Способ обработки осадков сточных вод



 


Владельцы патента RU 2486140:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к способам обработки осадков сточных вод, в том числе содержащих высококонцентрированные, эмульгированные нефтепродукты, и может быть использовано в промышленных предприятиях перед концентрированием осадков фильтрованием. Способ включает электрообработку асимметричным переменным током с последующим фильтрованием для концентрирования. Перед электрообработкой осадки подвергают виброакустическому воздействию в режимах обработки двух частотных поддиапазонов с нижней частотой, равной 0,3-0,8 кГц, и с верхней частотой, равной 9-18 кГц. Электрообработку осуществляют асимметричным переменным током с длительностью положительных импульсов 30-100 с и их амплитудой 0,4-0,6 А и с длительностью и амплитудой отрицательных импульсов соответственно 6-10 с и 0,75-1,0 А. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс фильтрования для концентрирования осадков сточных вод. 2 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к способам обработки осадков сточных вод, в том числе содержащих высококонцентрированные, эмульгированные нефтепродукты и может быть использовано, например, в машиностроительной и родственных областях промышленности, перед концентрированием осадков фильтрованием.

Известен способ электрообработки осадка сточных вод, заключающийся в обработке осадка в электролизере с нерастворимыми окисно-рутениевыми анодами при анодной плотности тока 0,05-0,06 А/см2 (авт. свид. СССР №783244, дата приоритета 23.06.1978, дата публикации 30.11.1980, авторы - Бабкин В.А. и др.).

Недостатком указанного способа является то, что при использовании нерастворимых электродов наблюдается выделение на них мелкодиспергированных пузырьков газа (Н2 - на катоде, О2 - на аноде), то есть только электрофлотация. При электрообработке осадков, содержащих эмульгированные и растворенные нефтепродукты, целесообразно применение двух взаимодействующих процессов: флотации и коагуляции, что возможно при использовании растворимых алюминиевых электродов. При электрокоагуляции происходит процесс агрегации тонкодисперсных и коллоидных частиц.

Известен способ электрообработки осадков сточных вод, включающий обработку в электролизере с растворимыми алюминиевыми анодами [М.Г.Грановский, И.С.Лавров, О.В.Смирнов Электрообработка жидкостей. Из-во «Химия», Ленинградское отделение, 1976 г., с.118]. Однако данный способ при обработке нефтесодержащего осадка характеризуется большим расходом электроэнергии за счет поляризации электродов, вызванной адсорбцией частиц нефтепродуктов на аноде.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ очистки сточных вод от нефтепродуктов путем электрокоагуляции с использованием асимметричного переменного тока с длительностью положительных импульсов 60÷300 с и их амплитудой 0,5-2,0 А и длительностью и амплитудой отрицательных импульсов соответственно 1-100 с и 2,0-4,5 А. Применение асимметричного тока способствует снижению поляризации электродов и увеличению выхода ионов Al3+, вызывающих коагуляцию частиц (авт. свид. СССР №981240, дата приоритета 18.01.1980, дата публикации 15.12.1982, авторы - Халтурина Т.И. и др., прототип).

Недостатком принятого в качестве прототипа способа в отношении осадков нефтесодержащих сточных вод является невысокая интенсивность фильтрования при их концентрировании.

Задачей изобретения является интенсификация фильтрования для концентрирования при обработке осадков нефтесодержащих сточных вод.

Для решения поставленной задачи в способе обработки осадков сточных вод, включающем электрообработку асимметричным переменным током с последующим фильтрованием для концентрирования, согласно изобретению, перед электрообработкой осадки подвергают виброакустическому воздействию в режимах обработки двух частотных поддиапазонов с нижней частотой, равной 0,3-0,8 кГц, и с верхней частотой, равной 9-18 кГц, а последующую электрообработку осуществляют асимметричным переменным током с длительностью положительных импульсов 30-100 с и их амплитудой 0,4-0,6 А и с длительностью и амплитудой отрицательных импульсов соответственно 6-10 с и 0,75-1,0 А.

Использование данного способа приводит к интенсификации фильтрования осадка, так как уменьшается удельное сопротивление фильтрации в 8-10 раз, снижается нефтесодержание осадка на 39-45%, что позволяет увеличить производительность обезвоживающих аппаратов.

Результаты исследований по обработке нефтесодержащего осадка асимметричным током (по прототипу) представлены в табл.1.

Электрообработку осадка осуществляли следующим образом. Осадок обрабатывали в камере с электродами, выполненными из алюминия, расстояние между которыми 8 мм, рабочая поверхность электродов S=296 см2, с помощью тока, представляющего собой последовательность импульсов положительной и отрицательной полярности, характеризуемых длительностью τпол. и τотр. (с) и амплитудой Iпол. и Iотр. (А).

