расширениями, причем в верхнем расширении расположено устройство для снятия шлама, а нижнее расширение

16 выполнено перфорированиым и снабжено дополнительными горизойгальными электродами, под которыми размещена плавающая зернистая фильтрующая загрузка, анодная камера снабжена перфорированной поддерживающей решеткой, патрубок вывода размещен в нижней части корпуса в слое зернистой загрузки и аппарат дополнительно содержит патрубок ввода восстановителя, 26 размещенный под анодной камерой и соединеннный с ней.