Способ очистки сточных вод

 

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод различных предприятий и может быть использовано для подготовки и извлечения полезных компонентов из них на горнообогатительных, металлургических, химических, пищевых предприятиях, а также для нефтебаз, автохозяйств и т.д. Способ включает две стадии подготовки сточных вод: первая стадия служит для извлечения полезных компонентов выводом большей части их из сточных вод осаждением коагулянтом и флотацией, вторая стадия служит для очистки сточных вод от составляющих до значений ПДК по примесям и осуществляется искусственным введением минеральной взвеси, коагулянта, поверхностно-активного вещества. Нежелательные примеси отделяются флотацией или осаждением. Способ обеспечивает интенсификацию процесса очистки за счет определенной комбинации процессов сгущения, коагуляции и флотации. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод различных предприятий и может быть использовано для подготовки оборотных вод и извлечения полезных компонентов из них на горнообогатительных, металлургических, химических и пищевых предприятиях, а также для нефтебаз, автохозяйств и т.д.

Известен способ очистки сточных вод с применением флотации (положительное решение по заявке N 95113929/26 (023632) от 3.04.97 "Способ очистки сточных вод", Гершенкоп А.Ш., Манькута Л.А., Ильченко Ю.В.) Способ основан на том, что в очищаемую воду вводят коагулянт, ведут отстаивание 0,5 - 1,5 минуты, а затем образованные агрегаты флотируют с добавкой собирателя с целью сокращения необходимой площади сгущения. Рассматриваемый способ не пригоден для извлечения полезных компонентов из воды, т.к. процесс удаления "взвешенных" происходит одновременно с удалением остальных компонентов воды, что затрудняет утилизацию удаленных компонентов из очищаемой воды.

Известен также способ очистки сточных вод лакокрасочных производств с использованием алюминийсодержащего коагулянта совместно с мелкодисперсным активным углем, осуществляемым в две стадии при pH 5,0 - 6,0 и при pH 8,5 - 9,5 в присутствии активного мелкодисперсного угля в количестве 3-5 г/л (А.с. СССР N 1183460, кл. C 02 F 1/52, способ очистки сточных вод лакокрасочных производств, Гандурина Л. В. , Воробьева Н.Я., Мясников И.Н., 1985. Бюл. N 37). Данный способ также непригоден при утилизации полезных примесей из сточных вод, т.к. они будут извлекаться вместе с активным углем при флотации. Кроме того, этот способ предусматривает применение больших концентраций мелкодисперсного торфяного активного угля, равных 3-5 г/л.

Заявляемое изобретение направлено на интенсификацию очистки сточных вод и связано с комбинацией процессов сгущения, коагуляции и флотации, и позволяет извлекать полезные компоненты из очищаемой воды.

Поставленная задача достигается тем, что процесс осуществляется в две стадии. В первую стадию добавляется известь и неорганический коагулянт, например железный купорос в необходимой области pH, после образования флокул вводят поверхностно-активное вещество (ПАВ) и образовавшиеся агрегаты флотируют с добавлением вспенивателя. Во вторую стадию вводят минеральную составляющую и неорганический коагулянт и после добавления вспенивателя флотируют.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Сточные воды направляются в отстойник, куда подается известь и другой неорганический коагулянт, например железный купорос. Время достижения системой коагуляции составляет 1-120 секунд. После чего вводят ПАВ и вспениватель, служащий для стабилизации пенного слоя при флотации, но можно последний исключить при повышенных пенообразующих свойствах ПАВ, а образовавшиеся агрегаты флотируют. Объем отстойника рассчитывается по времени коагуляции и объему очищаемой воды. После отстойника вода направляется во флотационную приставку, представляющую собой емкость прямоугольного сечения, на дне которой расположены диспергаторы воздуха, набранные из войлочных колец. Съем пены происходит самопроизвольно или с помощью механического пеносъемника. Пенный продукт направляется на извлечение полезных компонентов из воды. Очищенная вода после первой стадии направляется во вторую, куда вводится ПАВ, минеральная взвесь, например тонкодиспергированная апатит-нефелиновая руда, хвосты апатитовой флотации, полученные при переработке апатит-нефелиновой руды, шламы вермикулитовой руды, содержащие большое количество монтморилонита, вермикулитовый концентрат, вермикулитовый концентрат после обжига, шунгизит, цеолит, зола тепловых электростанций и т.д. Затем добавляется неорганический коагулянт и после введения вспенивателя образовавшиеся агрегаты флотируют. При работе через пруды-отстойники вторая стадия может проводиться без флотации.