Таблица 1
Режимы обработки осадка асимметричным током Нефтесодержание, % Удельное сопротивление фильтрации r·10-10, см/г
Исходный осадок 75,94 548
1 режим:
Длительность τ п о л . τ о т р . = 30 с 6 с
Амплитуда I п о л . = 0,5 А ; I о т р . = 0,8 А
Напряжение U п о л . = 2,5 В ; U о т р . = 4 В
42,79 250
Продолжение таблицы 1
2 режим: 45,23 270
Длительность τ п о л . τ о т р . = 30  с 6 с
Амплитуда I п о л . = 0,4  А ; I о т р . = 0,75  А
Напряжение U п о л . = 2,3  В ; U о т р . = 3,9  В
3 режим: 48,64 278
Длительность τ п о л . τ о т р . = 1 00 с 10 с
Амплитуда I п о л . = 0,6  А ; I о т р . = 1,0  А
Напряжение U п о л . = 2,5  В ; U о т р . = 4  В
4 режим: 52,64 288
Длительность τ п о л . τ о т р . = 1 00 с 10 с
Амплитуда I п о л . = 0,6  А ; I о т р . = 1,0  А
Напряжение U п о л . = 2,3  В ; U о т р . = 4,8  В
5 режим: 58 380
Длительность τ п о л . τ о т р . = 2 00 с 10 с
Амплитуда I п о л . = 1,5  А ; I о т р . = 3,0  А
Напряжение U п о л . = 3,5  В ; U о т р . = 7,3  В
6 режим: 62 430
Длительность τ п о л . τ о т р . = 3 00 с 10 с
Амплитуда I п о л . = 2,0  А ; I о т р . = 4,0  А
Напряжение U п о л . = 4,5  В ; U о т р . = 9,2  В

Как видно из таблицы 1, электрообработка нефтесодержащего осадка асимметричным переменным током в оптимальных режимах при длительности положительных импульсов τпол.=30-100 с и амплитуде положительных импульсов Iпол.=0,4-0,6 А и соответственно длительности отрицательных импульсов τотр.=6-10 с и амплитуде Iотр.=0,75-1,0 А при времени контакта tк=3 мин позволяет снижать удельное сопротивление фильтрации осадка в 1,9÷2,2 раза.

Данные по изменению свойств нефтесодержащего осадка после виброакустического воздействия при различных режимах и последующей обработки асимметричным переменным током приведены в табл.2.

Таблица 2
Свойства осадка Исходный осадок Виброакустическое воздействие и элекрообработка
1 режим 2 режим 3 режим 4 режим
Удельное сопротивление фильтрации, 548 51 56 58,4 69,7
r×10-10, см/г
Нефтесодержание, % 75,94 33,2 30,4 34,41 36,18

Как показали результаты исследований, применение виброакустического воздействия и последующей электрообработки асимметричным током более эффективно влияет на водоотдающую способность нефтесодержащего осадка. Установлено, что предварительная виброакустическая обработка в течение 3-х минут и последующая электрокоагуляция приводит к снижению нефтесодержания осадка на 39-45%, удельного сопротивления фильтрации осадка в 8-10 раз, что позволяет интенсифицировать фильтрование для концентрирования при обработке осадков нефтесодержащих сточных вод.

Пример 1. Осадки нефтесодержащих сточных вод, с удельным сопротивлением фильтрации 548·1010 см/г подвергали виброакустическому воздействию при следующих параметрах: напряжение - 220 В, частота питающей сети - 50 Гц, количество частотных поддиапазонов - 2:

1 режим - нижняя частота 60 Гц-0,8 кГц, верхняя частота 3 Гц-18 кГц;

2 режим - нижняя частота 30 Гц-0,3 кГц, верхняя частота 3 Гц-18 кГц;

3 режим - нижняя частота 60 Гц-0,8 кГц, верхняя частота 1 Гц-9 кГц;

4 режим - нижняя частота 30 Гц-0,3 кГц, верхняя частота 1 Гц-9 кГц.

Дальнейшую электрообработку проводили в режимах электрообработки асимметричным переменным током при следующих параметрах:

1 режим:

Длительность τ п о л . τ о т р . = 30  с 6 с ; амплитуда I п о л . = 0,5  А ; I о т р . = 0,8  А ; напряжение

U п о л . = 2,5  В ; U о т р . = 4  В

2 режим:

Длительность τ п о л . τ о т р . = 30  с 6 с ; амплитуда I п о л . = 0,4  А ; I о т р . = 0,75  А ; напряжение

U п о л . = 2,3  В ; U о т р . = 3,9  В

3 режим:

Длительность τ п о л . τ о т р . = 1 00 с 10 с ; амплитуда I п о л . = 0,6  А ; I о т р . = 1,0  А ; напряжение

