Способ фотохимического обезвреживания тиоцианатсодержащих сточных и оборотных вод

Изобретение относится к очистке сточных вод и оборотных вод, содержащих тиоцианаты (SCN-), и может быть использовано на предприятиях цветной металлургии, химической и золотодобывающей промышленности. Тиоцианатсодержащие сточные воды одновременно подвергают воздействию ультрафиолетового (УФ) излучения и обработке персульфатом (S2O82-) в присутствии ионов железа (III) при мольном соотношении [S2O82-]:[SCN-] 5:1. Способ позволяет обеспечить высокую степень очистки сточной воды в широком диапазоне рН среды и концентраций указанного загрязнителя за короткий промежуток времени при использовании различных источников УФ-излучения, излучающих как в узкой, так и широкой полосе оптического диапазона, а также уменьшить эксплуатационные расходы и снизить себестоимость очистки. Кроме того, предлагаемый способ не требует введения каких-либо регуляторов рН среды в реакционную зону, улучшает санитарные условия за счет малотоксичных, удобных в обращении и транспортировке реагентов. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение может быть использовано на предприятиях цветной металлургии, химической и золотодобывающей промышленности для обезвреживания сточных и оборотных вод, содержащих тиоцианаты (SCN-).

Тиоцианатсодержащие водные растворы в больших количествах образуются в процессе цианистого выщелачивания благородных металлов из сульфидных руд и концентратов. Среди приоритетных техногенных экотоксикантов жидкой фазы хвостов золотоизвлекательных фабрик (ЗИФ), цианиды и некоторые серосодержащие соединения, такие как тиосульфат, легко подвергаются окислению, в то время как тиоцианаты являются устойчивыми к разложению, и скорость деструкции SCN- является лимитирующей стадией и определяет эффективность всего процесса обезвреживания цианидсодержащих растворов.

Существует ряд методов обезвреживания, одни из которых широко применяются на золотоизвлекательных фабриках, другие находятся либо в стадии разработки, либо только внедряются в производство. Среди методов окисления и разрушения токсичных цианистых соединений до сих пор широко применяются «экологически грязные» реагенты в качестве окислителей, например, соединения хлора (гипохлориты, хлорная известь, жидкий хлор и т.д.). Жесткие требования экологического и экономического характера диктуют настоятельную необходимость создания новых малоотходных и безотходных технологий, дающих наибольший экологический эффект.

В последнее время интенсивно развиваются и начинают применяться альтернативные методы - биодеструкция, электрохимические методы обработки, метод термоокислительного жидкофазного разложения и, наконец, окисление токсичных цианидов и тиоцианатов с помощью экологически безопасных реагентов (озоном, пероксидом водорода, кислотой Каро, перкарбонатом). К недостаткам биологических методов очистки относятся значительная продолжительность обработки, необходимость постоянного поддержания условий среды (кислородного режима, температуры среды и величины рН). К недостаткам жидкофазного окисления следует отнести сложное аппаратурное оформление процесса: насосы и компрессоры высокого давления, необходимость применения дорогостоящих конструкционных материалов и высоколегированных сталей по всему тракту высокого давления, образование накипи на теплопередающих поверхностях. Основными недостатками электрохимических методов очистки сточных вод являются значительные энергетические затраты металла, необходимость очистки поверхности электродов и межэлектродного пространства от механических примесей.

Наиболее привлекательными являются фотохимические методы с использованием экологически безопасных окислителей и/или катализаторов. Использование ультрафиолетового (УФ) облучения получает все большее распространение для деструкции токсичных загрязнителей различной природы, в том числе и для обезвреживания цианистых соединений. Для проведения фотохимических процессов применяют различные источники, излучающие в определенной области оптического диапазона (от коротковолновой УФ до инфракрасной области).

Известен способ обезвреживания цианистых растворов, включающий добавление в очищаемую воду соединений железа (II) и обработку электроимпульсами высокого напряжения с удельным расходом энергии, не превышающим 100 кДж/дм3 [Лобанов В.Г., Кузас Е.А., Набиуллин Ф.М. и др. Способ обезвреживания цианистых растворов // Патент РФ №2526069, опубл. 20.08.2014, Бюл. №23]. При импульсах высоковольтного разряда образуется дуга с температурой более 5000°С, сопровождаемая УФ-излучением, в результате чего происходит разложение воды с образованием газообразного кислорода (О2) и озона (О3). При этом достигается эффективное разложение простых цианидов и других загрязнителей в стоках золотоизвлекательных фабрик. В присутствии катионов железа скорость обезвреживания цианистых растворов резко возрастает. Существенными недостатками данного способа являются высокая энергоемкость процесса обезвреживания и сложность аппаратурного оформления.

