Способ очистки стоков и суспензий



Способ очистки стоков и суспензий
Способ очистки стоков и суспензий

 


Владельцы патента RU 2572131:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет", (ФГБУ ВПО ВГУ) (RU)

Изобретение может быть использовано для очистки органических и минеральных растворов и суспензий в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и сельском хозяйстве. Для осуществления способа стоки и суспензии подводят в барботажную камеру по трубам с последующим перемешиванием, при этом коагулянт подают самотеком за счет сильного перепада давления в образованное сужение подводящей стоки трубы. В месте сужения трубы за счет резкого падения давления происходит турбулентное смешение стоков и коагулянта. Образующиеся крупные агломерации частиц загрязняющих веществ выпадают в осадок на задерживающем профиле в барботажной камере. Способ обеспечивает повышение эффективности очистки стоков от крупнодисперсных и мелкодисперсных частиц, сокращение энергетических затрат и затрат на дополнительное оборудование. 1 ил.

 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для обезвоживания органических и минеральных растворов, суспензий в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и сельском хозяйстве.

Простейшим способом для очистки стоков является пруд-накопитель. В нем используется как гравитационное осаждение частиц в донные осадки, так и биологическая очистка [Очистка сточных вод в естественных условиях. Сайт vod-v-estestvennykak-usloviaykh]. Частицы осаждаются под действием силы тяжести P=mg. Противоположно силе тяжести направлена выталкивающая сила Архимеда: F=ρ2Vg, где ρ2 - плотность воды и сила Стокса: F=6πηRυ, где η - динамическая вязкость жидкости, R - радиус сферического объекта, υ - скорость частицы, V - объем погруженного тела. Здесь m = ρ 1 V = ρ 1 4 3 π R 3 - масса частицы объема V, плотностью ρ1, υ - скорость осаждения частицы.

Скорость осаждения частицы описывается дифференциальным уравнением:

Решение уравнения:

Где υ 0 = g b - скорость равномерного падения,

b = 9 η 2 R 2 ( 1 ρ 2 ρ 1 ) - характеристический параметр.

Для частицы свинца, ρ2=11300 кг/м3, ρ1=1000 кг/м3, R=10-6 м=1 мкм, η=10-3 Па с, т.е. b=5*109, т.е. частица падает равномерно со скоростью υ 0 = 10 5 10 9 = 2 * 10 9 м / с

Время осаждения на глубину h=1 метр t 0 = h υ 0 = 10 9 2 = 5 10 8 секунд очень велико, т.е. очистка от мелкодисперсных частиц не проходит.

Недостаток: стоки очищаются только от частиц с радиусами большими 20 мкм.

Известна технология Вентури, позволяющая измерять расход жидкостей и смешивать химические концентраты с растворителями. В основе данной технологии лежит вакуум, создаваемый различной скоростью потока в трубке Вентури, имеющей форму перевернутой воронки с плавным изменением сечения [ГОСТ 8.986.4-2005. Измерение расходов жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 4-трубы Вентури. М.: Стандартинформ, 2006 г.]. Также устройства производятся фирмой Hydronva Europe (Англия). Способ смешивания веществ Вентури принят в качестве прототипа.

Технология Вентури эффективно используется при смешивании растворов, но не может быть использована для очистки стоков и суспензий по следующей причине. За счет перепада давлений происходит смешивание химического реагента с растворителем, что необходимо для различных химических процессов. При этом не происходит турбулентного барботажа в трубке Вентури. Возможна очистка только от крупнодисперсных частиц, которые можно отфильтровать более простым способом, например, сеткой.

Задача, на решение которой направлен предлагаемый способ - повышение эффективности очистки стоков и суспензий за счет удаления всех частиц, в том числе и мелкодисперсных.

Технический результат достигается за счет резкого сужения трубы для подачи неочищенных стоков в камере барботажа, куда самотеком подается коагулянт, и реализуется турбулентное смешение стоков и коагулянта, в результате чего происходит коагуляция всех частиц, в том числе и мелкодисперсных. Они выпадают в осадок на задерживающем профиле в барботажной камере.