U п о л . = 2,5  В ; U о т р . = 4  В

4 режим:

Длительность τ п о л . τ о т р . = 1 00 с 10 с ; амплитуда I п о л . = 0,6  А ; I о т р . = 1,0  А ; напряжение U п о л . = 2,3  В ; U о т р . = 4,8  В

Существо способа состоит в том, что предварительное воздействие виброакустических колебаний звукового диапазона вызывает деформацию взвеси и нефтяных частиц, что приводит к изменению структуры осадка из-за возрастающего количества активных центров контакта, способствующих учащению контактов активированных частиц, вызывающих слипание и укрупнение конгломератов, и облегчению последующего энергетического воздействия на систему «вода - нефтесодержащий осадок» при обработке осадка асимметричным переменным током из-за снижения сил взаимодействия между крупными ассоциатами молекул гидроксида алюминия и молекулами воды. Применение виброакустического воздействия и последующей электрообработки асимметричным током эффективно влияет на водоотдающую способность нефтесодержащего осадка для интенсификации фильтрования осадка при его концентрировании.

Способ обработки осадков сточных вод, включающий электрообработку асимметричным переменным током с последующим фильтрованием для концентрирования, отличающийся тем, что перед электрообработкой осадки подвергают виброакустическому воздействию в режимах обработки двух частотных поддиапазонов с нижней частотой, равной 0,3-0,8 кГц, и с верхней частотой, равной 9-18 кГц, а последующую электрообработку осуществляют асимметричным переменным током с длительностью положительных импульсов 30-100 с и их амплитудой 0,4-0,6 А и с длительностью и амплитудой отрицательных импульсов соответственно 6-10 с и 0,75-1,0 А.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и устройству для обеззараживания воды с целью уменьшения количества водных организмов, присутствующих в некотором объеме воды, и может быть использовано для обеззараживания перевозимой судами воды, содержащейся в балластной цистерне судна.

Изобретение относится к способу и устройству для обеззараживания воды с целью уменьшения количества водных организмов, присутствующих в некотором объеме воды, и может быть использовано для обеззараживания перевозимой судами воды, содержащейся в балластной цистерне судна.

Изобретение относится к способу и устройству для обеззараживания воды с целью уменьшения количества водных организмов, присутствующих в некотором объеме воды, и может быть использовано для обеззараживания перевозимой судами воды, содержащейся в балластной цистерне судна.

Изобретение относится к способу обезвреживания отходов, содержащих углеводороды, включающему сжатие отходов и окислителя до давления Р>РкрН2О с последующей подачей в реактор.

Изобретение относится к способу обезвреживания отходов, содержащих углеводороды, включающему сжатие отходов и окислителя до давления Р>РкрН2О с последующей подачей в реактор.

Изобретение относится к способу извлечения 3,4-бенз(а)пирена, обладающего высокой токсичностью и канцерогенными свойствами из почв, донных отложений и осадков сточных вод.

Изобретение относится к способу извлечения 3,4-бенз(а)пирена, обладающего высокой токсичностью и канцерогенными свойствами из почв, донных отложений и осадков сточных вод.
Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано для очистки стоков от соединений ртути в химической, металлургической, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано для очистки стоков от соединений ртути в химической, металлургической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройству и способу сушки водосодержащего материала, такого как навоз. .

Изобретение относится к способу для кондиционирования жидких осадков, образующихся при обработке сточных вод. .

Изобретение относится к оборудованию для обезвоживания сыпучих материалов и может быть использовано в угольной, горнорудной и других отраслях промышленности, где вода используется для гидротранспорта материалов, куски которых разновеликие.

Изобретение относится к аэробной биологической очистке сточных вод и может быть использовано в очистных сооружениях населенных пунктов, сельскохозяйственных и промышленных предприятий.

Изобретение относится к устройству для осушения и уплотнения твердой фазы сточных вод, подлежащих удалению. .

Изобретение относится к установкам, содержащим гравитационные и мембранные средства с применением реагентов для обезвоживания отстоя сточных вод, шламов и флотошламов.

Изобретение относится к малым автоматизированным установкам для комплексной обработки осадков сточных вод с возможностью их утилизации в качестве удобрения. .

Изобретение относится к компактной установке для дезинфекции сточных вод больничных учреждений. .

Изобретение относится к устройствам для обезвоживания сыпучих материалов и может быть использовано в угольной, горнорудной и другой промышленности, где применяется вода для транспортировки и обогащения сыпучего материала.

Изобретение относится к отделению твердых частиц от жидкости, конкретно, к устройствам, в которых используются турбулентные эффекты, возникающие при протекании жидкости с взвешенными частицами через трубу, и может быть использовано в области гидромеханизации при подводной разработке грунта.
Наверх