Известен способ очистки цианидсодержащих сточных вод, согласно которому процесс обезвреживания достигается за счет воздействия УФ-излучением и катализированной металлофталоцианинами реакции окисления цианистых соединений кислородом воздуха [Frame R.R., Kalnes Т.N., Moser М.D. Oxidative removal of cyanide from aqueous streams abetted by ultraviolet irradiation // US Pat. №5238581, Aug. 24, 1993.]. Источником УФ излучения служит ртутная лампа высокого давления мощностью 550 Вт. Наиболее эффективными катализаторами являются фталоцианины железа, кобальта или ванадия в концентрационном диапазоне от 50 до 5000 мг/дм3. Для повышения каталитической активности металлофталоцианины наносят на углеграфитовые носители, цеолиты, глины, нерастворимые оксиды алюминия, кремния, циркония и т.д. Процесс очистки цианидсодержащих растворов проводят в щелочной среде при рН 9-12. Повышение значений температуры от 20 до 150°С и давления от 1 до 10 атм позволяет ускорить процесс окисления, но приводит к дополнительным энергетическим затратам. Кроме того, к недостаткам указанного способа относятся необходимость предварительной подготовки катализатора путем модификации сорбентов.

Известен способ деструкции свободных и комплексных цианидов, включающий следующие основные стадии: вначале проводят предварительное окисление озоном, далее подвергают комбинированной обработке озоном и УФ-облучению [Garrison R.L., Prengle H.W., Mauk S.E. Method of destroying cyanides // US Pat. №3920547, Nov. 18, 1975]. Процесс обезвреживания цианистых растворов проводят в диапазоне рН 5-9, расход озона составляет 1.8-4.7 мг на 1 мг цианидов. Для повышения эффективности процесса обезвреживания цианидсодержащих сточных вод предлагается увеличить температуру обрабатываемого раствора до 70°С, что требует дополнительных эксплуатационных затрат. Несмотря на отсутствие вторичного загрязнения сточных вод продуктами восстановления этого окислителя, чистый озон токсичен и взрывоопасен, т.к. при его разложении высвобождается значительное количество тепла. Кроме того, озон получают электрохимическим методом, что приводит к высоким капитальным и эксплуатационным затратам. Известен способ очистки цианидсодержащих технологических растворов, включающий фотохимическую обработку с использованием окислительной системы {УФ/О3} и последующее пропускание через слой колонки, заполненной природным цеолитом, предварительно обработанным оксидом марганца [Hanela S., Duran J., Jacobo S. Removal of iron cyanide-complexes from wastewaters by combined UV-ozone and modified zeolite treatment // Journal of Environmental Chemical Engineering. - 2015. - Vol. 3. - P. 1794-1801]. Источник излучения представляет собой ртутную ультрафиолетовую лампу низкого давления (11.4 Вт), излучающую при длине волны 254 нм, размещенную внутри реактора. К недостаткам данного способа относятся (в дополнение к вышеуказанным) - проведение процесса в сильнощелочной среде (при рН≈13), необходимость в многоступенчатой и продолжительной подготовке цеолита (в течение 7 часов) с термической обработкой до 210°С.

Известен способ обезвреживания сточных вод золотодобывающих и металлообрабатывающих предприятий, содержащих свободные и комплексные цианиды, тиоцианаты, цианаты и др. соединения, заключающийся в обработке с помощью экологически безопасных окислителей - ферратов («super-iron batteries»: FeIV, FeV, FeVI) [Sharma V.K. Oxidation of inorganic contaminants by ferrates (VI, V, and IV) - kinetics and mechanisms: A review // Journal of Environmental Management. - 2011. -. Vol. 92. - P. 1051-1073]. Известен способ применения ферратов для очистки цианидсодержащих сточных вод в комбинировании с фотохимической системой с использованием диоксида титана в качестве катализатора [Wang Z.P., Huang L.Z., Su J.W., et al. Removal of cyanides in coking wastewater by ferrate pre-oxidization followed by photochemical process //Fresenius Environmental Bulletin. - 2008. - 17 (8). P. 1082-1087]. Для исследования процесса фотокаталитического окисления используют ртутную лампу высокого давления мощностью 250 Вт, с максимумом излучения при длине волны 365 нм. Основным недостатком окислительных методов на основе «ферратных» систем является дороговизна реагентов, для их получения применяют многоступенчатый синтез. Кроме того, сами ферраты щелочных металлов химически активны, при комнатной температуре термодинамически нестабильны, разлагаются на влажном воздухе.

