Способ очистки промышленных сточных вод


 


Владельцы патента RU 2530041:

Шарапов Николай Владимирович (RU)
Баяндин Максим Валерьевич (RU)
Кленовская Марина Александровна (RU)
Баяндина Евгения Николаевна (RU)
Баяндин Дмитрий Валерьевич (RU)
Чепыгова Екатерина Витальевна (RU)
Галушкин Владимир Сергеевич (RU)
Донцов Антон Александрович (RU)
Кленовский Дмитрий Валерьевич (RU)
Галушкина Юлия Владимировна (RU)

Изобретение может быть использовано при очистке промышленных стоков предприятий металлургической, пищевой, фармацевтической, кожевенной, текстильной, лакокрасочной отраслей промышленности, содержащих ионы цветных и тяжелых металлов, взвешенные вещества, масла и жиры. Способ включает усреднение сточных вод, коррекцию рН до величины не менее 10,5, смешивание их с раствором сернокислого алюминия и раствором флокулянта с концентрацией 0,1-0,2 мас.%. Проводят напорную флотацию при подаче в сточные воды 40-60 м3/ч очищенного оборотного стока под давлением 0,11-0,25 МПа с одновременной подачей в него сжатого воздуха и удаляют флотошлам. Перед подачей в сточные воды очищенный оборотный сток обрабатывают ультразвуковым полем с частотой 25-35 кГц. Коррекцию рН ведут добавлением в сточную воду суспензии гашеной извести или растворов гидроксида натрия или карбоната натрия. Расход флокулянта составляет 30-40 мг/л. В качестве флокулянта используют высокомолекулярные катионные флокулянты. Обработку ультразвуковым полем ведут с использованием водно-газового эжектора с газоструйным генератором ультразвука при подаче сжатого воздуха в эжектор под давлением 0,25-0,45 МПа. Способ обеспечивает упрощение процесса очистки, уменьшение времени очистки от ионов цветных и тяжелых металлов, взвешенных веществ, масел и жиров до 16-20 мин при сохранении заданной эффективности очистки. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к области очистки промышленных сточных вод флотацией и может быть использовано при очистке промышленных стоков предприятий металлургической, пищевой, фармацевтической, кожевенной, текстильной, лакокрасочной отраслей промышленности, содержащих ионы цветных и тяжелых металлов, большое количество взвешенных веществ, масел и жиров.

Известен способ флотационной очистки сточных вод, включающий введение в сточную воду суспензии флокулянта - активного ила, сульфата алюминия и водного раствора углекислого газа с рН 2-11, последующее насыщение сточной воды растворенным под давлением 0,5 МПа воздухом и разделение на очищенный сток и удаляемый пенный слой - флотошлам (SU 1835802, C02F 1/24, опубл. 19.06.1995).

Однако известный способ не пригоден для очистки сточных вод, которые содержат соединения цветных и тяжелых металлов, например, соединения хрома (III), а также грубодисперсные и тонкодисперсные взвешенные вещества и жиры.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ очистки сточных вод кожевенного производства, содержащих соединения хрома (III). Способ очистки предназначен для обработки сбросов стоков, из которых уже выделены хромсодержащие стоки, и включает двухступенчатое усреднение сточных вод с фильтрацией для удаления грубодисперсных примесей, смешивание сточных вод с концентрацией тонкодисперсных примесей 3500-3600 мг/л с раствором сульфата алюминия в количестве 12-20 мг/л с коррекцией рН смеси до 6,4-7,5 введением серной кислоты и известкового молока (взвесь гашеной извести в известковой воде). Полученную смесь сточных вод, тонкодисперсных примесей и сульфата алюминия подают в напорный флотатор, где идет насыщение смеси воздухом, подаваемым под давлением 0,35-0,50 МПа. Образующийся осадок, содержащий механические примеси, удаляют, а очищенные стоки возвращают в реактор-смеситель, где идет процесс смешивания стоков с сульфатом алюминия. Возврат стоков необходим для поддержания в реакторе требуемой концентрации тонкодисперсных примесей в диапазоне 3500-3600 мг/л, что является характерным признаком известного способа.

