Способ очистки промышленных сточных вод и устройство для его осуществления



Способ очистки промышленных сточных вод и устройство для его осуществления
Способ очистки промышленных сточных вод и устройство для его осуществления
Способ очистки промышленных сточных вод и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2539020:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" (RU)

Изобретение относится к области экологии, а именно к очистке промышленных сточных вод мясомолочных, масложировых, кожевенных предприятий. Способ очистки промышленных сточных вод включает их обработку смесью компонентов, образующих короткозамкнутую гальваническую пару типа анод-катод, с последующим разделением твердой и жидкой фаз. На гальваническую пару дополнительно воздействуют ультразвуковыми колебаниями с частотой 1-5 кГц. Устройство для осуществления способа содержит корпус, заполненный смесью компонентов, образующих гальваническую пару, патрубки ввода и вывода воды, верхнюю и нижнюю горизонтальные перегородки, между которыми расположена гальваническая пара, анодный компонент которой имеет вид плоских пружин с расстоянием между максимумами 3-6 мм и цилиндрических пружин диаметром 5 мм с расстоянием между витками 1-5 мм. Вокруг корпуса соосно размещен цилиндрический магнитострикционный преобразователь, соединенный через волноводы по меньшей мере с двумя радиальными излучателями, имеющими форму полуцилиндров и расположенными между верхней и нижней перегородками. Технический результат - повышение степени очистки сточных вод от жиров, белков и высокомолекулярных жирных кислот. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области экологии, а именно к очистке промышленных сточных вод мясомолочных, масложировых, кожевенных и других производственных предприятий.

Известен способ очистки минерализованных жиросодержащих сточных вод от взвешенных частиц напорной флотацией либо электрофлотацией, заключающийся в том, что процесс флотации осуществляют при температуре 75-85°C с введением алюмосодержащих коагулянтов (RU 2116973 С1, МПК C02F 1/424, опубл. 10.08.1998 г.).

Недостатком такого способа является быстрое пассивирование (перевод поверхностного слоя металла из активного, в химическом отношении, состояния в пассивное) загрузки гальванопары, а также недостаточная степень очистки воды от жиров, взвешенных частиц, белков, высокомолекулярных жирных кислот.

Известен способ очистки сточных вод методом гальванокоагуляции, включающий пропускание воды с диспергированием воздуха через загрузку из смеси железной стружки и гранулированного углеродосодержащего материала (RU 2408542 С1, МПК C02F 1/463, опубл. 10.01.2011).

Недостатком такого способа является недостаточная степень очистки воды от жиров, взвешенных частиц, белков высокомолекулярных жирных кислот.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ очистки воды, включающий ее обработку в поле гальванического элемента с последующим разделением твердой и жидкой фаз (RU 2000274 С, МПК C02F 1/46, опубл. 07.09.1993 г., бюл. №33-36).

Недостатком такого способа является недостаточная степень очистки сточных вод от жиров, взвешенных частиц, белков высокомолекулярных жирных кислот, а также быстрое пассивирование гальванической пары типа анод-катод.

Известен гальванокоагулятор со стружечным анодом, содержащий корпус, патрубки подвода загрязненной воды и отвода обработанной воды, слой насадка из дисперсионного материала анодорастворимого материала (RU 73663 U1, МПК C02F 1/463, опубл. 27.05.2008 г.).

Недостатком гальванокоагулятора является недостаточная степень очистки сточных вод от жиров, взвешенных частиц, белков высокомолекулярных жирных кислот.

Известно устройство для гальванокоагуляции, содержащее корпус, заполненный слоем насадки из дисперсионного материала, образующего гальванопару, патрубки ввода и вывода воды, две решетки между которыми расположен слой насадки (RU 2079440 С1, МПК C02F 1/463, опубл. 20.05.1997 г.). Данное устройство принято за прототип.

Недостатком устройства является недостаточная степень очистки сточных вод от жиров, взвешенных частиц, белков, высокомолекулярных жирных кислот.

