Установка для очистки воды каталитическим окислением


 


Владельцы патента RU 2572132:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к области очистки сточных вод, содержащих трудноокисляемые органические соединения. Установка для очистки воды каталитическим окислением содержит последовательно соединенные сырьевую емкость, заполняемую очищаемой от загрязняемых примесей водой, насос, подающий воду в эжектор для смешения с озоно-кислородной смесью, сатуратор и мембранный блок с каталитически активными мембранами, один выход которого соединен с входом сатуратора для подачи концентрата, при этом в сатуратор встроены теплообменник, краны-газоотводчики, соединенные с деструктором остаточного озона, сатуратор при помощи трубопровода с насосом-дозатором напрямую соединен с сырьевой емкостью для обрабатываемой жидкости, а всасывающий трубопровод насоса, обслуживающего эжектор, соединен с сатуратором, образуя замкнутый цикл. Изобретение обеспечивает уменьшение энергозатрат, уменьшение расхода озона и более гибкое регулирование процесса водоочистки. 1 ил.

 

Изобретение относится к области очистки сточных вод, содержащих трудноокисляемые органические соединения, и может быть использовано для очистки природных и сточных вод.

Известна установка для очистки сточных вод, загрязненных органическим веществом (патент RU 2359919 от 27.06.2009). Установка содержит по меньшей мере один реакционный сосуд по меньшей мере с одним впуском указанных сточных вод, по меньшей мере с одним выпуском очищенных сточных вод, по меньшей мере с одним вентиляционным каналом и со средством введения по меньшей мере одного окисляющего газа. Реакционный сосуд содержит слой материала, способного катализировать реакцию окисления органического материала в указанных сточных водах и/или поглощать этот органический материал. Реакционный сосуд также содержит погружную мембрану устройства фильтрации, при этом средство введения по меньшей мере одного окисляющего газа и впуск сточных вод расположены на дне реакционного сосуда для введения окисляющего газа и сточных вод параллельными потоками в направлении слоя каталитического материала и затем в направлении мембраны устройства фильтрации.

Недостатком установки является недостаточная эффективность очистки воды, так как при параллельном движении газа и обрабатываемых сточных вод не происходит полного смешения сточных вод и окисляющего газа.

Известна установка для очистки сточных вод (патент RU 2278829 от 20.05.2005). Данная установка позволяет проводить окисление сточных вод пероксидом водорода с инжекцией озоно-кислородной смеси в присутствии катализатора. В качестве катализатора используют пористые керамические материалы на основе отходов металлургического производства в виде частиц размером 1,0-1,5 см с добавками активных компонентов в виде переходных металлов и их оксидов, а пероксид водорода и озон вводят при концентрациях 120 и 40 мг/л соответственно, при этом процесс очистки ведут при температуре 5-50°С в течение 20-40 мин. Недостатком установки является недостаточная эффективность очистки воды и значительный расход реагентов.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является установка, предназначенная для очистки воды от растворенных органических веществ, которая может быть использована для очистки природных и сточных вод (патент RU 2502682 от 27.12.2013). Установка содержит сырьевую емкость, заполняемую очищаемой от загрязняемых примесей водой, в которую может добавляться растворенный гомогенный или диспергированный гетерогенный катализатор, соединенную по трубопроводу с эжектором и с сатуратором, соединенным с реактором, содержащим каталитически активные мембраны, линию ретентата для возврата в сырьевую емкость катализаторов и непрореагировавших веществ.

Недостатком установки являются большие энергозатраты, значительный расход озона, так как фильтрат отводится в сырьевую емкость, а также сложность регулирования процессов.

Задачей изобретения является создание установки для очистки воды каталитическим окислением с достижением следующего технического результата: уменьшение энергозатрат, уменьшение расхода озона, более гибкое регулирование процесса водоочистки.