Установка для осуществления известного способа включает соединенные магистралями накопитель, усреднитель первой ступени, решетчатый фильтр, накопитель-усреднитель второй ступени, сетчатый фильтр, реактор смешивания с сульфатом алюминия, флотатор с устройством насыщения сточных вод воздухом, сборную емкость очищенных стоков, магистраль возврата очищенных стоков в реактор для смешивания (RU 2145575, C02F 1/52, опубл. 20.02.2000.).

Недостатком известного способа является неэффективность его использования при очистке стоков, содержащих соединения хрома (III) и других металлов, а также достаточно большое время очистки и сложность обеспечения требуемых параметров способа, в частности, сложность контроля и поддержания концентрации тонкодисперсных примесей в диапазоне 3500-3600 мг/л в стоке, возвращаемом в реактор смешивания.

Задачей и техническим результатом изобретения является упрощение процесса очистки, уменьшение времени очистки, расширение технологических возможностей способа за счет обеспечения очистки всех сточных вод, в том числе стоков, содержащих ионы трехвалентного хрома и других металлов.

Технический результат достигается тем, что способ очистки промышленных сточных вод включает усреднение сточных вод, смешивание их с раствором сернокислого алюминия и коррекцию рН, напорную флотацию при насыщении сточных вод воздухом и удаление флотошлама, при этом коррекцию рН проводят при усреднении перед смешиванием с раствором сульфата алюминия до величины не менее 10,5, перед напорной флотацией в смесь добавляют свежеприготовленный водный раствор флокулянта с концентрацией 0,1-0,2 мас.%, а насыщение сточных вод воздухом при флотации ведут принудительной подачей в их объем очищенного оборотного стока под давлением 0,11-0,25 МПа после его обработки ультразвуковым полем с частотой 25-35 кГц с одновременной подачей в него сжатого воздуха.

Технический результат также достигают тем, что коррекцию рН ведут добавлением в сточную воду вещества, выбранного из группы: суспензия гашеной извести, раствор гидроксида натрия, раствор карбоната натрия; расход флокулянта составляет 30-40 мг/л; в качестве флокулянта используют высокомолекулярные катионные флокулянты на основе вещества, выбранного из группы: полиакриламид, сополимер акриламида с диметиламиноэтилметакрилатом, метилсульфатные и бензолсульфонатные соли диметиламиноэтилметакрилата, полиэтиленимин; обработку очищенного оборотного стока ультразвуковым полем ведут с использованием водно-газового эжектора с газоструйным генератором ультразвука при подаче сжатого воздуха в эжектор под давлением 0,25-0,45 МПа, а расход обработанного очищенного оборотного стока при подаче его в объем сточных вод составляет 40-60 м3/ч.

Изобретение может быть проиллюстрировано примерами осуществления способа очистки сточных вод после металлообработки и сточных вод кожевенного производства с использованием установки, содержащей известные элементы: соединенные магистралями устройство очистки от грубодисперсных примесей, усреднитель, напорный флотатор, устройство насыщения сточных вод воздухом - водно-газовый эжектор с газоструйным генератором ультразвука, емкость сбора очищенных стоков, устройство ввода флокулянта, скребковое устройство и шламоприемник, рециркуляционный насос, вентили.

Способ с использованием установки, содержащей указанные элементы, осуществляют следующим образом.

После стандартной механической фильтрации для очистки от грубодисперсных примесей на решетках и/или сетках сток, который может содержать до 100 мг/л ионов хрома (III) и других металлов, до 1500 мг/л жиров и до 10 000 мг/л взвешенных веществ с размерами частиц менее 2 мм, подают в усреднитель - емкость достаточного объема, где сток усредняют при постоянном перемешивании. При усреднении для коррекции рН до величины не менее 10,5 в сток добавляют суспензию гашеной извести с концентрацией 4,0-4,5 мас.% и раствор сульфата алюминия с концентрацией 8-12 мас.%. Расход сульфата алюминия при этом составляет 20-30 мг/л.