Задачей заявляемых способа и устройства является повышение степени очистки сточных вод от жиров, взвешенных частиц, белков, высокомолекулярных жирных кислот, а также замедление процесса пассивации.

Технический результат применения способа очистки промышленных сточных вод, включающего обработку сточных вод смесью компонентов, образующих короткозамкнутую гальваническую пару типа анод-катод, с последующим разделением твердой и жидкой фаз, состоит в том, что для повышения степени очистки воды, на гальваническую пару дополнительно воздействуют ультразвуковыми колебаниями с частотой 1-5 кГц.

Технический результат применения устройства для осуществления способа, содержащего корпус, заполненный слоем насадки из дисперсионного материала, образующего гальванопару, патрубки ввода и вывода воды, две горизонтальные решетки, между которыми расположен слой насадки, состоит в том, что вокруг корпуса соосно размещен цилиндрический магнитострикционный преобразователь, соединенный через волноводы по меньшей мере с двумя радиальными излучателями, имеющими форму полуцилиндров и расположенными между верхней и нижней перегородками.

Сущность процесса очистки промышленных стоков от жиров заключается во взаимодействии смеси компонентов короткозамкнутой гальванической пары с различной разностью электрохимических потенциалов типа анод-катод (железо-кокс, железо-медь) между собой в водной среде стоков. При этом происходит электрохимическая реакция, в результате которой образуются ионы двухвалентного Fe2+ и трехвалентного железа Fe3+. В процессе осаждения гидроксида железа Fe3+ происходит образование осадка.

В свою очередь, ионы трехвалентного Fe3+ при контакте с компонентом смеси из железа восстанавливаются до соединений двухвалентного железа типа FeCl3.

Соединение хлористого железа FeCl3 является сильным коагулянтом, способствующим коагуляции жиров, взвешенных частиц, белков в плотные агрегаты, которые в дальнейшем флотируют на поверхность сточных вод или выпадают в осадок.

Однако поверхность, образованная компонентами смеси короткозамкнутой гальванической пары, подвергается пассивации.

Для регенерации поверхности смеси компонентов короткозамкнутой гальванической пары на нее воздействуют ультразвуковыми колебаниями с частотой 1-5 кГц. Если частота ультразвуковых колебаний меньше 1 кГц или больше 5 кГц, то процесс регенерации замедляется. Таким образом, для эффективной регенерации поверхности смеси компонентов короткозамкнутой гальванической пары на нее необходимо воздействовать ультразвуковыми колебаниями с частотой 1-5 кГц.

В результате воздействия ультразвуковых колебаний с частотой 1-5 кГц на компоненты смеси короткозамкнутой гальванической пары, состоящей из мелких плоских либо цилиндрических стальных пружин, происходит непрерывное обновление диффузного пограничного слоя на поверхности компонентов смеси, что исключает их пассивирование, зарастание жирами, взвешенными частицами, белками, способствует непрерывному обновлению поверхности компонентов гальванопары и тем самым интенсификации процесса генерации ионов железа.

При воздействии ультразвуковых колебаний на анодный компонент смеси, состоящий из мелких плоских или цилиндрических пружин последние сжимаются, а затем вследствие упругих свойств стали разжимаются и стряхивают прикрепившиеся на их поверхности загрязнения, тем самым убыстряя процесс регенерации поверхности компонентов смеси короткозамкнутой гальванической пары.

Пример. Очистке подвергались сточные воды мясокомбината после их грубой очистки в жироловке. Исходные стоки содержали: жиры 1580 мг/л, взвешенные частицы 1350 мг/л, ХПК 1700 мг/л, БПК 5300 мг/л. Стоки очищали на установке колонного типа, в которую загружали гальваносмесь железо/кокс в пропорции 4/1 до 75-85% объема камеры. Стоки имели pH 1-2. Предельные скорости потока стоков через установку составляли 5-7 м/ч. Гальваносмесь в установке обрабатывалась ультразвуковыми колебаниями с частой 1-5 кГц, вырабатываемыми четырьмя радиальными излучателями. Для создания ультразвуковых колебаний использовался генератор УЗГ-10-22 мощностью 8 кВт, магнитострикционный преобразователь ПМС-6-22, имеющий площадь излучения 300 мм2 и интенсивность около 0,15 Вт/мм2.

