Способ очистки сточных вод от взвешенных веществ

 

Использование: очистка сточных вод от твердых и жидких диспергированных веществ на металлообрабатывающих заводах, лесоперерабатывающих комбинатах, пивзаводах, а также очистка природных вод при водоподготовке воды. Сущность изобретения: в качестве коагулянта для обработки воды применяют смесь природного бишофита и гидроксихлорида алюминия (ГОХА) в соотношении (0,1 - 0,9) : (0,9 - 0,1), которую вводят в количестве 0,4-30 г/л. При осуществлении способа достигается степень очистки по ХПК 96,2, нефтепродуктам 98,1 и по взвешенным 99,9 %. Расход коагулянта в пересчете на алюминий уменьшается в 2 - 5 раза по сравнению известными способами. 1 табл.

Изобретение относится к очистке сточных вод от твердых и жидких диспергированных веществ, в частности к разработке способа очистки сточных вод лесоперерабатывающих заводов, металлообрабатывающих предприятий, а также очистке природной воды при водоподготовке питьевой воды от механических примесей.

Известен способ очистки сточных вод, содержащих твердую или жидкую диспергированную фазу, который сводится к добавлению в сточную воду сульфата алюминия, сульфата железа (II), хлорида железа (III). Наибольшее осветление сточной воды происходит при использовании солей трехвалентного железа и сульфата алюминия или их смесей [1] К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относятся следующие: 1) треххлорное железо и сульфат железа (II) часто применяют в виде порошка, то дозирование их в непрерывном процессе очистки сточной воды затруднено; 2) для оптимальной степени очистки требуется корректировка pH среды с помощью гидроксида кальция или гидрокарбонатов калия или натрия, а это усложняет и удорожает процесс; 3) применение солей железа для очистки сточных вод сопряжено с увеличением содержания железа в очищаемой воде, при этом значительно превышается предельно допустимую концентрацию (ПДК) по этому элементу. Известно применение гидроксихлорида алюминия (ГОХА) для очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты [2] ГОХА хорошо разрушает эмульсию, однако, во-первых, из-за узкого интервала значений pH, при которых он работает эффективно, применение его затруднено, во-вторых, из-за высокой стоимости алюминия, используемого для получения ГОХА, применение его в широком масштабе ограничено.

Наиболее близким к изобретению является способ очистки сточной воды смесью гидроксихлорида алюминия (ГОХА) и трихлорида железа [3] По этому способу в сточную воду в качестве коагулянта добавляют смесь ГОХА и FeCl₃ соотношении 1:3.

Причиной, препятствующей достижению требуемого технического результата способа очистки по прототипу, является: применение хлорного железа, во первых, из-за необходимости материальных и экономических затрат при ее производство; во вторых, введение ионов железа в очищенную сточную воду в количестве 150 мг/л, приводит к значительному превышению ПДК на ионы железа (0,3 мг/л).

В предлагаемом изобретении решается важная задача- разработка экономически выгодного способа очистки сточных вод от твердых и жидких диспергированных веществ, а именно на лесоперерабатывающих предприятиях, металлообрабатывающих заводах, а также по очистке природной воды при водоподготовки питьевой воды. При реализации предлагаемого способа получают следующий технический результат: повышается степень очистки сточных вод от твердых и жидких диспергированных веществ. При этом степень очистки по ХПК достигается 96,2 а по нефтепродуктам и взвешенным до 98,1 и 96,7 соответственно. Предлагаемый коагулянт может работать в широком интервале значений pH.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе очистки сточных вод и природной воды, содержащих твердые и жидкие диспергированные вещества, заключающийся в добавлении коагулянта, перемешивании и отстое, в качестве коагулянта используют смесь природного бишофита (ГОСТ 7759-73) и гидрохлорида алюминия в соотношении (0,1 - 0,9)^oC(0,9 0,1) в количестве 0,4 30 г/л сточной воды.