Пример реализации предлагаемого способа показан на чертеже, на котором изображена схема устройства для его осуществления. Неочищенные стоки подаются через трубу 1, которая заканчивается резким сужением в области 2 барботажной камеры 5. В области сужения происходит резкое падение давления, за счет чего через трубу 3 самотеком подается коагулянт. В этой области происходит слипание частиц загрязняющего вещества в крупные агломерации. Осаждение агломераций происходит на профиле 4, после которого очищенная жидкость отводится по трубе 6.

Турбулентное смешение в предлагаемом способе осуществляется следующим образом. Неочищенные стоки подаются по подводящей трубе 1 сечением S1 под давлением в одну атмосферу P1 со скоростью υ1. В барботажной камере за счет сужения трубы до сечения S2 скорость увеличивается до величины υ2=(S1/S2)/υ1. Давление в месте сужения трубы P=0,5ρ(υ1222)+P1=0,5ρυ12(1-(S1/S2)2+P1).

При плотности загрязняющих частиц ρ=1050 кг/м3 и уменьшении сечения S2 в три раза относительно входного S1 давление в сужении падает до 0,24 ат, и будет реализовываться самотек коагулянта в барботажную камеру 5. В камере барботажа происходит коагуляция частиц загрязняющих веществ, которые затем осаждаются на переменном профиле 4. Скорость осаждения частиц определяется выражением (3). Очищенные стоки удаляются через трубу 6.

Отличия и особенности технологического процесса заключаются в том, что подача коагулянта осуществляется без энергетических затрат, без затрат на дополнительное оборудование (компрессор), а только лишь за счет разницы давления при сужении участка подводящей трубы, что приводит при турбулентном смешивании неочищенных стоков к увеличению поверхности контакта стоков и коагулянта. Увеличение поверхности контакта стоков и коагулянта позволяет быстрее получить крупные агломерации загрязняющих веществ, которые выпадают в осадок.

Коагулированные крупнодисперсные частицы подвергаются дальнейшей химической обработке для извлечения полезных компонентов.

Способ очистки стоков и суспензий путем подведения их в барботажную камеру по трубам с последующим перемешиванием, отличающийся тем, что коагулянт подают в образованное сужение подводящей стоки трубы самотеком и за счет резкого падения давления в месте сужения трубы происходит турбулентное смешение стоков и коагулянта, и образующиеся крупные агломерации частиц загрязняющих веществ выпадают в осадок на задерживающем профиле в барботажной камере.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для обезвоживания органических и минеральных растворов, суспензий в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и сельском хозяйстве.

Изобретение может быть использовано для обезвреживания сульфидно-щелочных смешанных сточных вод на нефтехимических предприятиях, содержащих основные процессы по переработки нефти и нефтепродуктов, а также производство акриловой кислоты, на котором используют медьсодержащие ингибиторы полимеризации, например, дибутилдитиокарбамат меди.

Изобретение относится к способам получения воды путем таяния снега и (или) льда. Погрузочным устройством осуществляется подача снега и (или) льда в приемный бункер камеры таяния.

Изобретение относится к очистке отработанной производственной воды и может быть использовано для защиты окружающей среды. Способ очистки сточных вод от нитроэфиров включает предварительную обработку загрязненной воды 43-46% раствором гидроксида натрия до pH 12.

Изобретение относится к оборудованию для очистки сточных вод от нерастворимых веществ, например от отходов бытового и промышленного происхождения. Устройство для улавливания и выгрузки волокнистых липких материалов из сточных вод содержит раму, фильтрующую решетку, выполненную из подвижных и неподвижных фильтрующих ступенчатых пластин, привод.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ очистки от нефти и нефтепродуктов солоноватоводных и морских объектов и экосистем.

Изобретения могут быть использованы в химической и энергетической области, а также в области переработки органических отходов. Устройство для выделения аммиака из ферментационных жидкостей или остатков брожения на установках по производству биогаза включает флэш-испаритель F, соединенный с ферментером (A) или со складом остатков брожения, для подачи субстрата по трубам (1, 2, 3, 4, 5, 6).

Водораспределитель относится к очистке природных, техногенных и бытовых сточных вод и может быть использован в процессах очистки природных или сточных вод методами осаждения или напорной флотации.