Анодный компонент смеси гальванической пары (железо) загружался в установку в виде плоских пружин с расстоянием между максимумами 3-6 мм, а также цилиндрических пружин диметром 5 мм с расстоянием между витками от 1-5 мм.

Показатели очистки стоков мясокомбината представлены в таблице.

На фиг.1 изображена схема установки, на фиг.2 - разрез А-А. Устройство содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, снабженный патрубками ввода 2 и вывода 3 воды, вывода сфлотированных жиров 4, вывода осадка 5, двумя поперечными перегородками 6, между которыми размещена смесь компонентов короткозамкнутой гальванической пары, причем анодный компонент смеси состоит из плоских стальных пластин с расстоянием между максимумами 3-6 мм и цилиндрических пружин диаметром 5 мм с расстоянием между витками 1-5 мм, магнитострикционный преобразователь 7, радиально соединенный через волноводы 8 с излучателями 9.

Устройство работает следующим образом.

Сточные воды, содержащие жиры, взвешенные частицы, белки, через входной патрубок 2 поступают в корпус 1. При взаимодействии стоков со смесью компонентов короткозамкнутой гальванической пары, заключенной между двумя поперечными перегородками 6, происходит электрохимическая реакция с образованием ионов железа, а также оксидных соединений, которые являются сильным коагулянтом жиров, взвешенных частиц, белков. Одновременно включается ультразвуковой генератор (не показан), который через магнитострикционный преобразователь 7 и волноводы 8, передает колебания на излучатели 9. При воздействии ультразвуковых колебаний в диапазоне частот 1-5 кГц на анодный компонент смеси короткозамкнутой гальванической пары последний сжимается, а затем вследствие упругих свойств стали «разжимается» и «стряхивает» прикрепившиеся на их поверхности загрязнения, тем самым способствуя повышению степени очистки сточных вод, а также убыстряя процесс регенерации поверхности компонентов смеси короткозамкнутой гальванической пары.

Сфлотированные жиры, взвешенные частицы, белки поднимаются на поверхность стоков и выводятся из корпуса через патрубок 4, а опустившийся вниз осадок выводится из корпуса через патрубок 5.

Положительный эффект применения устройства: степень очистки стоков от жиров - 96,2%, от белков и высокомолекулярных жирных кислот - 98,5%.

1. Способ очистки промышленных сточных вод, включающий их обработку смесью компонентов, образующих короткозамкнутую гальваническую пару типа анод-катод, с последующим разделением твердой и жидкой фаз, отличающийся тем, что на анодный компонент гальванической пары дополнительно воздействуют ультразвуковыми колебаниями с частотой 1-5 кГц, при этом анодный компонент гальванической пары имеет вид плоских пружин с расстоянием между максимумами 3-6 мм и цилиндрических пружин диаметром 5 мм с расстоянием между витками 1-5 мм.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее корпус, заполненный смесью компонентов, образующих гальваническую пару, патрубки ввода и вывода воды, верхнюю и нижнюю горизонтальные перегородки, между которыми расположена гальваническая пара, отличающееся тем, что анодный компонент гальванической пары имеет вид плоских пружин с расстоянием между максимумами 3-6 мм и цилиндрических пружин диаметром 5 мм с расстоянием между витками 1-5 мм, вокруг корпуса соосно размещен цилиндрический магнитострикционный преобразователь, соединенный через волноводы по меньшей мере с двумя радиальными излучателями, имеющими форму полуцилиндров и расположенными между верхней и нижней перегородками.