Аналогичный результат можно достигнуть при использовании смеси раствора сульфата алюминия и растворов гидроксида или карбоната натрия. При этой обработке происходит коагуляции трехвалентного хрома и других металлов в виде нерастворимых в воде гидроксидов. Затем сток подают обычным сырьевым насосом в напорную магистраль флотатора. Перед входом смеси во флотатор в нее с помощью стандартного устройства ввода добавляют раствор флокулянта в концентрации 0,1-0,2 мас.% при расходе 30-40 мг/л. Указанное устройство может состоять из дозирующих насосов типа НД 2,5 Э, подающих раствор флокулянта в напорную магистраль флотатора через компенсатор давления. В качестве флокулянта используют известные высокомолекулярные катионные флокулянты на основе вещества, выбранного из группы: полиакриламид, сополимер акриламида с диметиламиноэтилметакрилатом, метилсульфатные и бензолсульфонатные соли диметиламиноэтилметакрилата (поли-N,N,N,N-метакрилоилоксиэтилтриметиламмоний метилсульфат, поли-N,N,N,N-метакрилоилоксиэтилтриметиламмоний бензолсульфонат и др.) полиэтиленимин. Для осуществления способа наиболее эффективными являются продукты марок ZETAG и SUPERFLOC на основе полиакриламида в виде полиэлектролитов с содержанием активного вещества не менее 50%.

Сточные воды по напорной магистрали подают во флотатор, где его насыщают воздухом. Насыщение сточных вод во флотаторе ведут принудительной подачей в их объем части очищенного оборотного стока под давлением 0,11-0,25 МПа после его обработки ультразвуковым полем с частотой 25-35 кГц с одновременной подачей в него сжатого воздуха. Оптимальный расход обработанного очищенного стока, возвращаемого в виде двухфазной водно-воздушной смеси в нижнюю часть флотатора, зависит от объема флотатора и составляет 40-60 м3/ч.

Сгущенный флотошлам удаляют из верхней части флотатора, затем его дегазируют и транспортируют на участок механического обезвоживания, а очищенный сток из нижней части внешней камеры флотатора подается в емкость сбора.

Часть очищенного стока (оборотную воду) из емкости сбора или из флотатора после удаления флотошлама через вентиль принудительно подают под давлением 0,25-0,45 МПа насосом по магистрали в устройство обработки ультразвуковым полем, которое выполнено в виде известного водно-газового эжектора, снабженного газоструйным генератором ультразвука (например, газодинамический ультразвуковой водно-газовый эжектор (ГУВД) производства ООО «Энергомашавтоматика» - http://npoema.ru/prod/17).

Струя очищенного оборотного стока истекает из сопла эжектора в рабочую камеру, создает в ней разряжение и входит в патрубок, снабженный диффузором. Одновременно в рабочую камеру эжектора через сопла газоструйного генератора ультразвука подают (вводят) сжатый воздух под давлением 0,25-0,45 МПа, что приводит к формированию в рабочей камере ультразвукового поля частотой 25-35 кГц. При этом удельная мощность ультразвукового поля может достигать более 100 Вт/см2, а давление в зоне диффузора эжектора - 0,11-0,25 МПа. Наложение ультразвукового поля обеспечивает формирование в зоне диффузора двухфазной водно-воздушной смеси с пузырьками воздуха с размерами 15-25 мкм.

Полученная двухфазная водно-воздушная смесь, прошедшая через эжектор, принудительно под давлением 0,11-0,25 МПа поступает по магистрали в нижнюю часть флотатора (расход 40-60 м3/ч), где смешивается со стоком из реактора смешивания с образованием хлопьев осадка, которые после всплытия удаляют из флотатора. Продолжительность напорной флотации составляет 16-20 мин. Очищенный сток перекачивают в зону промежуточного отстаивания, после чего направляют на биологическую очистку.

