Способ и устройство для очистки сточных вод

 

Изобретение относится к экологии и может быть использовано в химической, металлургической промышленности и при очистке сточных вод. Очистку осуществляют одновременно хлорсодержащими окислителями и кислородом воздуха. Устройство для очистки сточных вод содержит камеру с аспиратором, между наконечником которого и лопастями имеются отверстия, над и под лопастями имеются дискообразные пластины, а в верхней части полого сердечника аспиратора выполнено отверстие с роторной головкой. Изобретение позволяет повысить степень очистки сточных вод от тиоцианатов и цианидов за счет более полного взаимодействия хлорсодержащих окислителей и кислорода воздуха. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано в химической, металлургической промышленности и при очистке сточных вод.

Известен способ очистки циансодержащих сточных вод методом окисления озоном в щелочной среде при рН 9-10, описанный в книге С.С.Виноградова "Экологически безопасное гальваническое производство". - М.: Глобус, 1998, с. 174. При окислении цианидов используется контактная колонна с подводом к стекающим сточным водам озонированного воздуха противотоком через барботер.

Недостатком такого перемешивания является неполное использование озона, так как пузырьки поднимаются вверх, при этом приходится использовать длинные колонны для увеличения времени контакта.

Известна установка очистки и осветления воды (патент 2151744, 7 С 02 F 1/52, 9/00, 98119405/12 от 29.10.1998 г.), в которой в качестве аэратора использован водный эжектор с насосом подачи, всасывающий патрубок которого соединен с магистралью вытекающей воды.

Недостатком такого способа является засасывание осадка из зоны осветления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ и устройство для очистки сточных вод, заключающийся в биологической очистке коммунальных, бытовых и поддающихся биологическому разложению промышленных сточных вод, включающий аэрацию вод, циркуляцию их через биопленку, размещенную на несущей структуре, которая является стационарной и погружена в жидкость, и аэрацию осуществляют подачей воздуха по меньшей мере через один погруженный в жидкость воздуховод, соединенный с трубчатым диффузорным средством, а также аэрацию осуществляют подачей воздуха через полую трубу и вращающийся вне нее винт, который создает перепад давлений, обеспечивающий поступление воздуха в трубу и удаление его в жидкость, и циркуляцию жидкости через биопленку. Аэрацию осуществляют насосом Вентури, соединенным с наружным воздухом при помощи трубы и создающим перепад давлений, который обеспечивает поступление воздуха через трубу в насос, где происходит перемешивание воздуха с жидкостью, или аэратор представляет собой вращающийся аспиратор, состоящий из полого сердечника, сообщающегося с окружающим воздухом, и полого наконечника, снабженного полыми крыльями, расположенными в радиальном направлении по отношению к сердечнику и имеющими отверстия на конце каждого крыла, при этом перепад давления между отверстиями на концах крыльев и окружающим воздухом обеспечивает поступление воздуха в аспиратор и удаление его в жидкость (патент 2111177, 6 С 02 F 3/06, 95116354/25 от 03.02.1993 г., PCT/US 93/01026 (03.02.1993).

Недостатком такого способа и устройства является осуществление аэрации с помощью насоса Вентури или аэратором, который засасывает воздух в небольших объемах.

Изобретение позволяет повысить степень очистки жидкости от тиоцианатов и цианидов за счет более полного взаимодействия хлорсодержащих окислителей и кислорода воздуха, достигаемого более активным перемешиванием посредством более простого по конструкции устройства.

Известно, что в сточных водах гальванических цехов машиностроительных производств цианиды и тиоцианаты встречаются в виде простых и комплексных солей металлов меди, цинка, серебра, железа и др. При очистке сточных вод, содержащих простые цианиды, расход гипохлорита (по активному хлору) составляет 2,73 части активного хлора на 1 часть цианид-иона. Для окисления комплексных солей цианидов меди [Сu(СN)₃] ^2- и [Cu(CN)₄]^3- эта величина составляет 3,18 и 2,96, что составляет 120% от стехиометрически необходимого. Для полного окисления комплексных цианидов металлов эта величина увеличивается в 1,5-1,9 раза. При одновременной подаче хлорсодержащих окислителей и кислорода воздуха расход гипохлорида уменьшается практически до 1:1. Кроме того, кислород воздуха окисляет органические соединения, содержащиеся в сточных водах, тем самым уменьшает вероятность образования токсичных хлорциана и хлорпроизводных органических соединений.

Способ очистки включает аэрацию и перемешивание аспиратором, осуществляют хлорсодержащими окислителями и кислородом воздуха, подаваемого через аспиратор с радиальными лопастями на полом сердечнике, между которыми расположены сквозные отверстия. Для увеличения перепада давления на нижнем конце аспиратора установлены пластины над и под лопастями, а в месте забора воздуха находится роторная головка, увеличивающая самопроизвольную подачу воздуха при перемешивании с помощью отверстий в верхней части полого сердечника.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства в разрезе; на фиг.2 - разрез А-А.

Устройство снабжено еще отражателями для улучшения взаимодействия воздуха и хлорсодержащих окислителей с тиоцианатами и цианидами.

Устройство для очистки сточных вод от тиоцианатов и цианидов содержит камеру 1, в которой расположен аспиратор, включающий полый сердечник 2, на нижнем конце которого расположен полый наконечник 3 с тремя радиально расположенными лопастями 4, между лопастями 4 на полом наконечнике 3 выполнены отверстия 5. Над и под радиальными лопастями 4 расположены дискообразные пластины 6 для увеличения подачи воздуха при вращении аспиратора. На верхней части полого сердечника 2 над уровнем жидкости сделано отверстие 7, вокруг которого смонтирована роторная головка 8. Для улучшения перемешивания реагентов и воздуха на стенках камеры 1 расположены отражатели 9.

Устройство для очистки сточных вод работает следующим образом. При вращающемся аспираторе доводят рН сточной воды до 9-10, затем подают хлорсодержащие окислители - гипохлорит натрия или хлорную известь в виде 5-10%-ного раствора через трубку 10, опущенную в камеру 1. При вращении аспиратора сточная вода в камере 1, содержащая тиоцианаты и цианиды, перемешивается с добавляемыми хлорсодержащими окислителями. Роторная головка 8 захватывает воздух и подает его в отверстие 7 на полом сердечнике 2. За счет перепада давления между наконечником 3 и отверстием 7 воздух поступает в жидкость (сточную воду) через отверстие 5. Кислород, содержащийся в воздухе, участвует в процессе окисления тиоцианатов и цианидов совместно с хлорсодержащими окислителями. Пластины 6, расположенные над и под радиально расположенными лопастями 4, создают разряжение и увеличивают перепад давления, что облегчает доступ воздуха в сточную воду. Для лучшего перемешивания хлорсодержащих реагентов со сточной водой и увеличения пути движения пузырьков кислорода на боковых поверхностях камеры, а также для уменьшения образования воронки камера снабжена отражателями 9.

Формула изобретения

1. Способ для очистки сточных вод от тиоцианатов и цианидов, включающий аэрацию и перемешивание аспиратором, отличающийся тем, что очистку одновременно осуществляют хлорсодержащими окислителями и кислородом воздуха.

2. Устройство для очистки сточных вод от тиоцианатов и цианидов, содержащее камеру, снабженную аспиратором в виде полого сердечника с наконечником и лопастями, отличающееся тем, что на наконечнике между лопастями выполнены отверстия, а над и под радиальными лопастями жестко закреплены пластины в виде диска, а в верхней части полого сердечника, расположенного над уровнем жидкости, выполнено отверстие с роторной головкой, выполненной в виде улитки, с возможностью захвата воздуха.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2