Известен способ фотохимической очистки цианидсодержащих растворов, включающий удаление взвешенных веществ на начальной стадии, далее проводят обработку пероксидом водорода при мольном соотношении 5 моль Н2О2 на 1 моль цианид иона и УФ-облучением [Vuong D-G., Klock В.V. Cyanide and formate destruction with ultra violet light // US Pat. №7144514, Dec. 5, 2006]. Обезвреживание сточных вод осуществляли в УФ-реакторе производства «Solarchem» мощностью 1 кВт. Недостатками указанного способа являются применимость метода для низкоконцентрированных сточных вод (с содержанием цианидов до 50 мг/дм3) и большой расход дорогостоящего окислителя, превышающий стехиометрически необходимое количество в 5 раз. Известен способ фотохимической очистки цианидсодержащих растворов посредством их обработки УФ-облучением и пероксидом водорода в присутствии медного катализатора [Vuong D-G., Klock В.V. Cyanide and formate destruction with ultra violet light // US Pat. №7144514, Dec. 5, 2006; M. Sarla, M, Pandit, D.K. Tyagi, J.C. Kapoor. Oxidation of cyanide by chemical and photochemical process // Journal of hazardous materials. - 2004. - Vol. 116. - P. 449-56]. В примерах осуществления данного способа в качестве источника излучения использовалась УФ-лампа низкого давления (25 Вт), излучающая в диапазоне длин волн с максимум 254 нм. Оптимально установленный расход пероксида водорода 10-кратно превышает стехиометрически необходимое количество. Использование соединений меди в качестве катализатора приводит к удорожанию процесса обезвреживания. Кроме того, пероксид водорода производится в виде водного раствора с низкой активностью (около 35%), что вызывает определенные трудности в обращении и транспортировке.

Известен способ фотохимической очистки тиоцианатсодержащих сточных вод, включающий обработку технологических растворов с помощью фотокаталитической системы с использованием диоксида титана [Vohra M.S. Effect of co-pollutants thiosulfate and ammonia onto TiO2-mediated photocatalytic removal of thiocyanate from synthetic wastewater // Fresenius Environmental Bulletin. - 2013. - Vol. 22. - №2a. - P. 591-597; Vohra M.S. Removal of aqueous phase selenite and selenate using artificial and solar energized photocatalysis // US Pat. №9162902, Oct. 20, 2015]. Источник УФ-облучения представляет собой ультрафиолетовую лампу (F15T8-BLB 15 W, Japan), которая излучает преимущественно в ближней ультрафиолетовой области спектра (в диапазоне 315-400 нм) с максимумом излучения в области 352 нм. Эффективное обезвреживание тиоцианатсодержащих растворов, при исходной концентрации загрязнителя 10 и 20 мг/дм3, происходит при концентрации ТiО2 1 г/дм3 преимущественно в щелочной среде, при оптимальном значении рН 10-12.

Указанный способ по существу и достигаемому эффекту является наиболее близким к описываемому изобретению.

К недостаткам прототипа относятся необходимость в предварительном подщелачивании очищаемого раствора и значительная продолжительность обработки (от 4 до 6 часов). Фотокаталитическая система с использованием диоксида титана имеет серьезный недостаток: чувствительность катализатора ограничивается в ультрафиолетовом спектре диапазона УФ-А (315-390 нм). Для практического применения важно, чтобы фотокаталитическая система была способна проявлять активность в широком спектре УФ-диапазона, в том числе, в видимой части светового излучения. Существуют различные методы сенсибилизации диоксида титана, влекущие к дополнительным затратам. Кроме того, существует проблема вымывания диоксида титана в процессе эксплуатации и его отделения от очищенной воды.

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков при сохранении высокой эффективности процесса очистки тиоцианатсодержащих сточных вод, а также снижение затрат на его проведение.

Технический результат достигается тем, что сточные воды, содержащие тиоцианаты, подвергают одновременно воздействию УФ-излучения и обработке персульфатом (S2O82-) в присутствии ионов железа (III), при этом мольное соотношение [S2O82-]:[SCN-] составляет 5:1, без введения каких-либо регуляторов рН среды в реакционную зону.

Предлагаемый способ очистки тиоцианатсодержащих сточных вод обладает рядом преимуществ: эффективен в широком диапазоне рН среды и концентраций указанного загрязнителя, глубокая деструкция тиоцианатов достигается за короткий промежуток времени при использовании различных источников УФ-излучения. Кроме того, используемый окислитель обладает высокой стабильностью и активностью, хорошо растворим в водных средах, а также является малотоксичным, удобен в обращении и транспортировке. Соединения железа также относятся к экологически безопасным катализаторам («green есо-friendly»), поскольку его окислительно-восстановительные превращения широко распространены в природных экосистемах. Конечным продуктом является гидроксид железа, который выделяется в виде коллоидных агрегатов с очень развитой поверхностью и адсорбирует ионы тяжелых металлов, взвешенные вещества и органические соединения, обеспечивая, таким образом, дополнительную очистку путем коагуляции.