Параметры предложенного способа и эффективность очистки сточных вод по примерам в сравнении со способом по прототипу представлены в таблице.

В примерах 1 и 4 очистке подвергнуты сточные воды после металлообработки, содержащие, мг/л:

ионы хрома (III), меди и алюминия - до 100,

индустриальные масла - до 1500,

взвешенные вещества с размерами частиц менее 2 мм (механические взвеси, алюминиевая пудра) - до 10 000.

В примерах 2, 3, 5 очистке подвергнуты сточные воды кожевенного производства, содержащие, мг/л:

ионы хрома (III) - до 100,

жиры - до 1500,

взвешенные вещества с размерами частиц менее 2 мм - до 10 000.

Приведенные примеры никак не ограничивают возможность осуществления данного способа в заявляемых пределах для очистки сточных вод любого другого производства от ионов цветных и тяжелых металлов, взвешенных веществ и жиров.

В результате реализации способа по изобретению время очистки промышленных сточных вод от ионов цветных и тяжелых металлов, взвешенных веществ, масел и жиров сокращается до 16-20 минут, обеспечивая заданную эффективность процессов очистки. Осуществление способа упрощается, поскольку не требует проведения постоянного контроля состава оборотных стоков, что позволяет значительно упростить процесс очистки и использовать простую схему устройства для его реализации.

Таблица
Параметры способа Значение параметров по примерам Способ по прототипу
1 2 3 4 5
рН сточных вод после усреднения 10,5 10,7 10,9 10,6 10,8 менее 10
Вещество для коррекции рН Раствор гидроксида натрия Суспензия гашеной извести Раствор карбоната натрия Суспензия гашеной извести Раствор карбоната натрия Серная кислота и известковое молоко
Вещество - активная основа флокулянта Полиэтиленимин Полиакриламид САД* Метилсульфатная соль ДМАЭМ** Бензолсульфонатная соль ДМАЭМ*** -
Концентрация флокулянта, % 0,10 0,15 0,20 0,14 0,16 -
Расход флокулянта, мг/л 30 35 40 32 38 -
Частота ультразвукового поля, кГц 25 30 35 27 33 -
Давление при подаче сжатого воздуха в эжектор, МПа 0,25 0,35 0,45 0,30 0,40 -
Расход обработанного очищенного оборотного стока, подаваемого в сточные воды, м3 40 50 60 45 55 -
Давление при подаче в сточные воды обработанного очищенного оборотного стока, МПа 0,11 0,18 0,25 0,15 0,20 0,35-0,50****
Продолжительность флотации, мин 20 18 16 17 19 30
Эффективность очистки, %, от:
- ионов Cr3+, Cu2+, Al3+ 98,7 99,1 98,9 98,7 98,9 -
- взвешенных веществ с размерами частиц менее 2 мм 98,9 99,2 99,0 99,0 98,9 98,7-99,0
- масел и жиров 99,0 99,3 99,2 99,1 99,2 98,7-99,0
Примечание:
* - сополимер акриламида с диметиламиноэтилметакрилатом
** - метилсульфатная соль диметиламиноэтилметакрилата (поли-N,N,N,N-метакрилоилоксиэтилтриметиламмоний метилсульфат)
*** - бензолсульфонатная соль диметиламиноэтилметакрилата (поли-N,N,N,N-метакрилоилоксиэтилтриметиламмоний бензолсульфонат)
**** - давление насыщения смеси сточных вод и сернокислого алюминия воздухом

1. Способ очистки промышленных сточных вод, включающий усреднение сточных вод, смешивание их с раствором сернокислого алюминия и коррекцию рН, напорную флотацию при насыщении сточных вод воздухом и удаление флотошлама, отличающийся тем, что коррекцию рН проводят при усреднении перед смешиванием с раствором сульфата алюминия до величины не менее 10,5, перед напорной флотацией в смесь добавляют свежеприготовленный водный раствор флокулянта с концентрацией 0,1-0,2 мас.%, а насыщение сточных вод воздухом при флотации ведут принудительной подачей в их объем под давлением 0,11-0,25 МПа очищенного оборотного стока после его обработки ультразвуковым полем с частотой 25-35 кГц с одновременной подачей в него сжатого воздуха.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что коррекцию рН ведут добавлением в сточную воду вещества, выбранного из группы: суспензия гашеной извести, раствор гидроксида натрия, раствор карбоната натрия.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход флокулянта составляет 30-40 мг/л.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве флокулянта используют высокомолекулярные катионные флокулянты на основе вещества, выбранного из группы: полиакриламид, сополимер акриламида с диметиламиноэтилметакрилатом, метилсульфатные и бензолсульфонатные соли диметиламиноэтилметакрилата, полиэтиленимин.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку очищенного оборотного стока ультразвуковым полем ведут с использованием водно-газового эжектора с газоструйным генератором ультразвука при подаче сжатого воздуха в эжектор под давлением 0,25-0,45 МПа.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход обработанного очищенного оборотного стока при подаче его в объем сточных вод составляет 40-60 м3/ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано для очистки поверхностных сточных вод и нефтезагрязненных производственных стоков. Для осуществления способа очищаемую воду предварительно обрабатывают флокулянтом с гидрофобизирующими свойствами.

Изобретение относится к промышленной очистке и обеззараживанию воды и может быть использовано в области хозяйственно-бытового водоснабжения для удаления примесей из природных, преимущественно подземных, вод.

Изобретение относится к установкам для очистки воды. Блочно-модульная установка для очистки и подачи воды содержит блок предварительной фильтрации 1, блок основной очистки 2, блок обеззараживания и блок управления.

Изобретение может быть использовано в технологии осуществления реакции Фишера-Тропша в промышленности. Способ очистки водного потока, выходящего после реакции Фишера-Тропша, включает обработку неорганическим основанием, имеющим рКа выше или равным 6,5, и подачу его в испаритель, получают два выходящих потока - поток пара из головной части испарителя и водный поток из нижней части испарителя.
Изобретение может быть использовано в технологии изготовления искусственного грунта, применяемого в дорожно-транспортном строительстве, в качестве удобрений для придорожного озеленения, лесоразведении, рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и полигонов промышленных отходов, для биологической рекультивации нарушенных земель.

Изобретение относится к очистке жидких стоков, содержащих органические загрязнения в промышленных, сельскохозяйственных и бытовых предприятиях. .

Изобретение относится к технике получения питьевой воды из природных сильно загрязненных источников и может быть использовано для очистки и обеззараживания балластных вод, очистки воды бассейнов и других аналогичных целей.

Изобретение относится к области получения обессоленной воды и воды высокой чистоты для теплоносителей ядерных энергетических установок научных центров. .
Изобретение относится к охране окружающей среды. .
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при доводке магнетитовых концентратов с высоким содержанием серы (более 0,08%). Способ очистки магнетитовых концентратов от серы включает обработку окислителем, в качестве которого используют электролитический раствор гипохлорита, полученный из исходных хлоридсодержащих водных систем, в качестве которых используют природные, технические и модельные хлоридсодержащие воды с концентрацией хлорид-ионов от 6 до 30 г/л, путем их электрохимической обработки в бездиафрагменном моно- или биполярном электролизере с нерастворимыми анодами при анодной плотности тока от 250 А/м2 до 1000 А/м2 в течение 5-15 минут.