Поставленная задача решается тем, что в установке для очистки воды, включающей в себя последовательно соединенные сырьевую емкость, заполняемую очищаемой от загрязняемых примесей водой, сатуратор, мембранный блок с каталитически активными мембранами, согласно изобретению в сатуратор встроены теплообменник, краны-газоотводчики, соединенные с деструктором остаточного озона; сатуратор при помощи трубопровода с насосом-дозатором напрямую соединен с сырьевой емкостью для обрабатываемой жидкости; всасывающий трубопровод насоса, обслуживающего эжектор, соединен с сатуратором, образуя замкнутый цикл; один выход мембранного блока соединен с входом сатуратора для подачи концентрата.

На чертеже представлена принципиальная технологическая схема установки для очистки воды каталитическим окислением.

Установка содержит сырьевую емкость 1, насос-дозатор 2, сатуратор 3, теплообменник 4, краны-газоотводчики 5 для регулирования объема жидкости в сатураторе 3, мембранный блок 6 с каталитически активными мембранами, насос 7 для подачи жидкости в эжектор, эжектор 8, генератор 9 озона, насос 10 для подачи жидкости в мембранный блок 6, емкость фильтрата 11, деструктор 12 остаточного озона.

Сырьевая емкость снабжена насосом-дозатором, подающим обрабатываемую воду для полного газонасыщения раствора в сатуратор. С помощью насоса-дозатора имеется возможность подавать растворенные катализаторы, тем самым ускоряя процессы химического окисления загрязняющих веществ и регулируя необходимое давление в сатураторе. В сатуратор встроены теплообменник для поддержания необходимой температуры жидкости, краны-газоотводчики на различной высоте для регулирования объема жидкости в сатураторе. В сатуратор подается с помощью эжектора озоно-кислородная смесь. Озоно-кислородная смесь вырабатывается в генераторе озона, который подключен к эжектору.

Из сатуратора выходят три трубопровода. Первый трубопровод подает жидкость с помощью насоса в эжектор, соединенный с генератором озона, а затем газожидкостную смесь направляет снова в сатуратор, за счет этого достигается более полное перемешивание газов-окислителей с обрабатываемой жидкостью, тем самым повышается скорость массообменных процессов, что способствует более эффективному использованию озона. Второй трубопровод с помощью насоса подает газонасыщенную реакционную смесь в мембранный блок с каталитически активными мембранами. Наличие насоса на втором трубопроводе позволяет регулировать гидродинамические и массообменные процессы в мембранном блоке. Третий трубопровод предназначен для опорожнения.

Из мембранного блока выходят два трубопровода: один подает концентрат в сатуратор, тем самым снижаются потери непрореагировавшего озона, содержащегося в концентрате, так как некоторый расход озона будет постоянно циркулировать в системе. Следовательно, для последующего цикла будет требоваться меньшее количество озона, что способствует снижению энергозатрат. Второй трубопровод подает фильтрат в емкость с очищенной водой.

Очистка трудноокисляемых сточных вод осуществляется следующим образом.

Обрабатываемая вода подается из сырьевой емкости 1 с помощью насоса-дозатора 2 в сатуратор 3 до определенного уровня и давления. После этого в сатуратор 3 подается с помощью насоса 7, генератора 9 озона и эжектора 8 озоно-кислородная смесь. Для поддержания определенного уровня жидкости в сатураторе используются краны-газоотводчики 5. Полученная в сатураторе 3 реакционная газонасыщенная смесь с помощью насоса 10 подается в мембранный блок 6, который является реактором окисления. Из мембранного блока 6 фильтрат подается в емкость 11, а концентрат - обратно в сатуратор 3. Температура реакционной смеси поддерживается на необходимом уровне с помощью теплообменника 4, помещенного в сатуратор 3. С помощью насоса-дозатора 2 имеется возможность подавать растворенные катализаторы. Отработанные газы отводятся через краны-газоотводчики 5, соединенные с деструктором остаточного озона 12.

К преимуществам данной установки можно отнести уменьшение энергозатрат, снижение расхода озона.