Способ подтверждается следующими примерами.

Пример 1. Для изучения процессов фотодеструкции тиоцианатов использовали источники моно- и полихроматического УФ-излучения с различными рабочими спектральными диапазонами: традиционно применяемые дуговые ртутные газоразрядные лампы низкого давления марки ДБ-30-1, с максимумом излучения в области 254 нм (УФ-254) и высокого давления марки ДРТ-400, с линейчатым спектром в видимой и УФ-областях с максимумом излучения в области 365 нм (УФ-Вид), а также современный источник УФ-излучения - KrCl-эксилампа барьерного разряда, излучающая в узкой спектральной полосе с максимумом 222 нм (УФ-222). Широкополосный источник излучения ртутная лампа ДРТ-400 использовалась для имитации УФ и видимой составляющей естественного солнечного излучения. Для концентрации светового потока фотореактор помещался в зеркальный параболоцилиндрический кожух-отражатель из алюминиевой фольги. Скорость циркуляции обрабатываемого раствора варьировали в диапазоне 30-75 дм3/час.

Модельный раствор тиоцианатов с исходной концентрацией 1.72 ммоль/дм3 (100 мг/дм3) без введения каких-либо регуляторов кислотности среды (при рН≈5.6) с термостатированием (22±2°С) подвергают обработке персульфатом без и в присутствии ионов железа (III) в проточном трубчатом фотореакторе с использованием различных источников УФ-излучения. Дозу персульфата рассчитывали из оптимального соотношения 5 мМ S2O82- на 1 мМ SCN-. В реакционную смесь одновременно дозируют раствор катализатора (Fe3+), взятого согласно мольному соотношению [S2O82-]:[Fe3+] равному 1:0.1.

При проведении обработки тиоцианатсодержащих растворов в соответствии с предлагаемым способом достигается быстрое и практически полное разложение тиоцианатов в течение 20-60 минут в зависимости от используемого источников УФ-излучения. Поскольку выбранные источники значительно отличались по характеристикам потребляемой электрической энергии, полученные результаты сведены в параметр удельной конверсии, равный отношению количества превращенного вещества к затраченной электрической энергии. Результаты фотохимического окисления тиоцианатов с использованием различных источников УФ излучения представлены в таблице 1.

При обработке тиоцианатов каталитической системой {Fe3+/S2O82-} с дополнительной фотоактивацией во всех случаях наблюдается значительное ускорение процесса окислительной деструкции, ведущее к существенному (в 1.7-5 раз) сокращению продолжительности обработки.

Пример 2. Модельный раствор тиоцианатов подвергают фотохимической обработке при повышенных значениях рН среды как в примере 1. Проведение очистки тиоцианатсодержащих растворов с помощью фотокаталитической системы {УФ/S2O82-/Fe3+} при значении рН 10, абсолютно не снижает эффективности процесса.

Пример 3. Технологическую оборотную воду золотоизвлекательной фабрики, содержащую 2.17 ммоль/дм3 (126.07 мг/дм3) тиоцианатов, подвергали одновременно УФ- облучению и обработке персульфатом, без и в присутствии ионов железа (III) при мольном соотношении [S2O82-]:[Fe3+], равном 1:0.2, без введения в реакционную зону каких-либо регуляторов рН среды. Фотохимическую обработку технологических растворов ЗИФ с добавлением персульфата проводили в проточном фотореакторе с производительностью 90 дм /час, оснащенном искусственным источником оптического излучения с квазисолнечным спектром (УФ-Вид).

При проведении обработки реальной воды ЗИФ в соответствии предлагаемым способом, время полного окисления тиоцианатов составляет 40 минут. Кроме того, в результате обезвреживания технологических растворов ЗИФ с использованием фотокаталитической системы {УФ/S2O82-/Fe3-} наблюдается значительное снижение содержания тиосульфатов, меди, железа, ХПК. Результаты обезвреживания тиоцианатсодержащих технологических растворов ЗИФ с использованием фотокаталитической системы {УФ/S2O82-/Fe3-} представлены в таблице 2.

После фотохимической обработки и последующей нейтрализации и осветления, очищенная вода может быть использована для технологических нужд ЗИФ или сброшена на поля фильтрации.