Изобретение относится к области природоохранных технологий и химии кремнийорганических соединений и может быть использовано для очистки загрязненных грунтовых вод, донных отложений и почв путем установки реакционных барьеров.
Изобретение относится к способу консервации водного препарата соединений кальция, который включает следующие стадии: (a) получение водного препарата по меньшей мере одного соединения кальция; (b) добавление к водному препарату стадии a) одного или более источников ионов лития в таком количестве, чтобы общее количество ионов лития в водном препарате составляло от 750 до менее 3000 промилле, вычисленное по отношению к воде в препарате; (c) добавление к водному препарату стадии a) одного или более источников ионов натрия и/или калия в таком количестве, чтобы общее количество ионов натрия и/или калия в водном препарате составляло от 3000 до менее 7500 промилле, вычисленное по отношению к воде в препарате, где стадии (b) и (c) могут быть выполнены одновременно или по отдельности в любом порядке.

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен биосорбент для ликвидации нефти с поверхности водоемов.

Изобретение может быть использовано для очистки маломутных вод, при подготовке воды хозяйственно-питьевого назначения из природных поверхностных источников, при очистке промышленных сточных вод с высоким содержанием дисперсной фазы от взвесей, нефтепродуктов, жировых, белковых и других загрязнений минерального и органического происхождения.

Изобретение относится к химии полимеров, к твердофазной модификации исходного продукта, а именно к способу модификации флокулянта на основе полиакриламида, необходимого для ускорения осаждения твердой фазы и повышения степени очистки суспензий.

Изобретение относится к области сорбционной очистки растворов. Способ очистки водных растворов от эндотоксинов осуществляют путем пропускания раствора через цеолит, модифицированный хитозаном, который дополнительно обработан последовательно растворами сульфата меди и железистосинеродистого калия.

Изобретение может быть использовано в горнодобывающей промышленности и относится к обесшламливанию оборотных сапонитсодержащих вод. Обесшламливание осуществляют посредством воздействия электрическим током на пропускаемую между барабанами-катодами 1 и барабаном-анодом 2 оборотную воду с последующим разделением на сгущенный продукт и осветленную жидкость.
Изобретение относится к очистке воды и может быть использовано для селективного извлечения фтора и/или фосфатов из сточных или природных вод. Способ включает обработку воды при перемешивании кальцийсодержащим композиционным сорбентом с получением твердых продуктов обработки и очищенной воды.

Изобретение относится к устройству для очистки и поддержания безопасности питьевой воды. Устройство для очистки воды содержит по меньшей мере две фильтрующие среды, имеющие такие размеры относительно друг друга, чтобы обеспечить вначале насыщение фильтрующей среды, фильтрующей первое загрязняющее вещество в воде, и с задержкой по времени насыщение фильтрующей среды, фильтрующей второе загрязняющее вещество.
Изобретение относится к очистке сточных вод кожевенного производства. Способ включает усреднение сточных вод, смешивание их с раствором алюмосодержащего коагулянта, коррекцию рН, напорную флотацию при насыщении сточных вод воздухом и удаление флотошлама. Коррекцию рН проводят при усреднении сточных вод до величины не менее 10,5 путем введения 4%-ной суспензии гашеной извести в присутствии бората этаноламина при его расходе 4,0-6,0 мг/л. В качестве алюмосодержащего коагулянта используют 10%-ный водный раствор гидроксохлорида алюминия при его расходе 10,0-20,0 мг/л. Перед напорной флотацией в смесь добавляют 0,2%-ный водный раствор флокулянта и борат этаноламина при их расходе соответственно 15,0-25,0 и 3,0-5,0 мг/л. Насыщение сточных вод воздухом при флотации ведут принудительной подачей в их объем под давлением 0,11-0,25 МПа очищенного оборотного стока после его обработки ультразвуковым полем с частотой 25-35 КГц с одновременной подачей в него сжатого воздуха. Изобретение позволяет упростить процесс очистки, уменьшить время очистки, расширить технологические возможности способа за счет обеспечения очистки всех сточных вод, в том числе кислых стоков с содержанием трехвалентного хрома до 100 мг/л. 5 з.п. ф-лы, 1 табл.
Наверх