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к технологии получения адсорбента-коагулянта, предназначенного для использования в области экологии для очистки водных объектов: природных водоемов или промышленных стоков, и может быть использовано на предприятиях глиноземного производства для получения из техногенного отхода алюмосиликатного производства - красного шлама - дополнительного товарного продукта.

Изобретение относится к способам очистки фторсодержащих сточных вод и может быть использовано в предприятиях по производству экстракционной фосфорной кислоты и фторосиликата натрия на основе фторокремниевой кислоты.

Изобретение относится к переработке жидких отходов животноводства и сточных вод, производимых хозяйством со стойловым кормлением животных (СКЖ). Способ переработки жидких отходов животноводства включает разделение их в устройстве обезвоживания осадка 16 на твердый осадок и первый фильтрат; добавление к первому фильтрату первого и второго флокулянтов, вызывающих агрегацию взвешенных твердых частиц в первом фильтрате с образованием флокулированного осадка и второго фильтрата, причем указанный первый флокулянт содержит около 5-50 вес.% гидроксида натрия и около 30-60 вес.% алюминиевокислого натрия, а указанный второй флокулянт содержит неионные или анионные акриловые полимеры; отделение флокулированного осадка от второго фильтрата в отделителе взвешенных частиц 24 для получения третьего фильтрата; пропускание третьего фильтрата через устройство фильтрации мелких частиц 28 для получения четвертого фильтрата; пропускание четвертого фильтрата через установку мембранной фильтрации 30 для получения пермеата и концентрата.

Изобретение относится к водоочистке. Предложен способ очистки воды и/или осушения ила и/или осадков, который включает обеспечение очищаемого объекта, содержащего примеси; и обеспечение поверхностно-обработанного карбоната кальция, в котором, по меньшей мере, 1% доступной площади его поверхности содержит покрытие, содержащее, по меньшей мере, один катионный полимер.

Изобретение относится к термохимической обработке осадка сточных вод (ОСВ) и может быть использовано на очистных сооружениях, на станциях биологической очистки бытовых и промышленных стоков.
Изобретения могут быть использованы для обработки сточных вод и кондиционирования шламов перед их обезвоживанием. Композиция на основе извести для обработки вод и шламов содержит по меньшей мере один минеральный агент, содержащий по меньшей мере известь и по меньшей мере один линейный, разветвленный и/или поперечно сшитый гидрофильный органический полимер неионного, анионного, катионного или амфотерного происхождения.

Изобретение относится к способу получения органоминеральной добавки в строительные материалы при реагентном обезвреживании нефтесодержащих шламов и может быть использовано в строительной и нефтегазовой отраслях.

Изобретения могут быть использованы в области переработки органических субстратов с относительной влажностью 90-98%, в том числе хозяйственных и близких к ним по составу производственных сточных вод, навоза домашних животных, помета птицы, осадков и илов.

Изобретение относится к способам окомкования кальцийсодержащих шламовых материалов, включая шламовые отходы химводоочистки ТЭЦ, шлаков металлургического производства, и может использоваться для утилизации отходов ТЭЦ, металлургического, камнеобрабатывающего и других производств, которые находят широкое применение в сельском хозяйстве для раскисления подзолистых почв, в качестве флюсов при выплавке чугуна из железных руд и в других сферах.
Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для переработки осадков промышленных предприятий по производству беленой целлюлозы с использованием сульфатного метода.
Композиция для доведения до кондиции грязевых отходов содержит минеральное соединение, которое является известью, и органическое соединение, которое является органическим катионным коагулянтом, имеющим средний молекулярный вес, меньший или равный 5 миллионам г/моль и превышающий или равный 20000 г/моль, при этом указанный органический катионный коагулянт выбирают из группы, в которую входят линейные или разветвленные полимеры на основе солей диаллилдиалкиламмония.
Изобретение может быть использовано при переработке осадков сточных вод, в частности городских сточных вод, и их утилизации в качестве средства для повышения плодородия почвы.
Изобретения могут быть использованы для обработки сточных вод и кондиционирования шламов перед их обезвоживанием. Композиция на основе извести для обработки вод и шламов содержит по меньшей мере один минеральный агент, содержащий по меньшей мере известь и по меньшей мере один линейный, разветвленный и/или поперечно сшитый гидрофильный органический полимер неионного, анионного, катионного или амфотерного происхождения.
Наверх