Предлагаемый способ очистки тиоцианатсодержащих сточных вод позволяет, добиться высокой степени удаления тиоцианатов и других сопутствующих соединений при использовании различных источников УФ-излучения, излучающих как в узкой, так и широкой полосе оптического диапазона. Кроме того, при проведении процесса не требуется введение каких-либо дополнительных регуляторов рН среды. В результате значительно сокращаются продолжительность процесса обезвреживания и эксплуатационные расходы, что приводит к снижению себестоимости очистки. Предлагаемый способ прост в аппаратурном оформлении и позволит улучшить санитарные условия за счет малотоксичных, удобных в обращении и транспортировке реагентов.

1. Способ фотохимической очистки сточных вод от тиоцианатов, включающий их обработку персульфатом, отличающийся тем, что тиоцианатсодержащие воды одновременно подвергают воздействию ультрафиолетового (УФ) облучения и обрабатывают персульфатом в присутствии ионов железа (III).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обезвреживание тиоцианатсодержащих вод с использованием фотокаталитической системы {УФ/S2O82-/Fe3+} проводят при мольном соотношении [S2O82-]:[SCN-], равном 5:1, без введения каких-либо регуляторов pH среды в реакционную зону.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для очистки водоемов от водорослей. Устройство содержит плавсредство с приспособлением для забора воды с водорослями, подающим смесь на установленные с каждой его стороны попарно встречно-вращающиеся барабаны с обрезиненной поверхностью.

Изобретение относится к области очистки сточных вод, в частности к устройствам для отделения активного ила от биологически очищенной воды, выходящей из аэротенков.

Изобретение относится к способу очистки воды и сточных вод от нитрит-ионов. Способ включает электрохимическую обработку водных растворов, содержащих 0,10-0,20 г/л нитрит-ионов и 0,30-0,45 г/л сульфата натрия или хлорида натрия, в ячейке непроточного типа с диафрагмой, катодом из нержавеющей стали, анодом типа ОРТА при силе тока 0,25-0,40 А, плотности тока 0,25-0,40 А/см2, напряжении 38-42 В, температуре 22-30°С, продолжительностью 40-45 мин.

Изобретение относится к области систем жизнеобеспечения экипажей космических летательных аппаратов (космических кораблей, орбитальных станций), а также индивидуальных домовладений, а именно к системам регенерационного водообеспечения.

Изобретения могут быть использованы в пищевой промышленности для деаэрации жидких пищевых продуктов. Способ деаэрации жидкости включает этапы, на которых сжимают жидкость до давления выше атмосферного, нагревают жидкость до заданной температуры, направляют сжатую жидкость к месту смешения, подмешивают инертный газ в сжатую жидкость, направляют сжатую жидкость, содержащую инертный газ, в разделительный резервуар через декомпрессионный клапан, снижают давление в разделительном резервуаре до давления выше давления пара для данной жидкости при указанной заданной температуре, откачивают выделившиеся газы из разделительного резервуара и откачивают деаэрированную жидкость из разделительного резервуара для дальнейшей обработки.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к сооружениям для комплексной очистки воды от влекомых и части взвешенных наносов при водозаборе в каналы, трубопроводы и аванкамеры насосных станций.

Изобретение относится к галургии и гидрометаллургии урана и может быть использовано для извлечения и концентрирования урана из природных вод и разбавленных растворов при обезвреживании и очистке сточных вод в гидрометаллургии урана.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для получения воды питьевого качества в полевых условиях, а также в условиях чрезвычайных ситуаций с использованием поверхностных источников воды с различными природными и антропогенными загрязнениями, зараженных патогенными микроорганизмами, вирусами и отравляющими веществами, путем ее фильтрации с последующей сорбцией токсинов и обеззараживанием.

Изобретение относится к очистке сточных вод промышленных предприятий от ионов тяжелых металлов. Очистку сточных вод от ионов тяжелых металлов осуществляют путем сорбции на твердом нерастворимом природном сорбенте.

Изобретение относится к доочистке питьевой воды. Способ очистки водопроводной воды включает ее очистку в водоочистителе, содержащем зону подачи воды, зону замораживания с морозильной камерой и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с отделением льда, вывод талой питьевой воды.