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод титано-магниевого производства. Сточные воды смешивают и отделяют твердые взвеси в песколовке.
Изобретение относится к области охраны природной среды и может быть использовано для очистки поверхностных вод, используемых для подпитки водозабора. Способ заключается в расположении на дне водного канала, служащего подпиткой грунтовых вод для водозабора, фильтрующего материала слоем 1-1,5 м.
Изобретение относится для стерилизации материалов, в частности к химическим средствам борьбы с микроорганизмами. Задачей изобретения является расширение сырьевых ресурсов для бактерицидных материалов.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано при сорбционной очистке сточных вод от бензина. Природный цеолит клиноптилолит активируют в импульсном магнитном поле с величиной магнитной индукции 11 мТл и временем активации 0,5 мин и вводят в загрязненную бензином воду.

Изобретение относится к химии и химической технологии, а именно к синтезу модифицированных силикагелей, содержащих ковалентно связанные с ними молекулы замещенных фталоцианинов, и их применению для фотообеззараживания воды.

Изобретение относится к способам получения фотокатализатора на основе полупроводникового оксида олова(II) для разложения азотсодержащих органических загрязнителей воды, которое может найти применение в химической промышленности при очистке сточных вод.

Изобретение относится к конструкции накопительного устройства для хранения отфильтрованной чистой воды, преимущественно питьевой воды, и может быть использовано в системах очистки воды с обратноосмотическими мембранами.

Изобретение относится к области водоподготовки. Артезианскую воду подают в конденсатор, нагревают до температуры от 21°C до 31°C, затем подают в систему предварительной очистки от нерастворенных примесей.

Изобретение относится к конструкциям установок для облучения текучих сред и может быть применено в установках, предназначенных для стерилизации текучих жидкостей, активации химических реакций в текучих растворах, ядерного превращения текучих радиоактивных отходов, используемых, в частности, в медицине, пищевой, химической и атомной промышленностях.

Изобретение относится к конструкциям установок для облучения текущих сред и может быть применено в установках, предназначенных для стерилизации текущих жидкостей, активации химических реакций в текущих растворах, ядерного превращения текущих радиоактивных отходов, используемых, в частности, в медицине, пищевой, химической и атомной промышленностях.