Установка для очистки воды каталитическим окислением, содержащая последовательно соединенные сырьевую емкость, заполняемую очищаемой от загрязняемых примесей водой, насос, подающий воду в эжектор для смешения с озоно-кислородной смесью, сатуратор, мембранный блок с каталитически активными мембранами, отличающаяся тем, что в сатуратор встроены теплообменник, краны-газоотводчики, соединенные с деструктором остаточного озона; сатуратор при помощи трубопровода с насосом-дозатором напрямую соединен с сырьевой емкостью для обрабатываемой жидкости; всасывающий трубопровод насоса, обслуживающего эжектор, соединен с сатуратором, образуя замкнутый цикл; один выход мембранного блока соединен с входом сатуратора для подачи концентрата.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано для очистки органических и минеральных растворов и суспензий в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и сельском хозяйстве.

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 области нанотехнологии, а именно к способу получения гибкой нанопористой композиционной мембраны с ячеистой структурой из анодного оксида металла или сплава, и может быть использовано для формирования керамических мембран с высокой проницаемостью, устойчивых при больших перепадах давления.

Группа изобретений раскрывает микропористые UZM-5 цеолитные мембраны, способы их получения и способы разделения газов, паров и жидкостей с их использованием. Микропористые UZM-5 цеолитные мембраны с небольшими порами получают двумя способами.

Изобретение относится к химической, нефтехимической, газовой отраслям. Газоплотную керамику со структурой майенита предложено использовать в качестве молекулярного фильтра для селективного извлечения гелия из гелийсодержащих газовых смесей.

Изобретение относится к области композиционных мембран, предназначенных для использования в контакторах газ-жидкость, в которых реализуются процессы абсорбции и/или десорбции газов, и касается композиционной мембраны на основе высокопроницаемых стеклообразных полимеров.

Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано для проведения процессов разделения газовых смесей (в кнудсеновском потоке), в качестве основы для создания проточных мембранных катализаторов, а также для проведения процессов ультра- и микрофильтрации и может применяться в химической, электронной и пищевой промышленности, а также в медицине и биотехнологиях.

Изобретение относится к технологии получения композитной формованной мембраны на основе неорганических природных силикатов и может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности, где существует необходимость в очистке растворов, требующих обеззараживания. Способ включает измельчение смеси исходных компонентов, приготовление суспензии, ее высушивание и последующий обжиг. Высушенную суспензию размалывают, затем просеивают и отбирают фракцию с размером частиц не более 0.1 мм, которую подвергают формованию прессованием при давлении 1.0-3.0 т/см2, обжиг осуществляют при температуре 500-600°C, а в качестве исходных используют компоненты, мас. %: цеолит 20-25, 1,5%-ный раствор хитозана в 2%-ной уксусной кислоте 1-3, SiO2 20-25, 64%-ный водный раствор Na2SiO3 40-50, концентрированный водный раствор ZrOCl2·12Н2О 3-9, 1%-ный раствор AgNO3 0,5-1. Технический результат: создание энергосберегающего способа изготовления формованных керамических мембран с повышенной механической прочностью, обладающих обеззараживающим действием при очистке зараженных стоков. 1 ил., 4 табл., 4 пр.

Изобретение может быть использовано при переработке токсичных отходов производства, содержащих хром(VI). Способ осаждения ионов хрома(VI) из растворов включает взаимодействие ионов хрома(VI) с реагентом-восстановителем в кислой среде и последующее добавление осадителя. В качестве реагента-восстановителя используют щавелевую кислоту. Осаждение проводят хлоридами щелочноземельных металлов или хлоридом магния после предварительного добавления карбоната натрия. Изобретение позволяет сократить продолжительность осаждения катионов хрома(VI), повысить экологичность процесса осаждения за счет использования нелетучего восстановителя. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 22 пр.

Изобретение относится к устройствам для доочистки водопроводной, артезианской, колодезной и другой условно питьевой воды. Водоочиститель для получения талой питьевой воды включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде 1 зоны: замораживания воды с кольцевой морозильной камерой 2, вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом 7. В нижней части сосуда 1 расположены раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола 6 и талой питьевой воды, а также разобщающее устройство в виде трубы 5 с кольцевой режущей частью. Труба 5 с кольцевой режущей частью установлена подвижно в направлении оси продольного сосуда 1 в подшипниках скольжения 8, размещенных в нижней части продольного сосуда 1. Изобретение позволяет повысить производительность и степень чистоты воды. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх