Способ очистки природных и сточных вод

 

Использование: очистка сточных вод в горно-добывающей, химической промышленности , а также обработка бытовых сточных вод. Сущность изобретения: обрабатываемую воду подают под напором со скоростью 0,1-0,4 м/с в рабочую камеру, заполненную слоем металлической дисперсной загрузки. Под действием напора подаваемой воды частицы дисперсной загрузки образуют псевдоожиженный слой. Концентрация частиц дисперсной загрузки в псевдоожиженном слое составляет 600--1500 кг/м . Поток жидкости проходит весь объем камеры, подвергаясь обработке в псевдоожиженном слое загрузки, причем время прохождения потока жидкости через слой составляет 10-60 сек. Пройдя камеру, поток жидкости поступает в осадительную емкость , где начинается процесс коагуляции примесных частиц, а затем их осаждение. Время подачи жидкости из рабочей камеры в осадительную емкость не должно превышать 35 мин. Степень очистки воды при использовании способа 95,72-99,9%. 1 ил., 6 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С02 F 1/52

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4936821/26 (22) 17,05,91 (46) 23,03,93, Бюл, N 11 (75) В.Ю,Красноперов, В.П,Кузовлев, В,С,Шалыгин и В.С.Малышенко (73) В.Ю.Красноперов (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1310004, кл, В 01 D 21/08, 1985. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ И

СТОЧНЫХ ВОД (57) Использование: очистка сточных вод в горно-добывающей, химической промышленности, а также обработка бытовых сточных вод. Сущность изобретения: обрабатываемую воду подают под напором со скоростью 0,1-0,4 м/с в рабочую камеру, заполненную слоем металлической дисперИзобретение относится к способам очистки жидкостей от взвешенных частиц путем их коагуляции и осаждения и может найти применение в горнодобывающей, химической промышленности, а также при обработке бытовых сточных вод.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса и увеличение степени очистки обрабатываемых жидкостей, На черте>ке представлена общая схема технологического процесса.

Подлежащая очистке многофазная жидкость подается в накопительный резервуар

1, откуда по трубопроводу 2 с помощью насоса 3 (или самотеком при наличии достаточного геодезического перепада высот) подается под напором в рабочую камеру 4, частично заполненную мелкими металлическими частицами — дисперсной загрузкой 5.

„„. Ж ÄÄ 1804451 АЗ сной загрузки. Под действием напора подаваемой воды частицы дисперсной загрузки образуют псевдоожи>кенный слой. Концентрация частиц дисперсной загрузки в псевдоожиженном слое составляет 600-1500 кг/м, Поток жидкости проходит весь обьем

3 камеры, подвергаясь обработке в псевдоожиженном слое загрузки, причем время прохождения потока жидкости через слой составляет 10 — 60 сек. Пройдя камеру, поток жидкости поступает в осадительную емкость, где начинается процесс коагуляции примесных частиц, а затем их осаждение.

Время подачи жидкости из рабочей камеры в осадительную емкость не должно превышать 35 мин. Степень очистки воды при использовании способа 95,72 — 99,9%, 1 ил„6 табл, При этом скорость движения обрабатываемой жидкости в рабочей камере от дна до поверхности поддерживается в пределах

0,1 — 0,4 м/с. Под действием напора подаваемой жидкости частицы дисперсной загрузки всплывают и заполняют вместе с жидкостью весь объем рабочей камеры 4.

Совместное действие струй жидкости и сил тяжести приводит частицы загрузки в вихревое колебательное движение с образованием псевдоожиженного слоя. Концентрация частиц металлической дисперсной загрузки в псевдоожиженном слое поддер>кивается в пределах 600 — 1500 кгlм . В результате тре3 ния металлических частиц загрузки с частицами воды и частицами взвешенных примесей возникает трибоэлектрический эффект, приводящий к интенсивной электризации примесных частиц. П роцесс элек1804451 ризации примесных частиц начинается у дна рабочей камеры и продолжается во время движения потока жидкости снизу вверх до конца рабочей камеры, однако процесс коагуляции примесей не развивается из-за высокой турбулентности потока.

Время движения обрабатываемой жидкости от дна камеры 4 до ее верхнего края, т,е, время обработки многофазной жидкости в псевдоожиженном слое, составляет

10 — 60 с, Пройдя весь объем рабочей камеры

4, поток жидкости достигает сливного отверстия 6 и по трубопроводу 7 поступает в осадительную емкость 8, где во время отстоя жидкости начинается процесс коагуляции примесных частиц и их осаждение на дно емкости 8, При этом время прохождения обработанной жидкости из рабочей камеры 4 в осадительную емкость 8 составляет 0,1-35 мин,,т.к. за этот промежу- 20 ток времени процесс активной коагуляции примесных частиц еще не начинается. Регулирование подачи многофазной жидкости на обработку, а также слива осветленной воды и сгущенного осадка осуществляется с помощью запорно-регулирующей арматуры

9,10и11, Проведение процесса очистки жидкостей в виде двух этапов — прохождения через псевдоожиженный слой металлической 30 загрузки и коагуляции с последующим осаждением в другом объеме — позволяет избежать коагуляции примесных частиц на частицах дисперсной загрузки и, следовательно, повысить эффективность обработки жидкости в псевдоожиженном слое. Кроме того, использование высоких скоростей перемещения жидкости и создаваемых ею колебаний частиц металлической загрузки, а также выбранный интервал времени обра- 40 ботки значительно повышают степень очистки многофазных жидкостей.