Изобретение относится к разделению и нагреву водонефтяных эмульсий и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. Установка для разделения и нагрева водонефтяной эмульсии содержит емкость 1 с патрубками 2, 3, 4, 5 ввода нефтяной эмульсии, вывода нефти, вывода воды, нефтяного газа, расположенный снаружи емкости 1 цилиндрический кожух 6 с патрубками 7, 8 ввода и вывода теплоносителя и с размещенной в нем жаровой трубой 9, циркуляционный насос 10 и нагреватель 11. На емкости смонтированы узел 12 ввода теплоносителя в нагреватель 11 и узел 13 вывода теплоносителя из нагревателя 11. Нагреватель 11 выполнен в виде продольно расположенных в емкости 1 труб 14, вмонтированных концами в трубные решетки 15, 16, к левой из которых герметично присоединено днище 17, а к правой – днище 18, образующие с трубными решетками сообщенные с трубами камеры 19, 20. В камере 19 нагревателя 11 установлена перегородка 21, разделяющая камеру на нижнюю и верхнюю полукамеры. В верхнюю полукамеру камеры 19 вмонтирован патрубок 22, соединенный трубопроводом 23 через узел 12 емкости 1 с патрубком 8 цилиндрического кожуха 6, а в нижнюю полукамеру – патрубок 24, соединенный трубопроводом 25 с входом насоса 10, выход которого соединен трубопроводом 26 с патрубком 7 цилиндрического кожуха 6. Патрубок 5 емкости 1 соединен трубопроводом 27 с газовой горелкой 28, вмонтированной в жаровую трубу 9. Нагреватель 11 установлен в емкости 1 на опоры 29 с возможностью продольного перемещения. Изобретение позволяет исключить пожароопасность, повышенную интенсивность теплопередачи, а также повысить надежность установки для нагрева и разделения водонефтяной эмульсии. 1 ил.

Изобретение относится к области очистки природных и сточных вод промышленных предприятий от сернистых соединений. Способ очистки воды от сернистых соединений включает насыщение воды кислородом или воздухом в присутствии катализатора окисления, в качестве которого используют водный раствор комплекса железа с этилендиаминтетрауксусной кислотой, при этом катализатор и кислород или воздух подают непосредственно в поток воды с сернистыми соединениями при рН от 2 до 11, причем катализатор подают в концентрации от 0,1 до 3 мг-экв./л, а кислород подают в объемах, равных или превышающих требуемые объемы по стехиометрии, для превращения сернистых соединений в элементарную серу, после осуществляют отделение воды от элементарной серы. Изобретение позволяет в непрерывном режиме очистить воду от сернистых соединений и ускорить процесс их окисления, а также снизить себестоимость очистки воды, минимизировать количество твердых отходов и сточных вод, подлежащих переработке и/или утилизации. 1 табл., 5 пр.
Изобретение относится к области очистки технологической жидкости, например воды, загрязненной осаждающимися механическими примесями, например дисперсными твердыми частицами, плотность материала которых выше плотности технологической жидкости, и плавающей жидкой средой, плотность которой ниже плотности технологической жидкости, например нефти в воде, и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где возникает такая необходимость. Способ очистки технологической жидкости от механических примесей и плавающей жидкой среды включает предварительное смешение в гомогенизаторе загрязненной технологической жидкости и части очищенной технологической жидкости в смесителе, в котором струи очищаемой и части чистой технологической жидкости направлены навстречу друг другу с равным поперечным сечением в месте столкновения струй. Далее смесь подают по диффузору с шириной, равной внутренней ширине отстойника, и высотой, обеспечивающей ламинарный режим течения тонкого плоского слоя смеси. Очистка технологической жидкости от механических примесей и плавающей жидкой среды производится путем гравитационного осаждения механических примесей и всплытия жидкой плавающей среды из тонкого плоского слоя. Технический результат: повышение эффективности процесса очистки технологической жидкости.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к области производства гетерогенных катализаторов процессов жидкофазного окисления органических соединений (в том числе, производных фенолов) и может быть применено на предприятиях различных отраслей промышленности для проведения реакций окисления, а также для каталитической очистки сточных вод от токсичных органических контаминантов. Гетерогенный катализатор жидкофазного окисления органических соединений содержит носитель, глутаровый диальдегид в качестве сшивающего агента и экстракт корня хрена (Armoracia Rusticana) в качестве активного компонента. Согласно изобретению в качестве носителя используют диоксид титана, модифицированный последовательно 0,095÷0,105 н. раствором соляной кислоты, 0,195÷0,205%-ным раствором хитозана в 0,0045÷0,0055 М растворе соляной кислоты и 4,95÷5,05%-ным раствором аминопропилтриэтоксисилана в 95,5÷96,5%-ном этаноле при следующем соотношении компонентов, % масс.: диоксид титана - 45÷55; хитозан - 7,5÷12,5; аминопропилтриэтоксисилан - 17,5÷22,5; сшивающий агент (глутаровый диальдегид) - 7,5÷12,5; активный компонент (экстракт корня хрена) - 7,5÷12,5. Технический результат - повышение активности, селективности и операционной стабильности гетерогенного катализатора в реакции жидкофазного окисления органических соединений перекисью водорода. 6 ил., 19 пр.