Эффект улучшения технико-экономических показателей процесса очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты и взвешенные вещества, происходит за счет синергизма ионов алюминия, входящего в ГОХА и ионов магния, входящих в природный бишофит. При этом такая смесь работает в большом интервале значений pH, от кислой pH 4 6, где в качестве коагулянта выступает ГОХА, до щелочной pH 8 11, где в качестве коагулянта выступают ионы магния давая гидроксиды Mg(OH)₂. В сильно щелочных растворах pH>10, сначала протекает реакция Mg²⁺ + 2 OH^----> Mg(OH)₂ затем pH понижается и начинает образовываться гидроксид алюминия Al³⁺ + 3OH^----> Al(OH)₃ Кроме того, в сточных водах, содержащих эмульгированные нефтепродукты, эмульсии масла стабилизирована анионактивными ПАВ, в частности жирными кислотами алифатического ряда. При этом ион магния, входящий в природный бишофит, особенно при повышенной температуре, вступает в реакцию с образованием соли
Mg²⁺ + 2 RCOO^----> (R COO)₂Mg
Полученная соль плохо растворяется в воде, выделяется из нее в виде хлопьев и выталкивается в поверхностный слой вместе с нефтепродуктами. Эмульсия из-за потери стабилизатора разрушается.

Выбранное соотношение смеси ГОХА и природного бишофита объясняется различным значением pH очищаемой воды, удешевлением очистки, а также различной устойчивостью диспергированных веществ очищаемой воды к действию коагулянтов.

Применение предлагаемой смеси в качестве коагулянта в количестве более 30 г/л неприемлемо из-за повышения солесодержания в очищаемой воде и возникновения явления стабилизации, которая обусловлена передозировкой коагулянта.

П р и м е р 1. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта смеси ГОХА и природного бишофита в соотношении 0,1:0,9 в количестве 0,4 г/л для очистки сточных вод от жидких диспергированных веществ, в частности от нефтепродуктов.

В сосуд емкостью 1,5 л заливают 1 л сточной воды с температурой 25^oC и pH= 10, содержащей эмульгированные нефтепродукты на основе эмульсола ЭТ-2. В исходной воде, содержание нефтепродуктов составляло 19,3 г/л, а ХПК-57800 мг, O₂/л.

Предварительно готовят коагулянт следующим образом: к 10 г ГОХА, с содержанием 70 г/л алюминия, добавляют 90 г природного бишофита. Полученную смесь при перемешивании добавляют в сточную воду в количестве 0,4 г/л.

Происходит расслоение сточной воды на две фазы. В верхней фазе содержаться нефтепродукты, а в нижней очищенная вода. Через 1 ч отстоя в очищенной воде содержание нефтепродуктов составляет 1,23 г/л, что соответствует 93,6 степени очистки, степень очистки воды по ХПК составляет 92,2
П р и м е р 2. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта смеси ГОХА и природного бишофита в соотношении 0,5:0,5 в количестве 0,4 г/л, для очистки сточных вод от жидких диспергированных веществ, в частности нефтепродуктов. В сосуд емкостью 1,5 л наливают 1 л сточной воды с температурой 25^oC и pH 10, содержащей эмульгированные нефтепродукты на основе эмульсола ЭТ-2. В исходной сточной воде содержание нефтепродуктов составляет 19,3 г/л, а ХПК-57800 мг, O₂/л. Предварительно готовят коагулянт. К 50 г ГОХА, с содержанием алюминия 70 г/л, добавляют 50 г природного бишофита. Полученную смесь в количестве 0,4 г/л вносят в сточную воду при перемешивании. После 1 ч отстоя, выделившееся масло отделяют, а в очищенной воде определяют содержание нефтепродуктов и ХПК. Степень очистки по нефтепродуктам составляет 98,1, а по ХПК-96,2
П р и м е р 3. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта смеси ГОХА и природного бишофита в соотношении 0,9 0,1 в количестве 0,4 г/л для очистки сточных вод от жидких диспергированных веществ, в частности от нефтепродуктов. В сосуд емкостью 1,5 л наливают 1 л сточной воды с температурой 25^oC и pH 10, содержащей эмульгированные нефтепродукты на основе эмульсола ЭТ-2. В исходной сточной воде содержание нефтепродуктов составляет 19,3 г/л, а ХПК 57800 мг, O₂/л. Предварительно готовят коагулянт. К 90 г ГОХА с содержанием 70 г/л алюминия добавляют 10 г природного бишофита. Полученную смесь при перемешивании добавляют в сточную воду в количестве 0,4 г/л. После 1 ч отстоя, выделившееся масло отделяли, а в очищенной воде определяют содержание нефтепродуктов и ХПК. Степень очистки от нефтепродуктов составила 88,2, а по ХПК-91,3 Уменьшение степени очистки связано с тем, что соли алюминия в сильно щелочной среде плохо коагулируют из-за атмосферных свойств алюминия.