Настоящее изобретение относится к конструкции открытой секции, через которую протекает жидкость, и к водоочистному картриджу с такой конструкцией открытой секции. Конструкция открытой секции (56), отделенной сеткой (57), через которую протекает жидкость. Открытая секция обеспечена в вертикальной стенке (50) так, что она поднимается к краю вертикальной стенки (50) от угловой секции (55), образованной вертикальной стенкой (50) и горизонтальной стенкой (51). На нижней стороне открытой секции (56) обеспечено выступающее вниз ребро (60). Нижняя кромка сетки (57) прикреплена, по меньшей мере, к этому ребру (60). Задачей настоящего изобретения является обеспечение такой конструкции открытой секции, которая пригодна для надежного прикрепления сетчатого материала при одновременном предотвращении задерживания жидкости у нижней кромки открытой секции, водоочистного картриджа с такой конструкцией открытой секции и устройства снабжения водой с таким водоочистным картриджем. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к фильтрующим устройствам для очистки жидкости, предназначенным для доочистки водопроводной воды и других жидкостей бытового назначения. Фильтрующий модуль (варианты) устройства для очистки жидкости состоит из двух рабочих зон и по меньшей мере одного средства фиксации. Первая рабочая зона выполнена с отверстиями для входа жидкости и оттока воздуха. Вторая рабочая зона заполнена наполнителем и снабжена по меньшей мере одним выходным отверстием в основании. Модуль выполнен в сборе с третьей рабочей зоной, содержащей по меньшей мере один вид наполнителя. По второму варианту первая рабочая зона фильтрующего модуля содержит наполнитель. Технический результат: повышение функциональных возможностей фильтрующего модуля, обеспечивающих эффективную очистку воды с последующим введением минеральных веществ в фильтруемую и отфильтрованную воду. 2 н. и 27 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение предназначено для фильтрации. Фильтрационное устройство содержит картридж, определяющий зону обработки, заполненную одной или более фильтрующей средой; впуск для жидкости; выпуск для жидкости; и запорный механизм, размещенный внутри жидкостного протока через картридж и выполненный с возможностью запирания по меньшей мере одного из впуска для жидкости и выпуска для жидкости по истечении срока службы указанной по меньшей мере одной фильтрующей среды. Запорный механизм содержит механический узел, содержащий блокирующий элемент, соединитель и разрушаемый элемент. Разрушаемый элемент сформирован из композиции, выбранной так, что она разрушается в результате воздействия жидкости и тем самым сокращает свой объем. Блокирующий элемент имеет незапирающее и запирающее положение и может смещаться между двумя положениями, причем он смещается в запирающее положение и удерживается в незапирающем положении соединителем. Соединитель одним своим концом соединен с указанным разрушаемым элементом и своим противоположным концом входит в зацепление с блокирующим элементом так, что сокращение объема указанного разрушаемого элемента обусловливает вытягивание соединителя из блокирующего элемента вплоть до расцепления с блокирующим элементом, тем самым высвобождая блокирующий элемент в запирающее положение. Технический результат: отключение устройства при истощении фильтрующей среды. 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к средствам обеспечения питьевого водоснабжения, в частности к устройствам для электрохимической очистки питьевой воды, и может быть использовано в бытовых условиях для доочистки водопроводной воды и доведения ее санитарно-эпидемиологических, физико-химических и органолептических свойств до соответствия требованиям, предъявляемым к питьевой воде, а также для очистки природных вод. Устройство для электрохимической очистки питьевой воды содержит реактор 1 с расположенным в нем над его дном пакетом электродов 3, состоящим из катодов и, по меньшей мере, одного растворимого анода, и источник питания 2, выходы которого соединены с пакетом электродов, при этом боковые зазоры пакета электродов закрыты межэлектродными прокладками 4, выполненными из диэлектрического материала. На верхнем торце пакета электродов симметрично относительно его боковых граней установлена накладка 5. Накладка выполнена с перфорацией из металлического или диэлектрического материала. Техническим результатом является увеличение срока работы растворимых электродов, повышение экономичности за счет снижения потерь материала растворимых электродов, неизбежных при механической зачистке, и снижение трудозатрат на обслуживание устройства при сохранении высокого качества очистки обрабатываемой воды и простоте конструкции устройства. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение предназначено для разделения текучей среды. В способе часть потока жидкой смеси испаряют, чтобы получить пар и обедненный поток жидкости. Пар вводят в соляной раствор, пригодный для экзотермической абсорбции одного или более компонентов из пара, а тепло отводят, чтобы получить по меньшей мере поток тепла и поток соляного раствора, который обогащен одним или более компонентами. Ранее отведенное тепло передают для осуществления испарения. Передача тепла связана с переходом рабочей текучей среды из газообразного состояния в жидкое состояние. Отвод тепла включает переход рабочей текучей среды из жидкого состояния в газообразное состояние. В жидком состоянии рабочая текучая среда течет только под действием одного или более из следующих факторов: сила тяжести, конвекция и капиллярность. В газообразном состоянии рабочая текучая среда течет только под действием одного или более из следующих факторов: диффузия и конвекция. Технический результат: обеспечение качественного разделения сред. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 9 ил., 4 табл.