Изобретение относится к области дезинфекции жидкостей, в том числе воды, ультрафиолетовым излучением. Устройство для обработки жидкостей ультрафиолетовым излучением имеет герметичный цилиндрический корпус-реактор 1, внутри которого параллельно его оси расположены одна или несколько УФ-ламп 2, помещенных в герметичные защитные кварцевые чехлы 3. Корпус-реактор имеет входной и выходной патрубки, которые соединены соответственно с входным 8 и выходным 9 коллекторами. Входной коллектор расположен на внутренней боковой поверхности корпуса-реактора 1, вытянут вдоль всей его длины и имеет ряд равномерно распределенных вдоль него впускных отверстий 10. Выходной коллектор расположен на оси корпуса-реактора 1, вытянут вдоль всей его длины и имеет ряд равномерно распределенных выпускных отверстий. При этом впускные отверстия ориентированы так, что поток обрабатываемой жидкости входит в корпус-реактор 1 перпендикулярно его оси и тангенциально к его боковой поверхности. Внутри корпуса-реактора поток движется по сходящейся спирали от боковой поверхности к выпускным отверстиям 10 выходного коллектора 8, последовательно проходя при этом через зоны с разной интенсивностью УФ-излучения от ламп 2. Затем поток обработанной жидкости через выпускные отверстия, выходной коллектор 9 и выходной патрубок выходит из устройства. Технический результат заключается в увеличении равномерности облучения УФ-излучением всего объема обрабатываемой жидкости и, как следствие, увеличение степени обеззараживания и/или производительности устройства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к области очистки питьевых, технических, сточных вод и жидкостей от содержащихся в них газов и может быть использована в коммунальном водоснабжении, водоподготовке и промышленности. Устройство дегазации содержит камеру (4) для дегазируемой жидкости с аэратором (1), нагнетательные патрубки (2) с душирующими отверстиями (3), обеспечивающими эффект кавитации и образование струй; воздушные патрубки (6) для подвода воздуха и отвода выделившихся газов, выполненные с противоположных сторон камеры (4). Воздушный патрубок (6) снабжен вентилятором (5) и гидрозатвором (7). Душирующие отверстия могут быть в форме сечений диффузорных насадков. В камере (4) устройства для дегазации проводят аэрацию жидкости в потоке, в процессе которой жидкость насыщается воздухом и создаются кавитационные пузырьки. Затем осуществляют гидродинамическую кавитацию путем снижения давления в потоке жидкости до значения, равного давлению насыщенных паров этой жидкости при данной температуре или давлению, при котором начинается выделение из нее растворенных газов. Осуществляют отдувку выделившихся газов потоком воздуха с одновременным механическим распылением жидкости в результате удара струи о стенку, обеспечивающим отделение и удаление растворенных газов. Достигается повышение эффективности очистки жидкости за счет насыщения воды кислородом, окисления загрязняющих веществ, отделения растворенных газов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод, загрязненных биоразлагаемыми органическими соединениями. Осуществляют обработку сточных вод в аэротенке. Отделяют активный ил от очищенной воды во вторичном отстойнике. Подают циркуляционный активный ил после осаждения во вторичном отстойнике в аэротенк. Удаляют избыточный активный ил на сооружения обработки осадков сточных вод в количестве 1/60-1/100 от суммарной массы ила в аэротенке и вторичном отстойнике в сутки. Обеспечивается сокращение объема избыточного активного ила при одновременном повышении качества очищенной воды по ХПК, БПК и соединениям азота. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Группа изобретений может быть использована в сельском хозяйстве для переработки отходов животноводства. Способ извлечения питательных веществ из отходов животноводческих комплексов включает нагревание и аэрирование стоков анаэробного ферментера в аэрационном реакторе в течение 4-24 часов для перевода растворимого аммония в газообразный аммиак, подачу газообразного аммиака из аэрационного реактора в дегазационную колонну, в которой регулируемое количество кислоты реагирует с аммиаком, извлечение получаемой аммониевой соли. Во втором варианте стоки, содержащие волокнистый осадок и взвешенные твердые частицы, предварительно нагревают до 160°F (71,11°C), отделяют волокнистый осадок и используют две дегазационные колонны. Система для извлечения питательных веществ из отходов животноводческих комплексов включает аэрационный реактор для нагревания и аэрирования стоков анаэробного ферментера и две дегазационные колонны для смешения регулируемого количества кислоты с газообразным аммиаком из аэрационного реактора, а также резервуар для сбора аммониевой соли. Изобретения обеспечивают экономичность переработки животноводческих стоков и извлечение из них питательных веществ. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 18 ил., 8 табл., 14 пр.