Пример 1, Очистке подвергалась вода шахтного водоотлива на промышленной установке с производительностью 600-800 45 м /час, смонтированной на шахте "Распадская". Водоотлив шахты представлял собой водо-угольную суспензию с соотношением твердого к жидкому 1:500 с крупностью частиц твердой фазы 25 — 2 10 мкм. Суспен4 зия на обработку подавалась насосом под давлением 1,5 ати, Рабочая камера заполнялась металлической стружкой (Ст.3 d = 8 — 10 мм), предварительно промытой для снятия масляных пленок. Высота загрузки камеры 55 стружкой варьировалась и обеспечивала осредненную по высоте камеры концентрацию металлических частиц дисперсной загрузки в псевдоожиженном слое соответственно; С = 600 кг/м C2 = 1200 кг/м; C3= з;

= 1500 кг/м Время обработки жидкости и з. скорость ее прохождения через рабочую камеру также варьировались и соответственно составили: V1 = 0,4 м/с, t1 = 15 c; Vz = 0,2 м/с, т = 30 с; Чз = 0,1 м/с, тз = 60 с, Обработанная суспензия после прохождения рабочей камеры подавалась по трубопроводу в осадительную емкость, Время начала активной коагуляции составило 25 мин после поступления суспензии в емкость.

Пример 2, Очистке подвергалась природная вода из реки Томь. Вода привозилась в необходимом количестве и обрабатывалась на стендовой установке производительностью до 6 м /ч. Рабочая з камера стендовой установки также заполнялась металлической стружкой, осредненная концентрация которой в псевдоожи>кенном слое, составляла соответственно: С = 600 кг/м; С =; Сз = 1500 кг/м . Ре>кимы обработки варьировались так же, как и в примере N 1. V> = 0,4 м/с, т = 15 с; Ч2 = 0,2 м/с, т = 30 с; Чз = 0,1 м/с, n = 60 с, Время активной коагуляции примесей составило

30 — 33 мин после момента поступления обработанной жидкости в осадительную емкость.

Пример 3. Очистке подвергалась сточная вода хозяйственно-бытовых очистных сооружений г. Новокузнецка, которая привозилась к месту обработки в необходимом количестве и обрабатывалась HB той же стендовой установке, что и в примере 2.

Режимы обработки те >ке, Время активной коагуляции обработанной воды после поступления в осадительную емкость составило 24 — 27 мин.

Из результатов испытаний описываемого способа очистки природных и сточных вод очевидно, что повышение эффективности процесса очистки и увеличение степени очистки происходит при росте концентрации металлической дисперсной загрузки в псевдоожиженном слое, увеличении времени обработки в псевдоожиженном слое и уменьшении скорости прохождения обрабатываемой жидкости через псевдоо>киженныЙ слой.

Формула изобретения

Способ очистки природных и сточных вод, включающий их обработку в псевдоожиженном слое дисперсной загрузки с последующим осаждением скоагулированных частиц, отличающийся тем что,сцелью повышения эффективности процесса и увеличения степени очистки, обработку ведут в псевдоожиженном слое дисперсной металлической загрузки при ее концентрации 6001500 кг/м, который создают путем подачи

1804451 отдельной емкости проводят осажденио скоагулированных частиц, причем время подачи обработанной в слое загрузки воды в емкость составляет 0,1 — 35 мин.

Таблица1

Влияние режима обработки

99,9(9) П р и м е ч а н и е, При to=10 С, концентрации загрузки С= 1200 кг/м

Таблица2

Влияние концентрации дисперсной загрузки

P.)= 1500кг/мз

П р и м е ч а н и е. При to=100Ñ, Vz=0,2 м/с, tz=30 с.

Табл ица3

Влияние режима обработки

V-О.1 м/с сз=-60 с

0,20

99,68 (П р и м е ч а н и е, При to=10 С, концентрации загрузки Сг1200 кг/м .

Табл и ца4

Влияние концентрации дисперсной загрузки

00 г/„з

0,036

99,91

П р и м е ч а н и е, При t0=100C, Vz-0,2 м/с, tg=30 с. воды под избыточным давлением в нижний слой загрузки со скоростью 0,1-0,4 м/с, при этом время прохождения воды через слой загрузки составляет 10 — 60 с, после чего в

-0,1 м/с

1 з=60с

0.001

О. 00(1)

1, 99,9(9) 1804451

Таблица5

Влияние режима обработки

Таблицами

= 1500кг/мз

Составитель В.Дубровская

Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор М.Самборская

Редактор А.Иванова

Заказ 1070 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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

П р и м е ч а н и е. Прит = 12 С, концентрации загрузки Сз=1500 кг/мз, Влияние концентрации дисперсной загрузки

П р и м е ч а н и е, При т =12 С, Vz=0,2 м/с, ted=30 с!

0.25

99.87

Mempeapge PaB

71

Оа Вк