Для интенсификации процесса может быть использована рециркуляция пенного продукта или осадка как в 1-й, так и во второй стадиях. Расход минеральной взвеси во 2-й стадии составляет 40-500 мг/л.

Сущность предлагаемого способа поясняется следующими примерами.

Пример 1. В очищаемую воду, например в сточные воды предприятий цветной металлургии, содержащие "взвешенных" 32 мг/л, Cu - 5 мг/л, Ni - 3 мг/л, Co - 2 мг/л, вводится известь в количестве 50 мг/л и железный купорос 25 мг/л по железу. Время достижения порога коагуляции равно 1 секунде. После чего добавляются ПАВ, щелочь и вспениватель, и подготовленная таким способом система подвергается флотации. Очищенная вода содержит, мг/л: Fe - 0,32; Cu - 0,3; Ni - 0,42; Co - 0,08. Пенный продукт направляется на гидрометаллургическую переработку. Вода, прошедшая первую стадию очистки, поступает во вторую стадию, в отстойник, куда последовательно вводится тонкодиспергированная апатит-нефелиновая руда - 200 мг/л, железный купорос - 40 мг/л, ПАВ - 100 мг/л. После отстаивания 5 секунд подготовленная таким образом вода подается на флотацию. В очищенной воде после второй стадии очистки содержится, мг/л: "взвешенных" - 24; Fe - 0,4; Cu - 0,014; Ni - 0,019; Co - 0,023.

Пример 2. С очищаемой водой состава по примеру 1 проводят 1-ю стадию очистки аналогично предыдущему опыту. Во вторую стадию вводится тонкодиспергированная апатит-нефелиновая руда в количестве 500 мг/л, железный купорос - 50 мг/л, ПАВ - 100 мг/л. После введения вспенивателя вода направляется на флотацию. Очищенная вода после второй стадии содержала, мг/л: Fe - 0,4; Cu - 0,017; Ni - 0,012; Co - 0,016.

Пример 3. В очищаемую воду состава по примеру 1 вводится железный купорос в количестве 60 мг/л, щелочь - 80 мг/л, ПАВ. Вода направляется в отстойник, где она находится в течение 2-х минут, после чего направляется на флотацию. Вода, прошедшая первую стадию очистки, содержала, мг/л: Fe - 2,94; Cu - 1,14; Ni - 0,506; Co - 0,354, направлялась на 2-ю, куда вводится тонкодиспергированная апатит-нефелиновая руда - 200 мг/л, железный купорос - 80 мг/л, ПАВ - 70 мг/л. После введения вспенивателя проводится флотация. Очищенная вода содержала, мг/л: Fe - 2,94; Cu - 0,069; Ni - 0,054; Co - 0,069.

В таблице представлены данные по очистке сточной воды при разных условиях проведения процесса. Параметры исходной сточной воды, мг/л: Cu - 5; Ni - 3; Co - 2.

Формула изобретения

1. Способ двухстадийной очистки сточных вод, включающий обработку воды коагулянтом, осаждение осадка и его флотацию, отличающийся тем, что первую стадию очистки ведут с использованием извести и гидролизирующейся соли железа или алюминия, ПАВ, а вторая стадия ведется с последовательным вводом тонкодисперсной минеральной взвеси, коагулянта и ПАВ при оптимальных значениях pH.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что минеральную взвесь вводят в количестве 40 - 500 мг/л.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что время отстаивания осадка перед флотацией в первой и второй стадиях составляет 1 - 120 с.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве минеральной взвеси используется любое минеральное вещество с развитой поверхностью, например апатит-нефелиновая руда, вермикулитовая руда, вермикулитовый концентрат после обжига, цеолит, шунгизит, зола тепловых электростанций, любой органический сорбент.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что крупность минеральной взвеси составляет меньше 100 мкм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2