Изобретение относится к нагреву и обеззараживанию воды СВЧ-энергией и может быть использовано в пищевой, медицинской, микробиологической, фармацевтической, а также в химической промышленности. Способ обеззараживания и нагрева воды включает воздействие СВЧ-энергией на поток обрабатываемой воды заданного размера, проходящий через прямоугольный волновод под углом к его широкой стенке. В поток добавляют водный раствор ионного серебра из расчета его концентрации в обрабатываемой воде 0,01-0,02 мг/л. Воду пропускают через устройство, включающее СВЧ-генератор, прямоугольный волновод с фланцами, проходящую через него трубку из радиопрозрачного материала, ось которой расположена под углом к широкой стенке волновода, и концевую согласованную поглощающую нагрузку. Трубка, через которую пропускают поток, имеет расширяющуюся форму, при этом ширина W имеет максимальное значение 0,66 размера широкой стенки волновода, высота h на входе в волновод составляет 0,06-0,15 длины волны, а высота Н на выходе из волновода 0,18-0,47 длины волны и установлена широкой стороной к направлению распространения электромагнитной волны. Способ обеспечивает снижение температуры обеззараживания жидкости, увеличение КПД поглощения СВЧ-энергии и производительности, снижение энергозатрат, ускорение процесса СВЧ-обеззараживания и нагрева воды, а также возможность использования меньшей дозы ионного серебра. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано для очистки подземных водосборников и промышленных сбросов от взвешенных тонкослойных частиц, нефтепродуктов, металлов. Комплекс включает корпус с емкостью (1), транспортно-обезвоживающее устройство (5), модульные устройства для очистки воды трех типов (2, 3, 4), устройства подачи (19) и сброса воды (10). Емкость (1) треугольного или трапециевидного сечения имеет угол наклона бортов 43-48° и состыкована с корпусами транспортно-обезвоживающих устройств – горизонтального (7) и наклонного (8). Внутри корпуса попарно устанавливаются модульные устройства для очистки воды (2, 3, 4) одного типа, разделенные между собой поперечными перегородками (6). Приемная секция (9) разделена с модульными устройствами типа «жалюзи» (2) перегородкой (6) сверху на 2/3 высоты модуля. Модульные устройства тонкослойных осветлителей (3) и модульные устройства электрической обработки воды (4) разделены поперечными перегородками (6) снизу на 2/3 высоты модулей. Устройство сброса воды (10) разделено с модульными устройствами электрической обработки (4) поперечной перегородкой (6) сверху. Транспортные устройства (7) и (8) являются трубами, имеющими щели в емкости (1) для перепуска шлама и состыкованными между собой под углом 8-13° с помещенными внутри шнеками (11). Щель (14) транспортно-обезвоживающего устройства (5) вырезают в трубах от перегородки, отделяющей модульное устройство электрической обработки воды (4) до точки уровня заполнения емкости водой на наклонной трубе, которая на верхнем конце снизу имеет шпальтовое сито (15) и поддон (16) с отводящей трубой (17) для сброса подрешетного продукта в емкость (1). Щель (14) перекрывается решеткой (18), выполненной из пластин, установленных под углом 45°. Устройство подачи воды имеет плоский раструб (20), устройство сброса воды (10) имеет диаметр трубы, обеспечивающий скорость потока в комплексе не более 0,1 м/с. Комплекс обеспечивает надежность, упрощение конструкции и снижение габаритов оборудования. 1 ил.

Изобретение относится к очистке сточных вод и оборотных вод, содержащих тиоцианаты, и может быть использовано на предприятиях цветной металлургии, химической и золотодобывающей промышленности. Тиоцианатсодержащие сточные воды одновременно подвергают воздействию ультрафиолетового излучения и обработке персульфатом в присутствии ионов железа при мольном соотношении [S2O82-]:[SCN-] 5:1. Способ позволяет обеспечить высокую степень очистки сточной воды в широком диапазоне рН среды и концентраций указанного загрязнителя за короткий промежуток времени при использовании различных источников УФ-излучения, излучающих как в узкой, так и широкой полосе оптического диапазона, а также уменьшить эксплуатационные расходы и снизить себестоимость очистки. Кроме того, предлагаемый способ не требует введения каких-либо регуляторов рН среды в реакционную зону, улучшает санитарные условия за счет малотоксичных, удобных в обращении и транспортировке реагентов. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Наверх