Группа изобретений относится к порошковой металлургии и обработке промышленных и бытовых сточных вод. Способ получения катализатора для очистки сточных вод от фенола включает азотирование при давлении азота 1,0-12,0 МПа предварительно измельченного ферросплава до размера частиц менее 160 мкм в режиме самоподдерживающегося фильтрационного горения и доазотирование в режиме объемного горения при давлении азота 0,15-10,0 МПа в течение 0,5-1,0 ч. В качестве ферросплава используют ферросиликоалюминий. В измельченный ферросплав дополнительно вводят глинозем в количестве 5,0-30,0 мас.%. Полученный азотированный сплав размалывают. Выделяют фракцию гранул с размером 0,315-2,5 мм и получают катализатор на основе сиалона. Полученный катализатор погружают в сточную воду с одновременной подачей озоно-воздушной смеси со скоростью 0,5-1,5 л/мин в течение 5-10 минут с содержанием озона 0,01-0,02 г/л. Группа изобретений позволяет получить композицию с высокой каталитической активностью, сократить продолжительность очистки сточных вод при сохранении высокой степени очистки и ресурса катализатора. 3 н.п. ф-лы, 1 табл., 8 пр.

Изобретение относится к способам очистки жидкости от примесей. Сосуд с жидкостью помещают в скрещенные постоянные магнитное и электрическое поля. Силовые линии магнитного поля направлены вертикально. Постоянный электрический ток пропускают через жидкость перпендикулярно направлению магнитного поля от центра сосуда к периферии в нижней части сосуда. Отношение объема очищаемой жидкости к напряженности магнитного поля должно быть в пределах от 0,002-0,1(л*м)/кА. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки жидкостей с наименьшими энергозатратами. 7 табл., 5 пр.
Изобретение относится к области обработки промышленных и сточных вод. Способ обеззараживания сточных вод включает их обработку растворами гипохлорита, полученными в электролизере из минерализованных промышленных вод. Обработку исходной минерализованной промышленной воды с концентраций хлорид-ионов от 5 до 11 г/л проводят в бездиафрагменном электролизере при режимах обработки воды по времени 10÷30 сек и с плотностью тока на электродах 500÷750 А/м2, получают раствор гипохлорита с концентрацией активного хлора от 80 до 600 мг/л, смешивают полученный раствор гипохлорита со сточными водами в соотношении от 1:55 до 1:12 при соответствии смешанного продукта нормам ПДК и обеспечивают контакт раствора гипохлорита со сточными водами в течение не менее 30 минут для полного их обеззараживания. Изобретение позволяет утилизировать минерализованные промышленные воды в виде растворов гипохлорита, используемых для обеззараживания сточных вод. 1 пр.

Изобретение относится к устройствам очистки поверхностного стока и может быть использовано для очистки ливневых и талых вод с территорий городов и промышленных предприятий от взвешенных веществ, нефтепродуктов, органических веществ и ионов тяжелых металлов. Устройство для очистки поверхностных сточных вод включает фильтр или камеру отстаивания 1, предназначенную для предварительной очистки от грубодисперсных загрязнений, блок очистки 2, содержащий фильтрующую загрузку 4 с растительностью 5. В качестве фильтрующей загрузки 4 используют смесь грунта с цеолитом при количестве цеолита 30-50% от общего объема загрузки. Под фильтрующей загрузкой 4 размещен резервуар 6 с насыпной пустотной деформационноустойчивой загрузкой 7 для накопления очищенных сточных вод в виде гравия или щебня с пустотностью до 50%. Изобретение позволяет осуществлять круглогодичную очистку поверхностных сточных вод, копить и использовать очищенную воду в условиях холодного климата. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области получения воды с пониженным содержанием тяжелых изотопных видов воды из природной воды путем процессов замораживания и размораживания и может быть применено для бытовых целей. Способ получения легкой воды включает равномерное охлаждение и перемешивание природной воды до образования льда тяжелой воды, удаление смеси льда тяжелой воды и легкой воды, при этом процесс ведут в присутствии множества абразивных частиц, как размещенных свободно в зоне ведения процесса, так и нанесенных на элементы конструкции установки получения легкой воды или являющихся неотъемлемыми частями этих элементов. Изобретение обеспечивает повышение связывания льда тяжелой воды и эффективное получение легкой воды. 3 ил.
Наверх