П р и м е р 4. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта смеси ГОХА и природного бишофита в соотношении 0,3:0,7 в количестве 10 г/л для очистки сточных вод от твердых диспергированных веществ, в частности древесины на лесоперерабатывающем комбинате (ЛПК). В сосуд емкостью 1,5 л заливают 1 л сточной воды с температурой 25^oC и pH 5, содержащей отходы древесины получаемые при производстве древесно-волокнистых плит. В исходной воде содержание твердых диспергированных веществ составляет 1386 мг/л, а ХПК 5766 мг, O₂/л. Предварительно готовят коагулянт. К 30 г ГОХА, с содержанием 70 количестве 0,8 г/л для очистки сточных вод, от твердых диспергированных веществ, в частности пивоваренного завода. В сосуд емкостью 1,5 л заливают 1 л сточной воды с температурой 25^oC и pH 6, содержащую в качестве дисперсной фазы продукты получения пива. В исходной сточной воде содержание взвешенной твердой фазы составляет 7072 мг/л, а ХПК 60297 мг, O₂/л. Предварительно готовят коагулянт. К 50г ГОХА, содержащего 70 г/л алюминия добавляют природный бишофит в количестве 50 г. Полученную смесь в количестве 0,8 г/л добавляют при перемешивании в сточную воду. После 1 ч отстоя очищенную сточную воду сливают с выделившегося осадка и определяют в ней степень очистки по ХПК и взвешенной дисперсной фазе. Результаты анализа показали, что степень очистки по ХПК составляет 95,4, а по взвешенным 96,7
П р и м е р 7. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта смеси ГОХА и природного бишофита в соотношении 0,5 0,5 в количестве 0,4 г/л для очистки речной воды от твердых природных дисперсных веществ, в частности при водоподготовке питьевой воды. В сосуд емкостью 1,5 л заливают 1 л речной воды с температурой ^oC и pH=7, содержащую в качестве твердой дисперсной фазы природные взвеси в количестве 317 мг/л. Предварительно готовят коагулянт. К 50 г ГОХА, содержащего 70 г/л алюминия добавляют природный бишофит в количестве 50г. Полученную смесь в количестве 0,4 г/л добавляют при перемешивании в речную воду. После 1 ч отстоя очищенную воду сливают с осадка и определяют в ней мутность по ГОСТ 3351-74 на питьевую воду. Анализ показал, что мутность по стандартной шкале составляет 0,05 мг/л, при норме по ГОСТ 2874-82 на питьевую воду 1,5 мг/л. Степень очистки составила 99,98 В таблице приведены сводные данные по очистке сточных вод приведенных в примерах 1 7 и прототипе.

Таким образом, очистка сточной воды коагулянтами, представляющих собой смесь гидроксихлоридов алюминия (ГОХА) и природного бишофита в соотношении от 0,1 0,9 до 0,9 0,1 в дозировка от 0,4 до 30 г/л дают лучшие показатели по очистке, чем прототип.

Из приведенных примеров следует, что использование предложенного способа очистки сточных вод с помощью коагулянтов, состоящих на смеси ГОХА и природного бишофита по сравнению с прототипом дают экономию алюминия в 2 5 раз.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от взвешенных веществ, включающий введение коагулянта, перемешивание и отделение образующегося осадка путем отстоя, отличающийся тем, что в качестве коагулянта используют смесь природного бишофита и гидроксихлорида алюминия, взятых в массовом соотношении (0,1-0,9):(0,9-0,1), причем коагулянт вводят в количестве 0,4-30 г/л.

РИСУНКИ

Рисунок 1