Способ доочистки сточных вод

 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод сорбцией и может быть использовано для доочистки стоков после биологической очистки. Целью изобретения является снижение расхода адсорбента при сохранении высокой степени очистки. Для осуществления способа сточную воду после биоочистки подают противотоком в адсорбер при массовом соотношении адсорбент: сточная вода 1:(250-1000). В качестве адсорбента используют свежий и регенерированный микропористый адсорбент со средним радиусом пор 0,70-1,75, содержащий 5-10 мас.% углерода. Отработанный адсорбент отделяют от воды и направляют на регенерацию - сначала сушат при 400-450°С, а затем весь адсорбент или часть (до 1 /3) направляют на высокотемпературную регенерацию при 800-850оС. Регенерированный при 400-450°С адсорбент возвращают в технологический цикл и вводят в адсорбент ниже (по линии движения адсорбента) места ввода свежего и регенерированного при 800-850°С адсорбента. Способ позволяет снизить расход адсорбента по сравнению с известным способом в 2,5-10 раз при сохранении 100%-ной степени адсорбции. 2 з.п, ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 02 F 1/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР I .1..

ОП И САН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ " ..:::

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4495811/26 (22) 06.07.88 (46) 23.09.91. Бюл, hh 35 (71) Рубежанский филиал Днепропетровского химико-технологического института им.

Ф.Э.Дзержинского и Первомайское производственное объединение "Химпром" (72) М.А.Гликин, В.Г.Смирнов, М.И.Гарькавый, Н.П.Алексеева, Б.С.Поважный, Т.И,Дудник, А.Л.Бродский и Л.М.Савицкая (53) 663.631.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 988324, кл. В 01.) 20/20, 1983, (54) СПОСОБ ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД (57) Изобретение относится к способам очистки сточных вод сорбцией и может быть использовано для доочистки стоков после биологической очистки. Целью изобретения является снижение расхода адаорбента при сохранении высокой степени очистки. Для осуществления способа сточную воду после

Изобретение относится к способам очистки сточных вод сорбцией и может быть использовано для доочистки стоков после биологической очистки.

Целью изобретения является снижение расхода адсорбента при сохранении высокой степени очистки.

Для осуществления способа сточную воду после биоочистных сооружений подают противотоком в адсорбер при соотношении адсорбент: сточная вода (1:250)-(1:100). В качестве адсорбента используют свежий и регенерированный микропористый адсорбент, содержащий 5-10 мас.,4 углерода. Отработанный адсорбент отделяют от воды и

„„SU „, 1678768 Al биоочистки подают противотоком в адсорбер при массовом соотношении адсорбент; сточная вода 1:(250 — 1000), В качестве адсорбента используют свежий и регенерированный микропористый адсорбент со средним радиусом пор 0,70 — 1,75, содержащий 5 — 10 мас. углерода. Отработанный адсорбент отделяют от воды и направляют на регенерацию — сначала сушат при 400-450 С, а затем весь адсорбент или часть (до 1/3) направляют на высокотемпературную регенерацию при 800 — 850оС, Регенерированный при 400-450 С адсорбент возвращают в технологический цикл и вводят в адсорбент ниже (по линии движения адсорбента) места ввода свежего и регенерированного при

800 — 850 С адсорбента. Способ позволяет снизить расход адсорбента по сравнению с известным способом в 2,5 — 10 раэ при сохранении 1007-ной степени адсорбции. 2 э.п, ф-лы, 3 табл. направляют на регенерацию, Вначале его частично регенерируют (сушат) при 400—

450 С, а затем весь адсорбент или только до

1/3 направляют на высокотемпературную регенерацию, где его нагревают до 800850 С. Регенерированный цикл, вводя его в адсорбер ниже (по линии движения сорбента) места ввода свежего и регенерированного при высокой температуре сорбента.

Свежий адсорбент вводят в технологию только для компенсации механических потерь.

Использование адсорбента со средним радиусом пор 0,7 — 1,75 нм способствует в результате наложения силовых полей сте1678768 нок пор проявлению эффекта повышения адсорбционного потенциала. Поры, радиус которых менее 0,7 нм, практически недоступны для молекул органических соединений, содержащихся в сточной воде.

Обработка микропористых минеральных основ углеродсодержащим газом позволяет снизить средний радиус пор до

0,7 — 1,75 нм. При высокотемпературном режиме обработки газофазным углеводородом углерод формируется в кристаллы, имеющие свою систему микропор, которыми дополняют общий объем адсорбционноспособных микропор и поддерживают его науровне угля СКТ, т.е. близким к 0,65 нм см /г. Этим обеспечивают высокую адсорбционную емкость; до 10 г/100 r адсорбента, что позволяет снизить расход адсорбента до (1:250)-(1:1000).

Частичную регенерацию (сушку) углеродсодержащего адсорбента проводят в среде топочного газа, нагревая его до 400—

450 С, а полную регенерацию — при 800—

850 С. В результате низкотемпературной сушки испаряют влагу, разлагают часть молекул адсорбированных веществ с образованием смеси низкомолекулярных летучих продуктов, испаряющихся из адсорбента в поток газа — теплоносителя. Одновременно с деструкцией молекулы органических соединений десорбируют в горячий поток без существенных изменений структуры, При высокотемпературной (полной) регенерации в инертной среде топочного газа (продукты горения топлива имеют состав:

10 — 16 (СОг, 69 — 73;(йг, 15 — 17ф> НгО(пар), до 0,3 Ог) осуществляют глубокую деструкцию адсорбированных молекул с отложением углерода на поверхности адсорбента. При регенерации в окислытельной среде смесью топочного газа с кислородом окисляют адсорбированные органические соединения. Выбор среды (инертной или окислительной) зависит от исходного значения ХПК сточной воды. При значении ХПК до 100 мг Ог/л способ осуществляют в инертной среде, свыше 100 мг

Ог/л — в окислительной.

Место ввода адсорбента определяется тем, что частично отрегенерированный адсорбент эффективно работает при очистке сточной воды с относительно более высоким содержанием органических веществ (ХП К 100-1000 мг Ог/л), в то время как полностью отрегенерированный адсорбент обеспечивает 1007,-ную очистку в широком диапазоне концентраций (ХПК 10-1000 r

Ог/л).

Пример 1, 4 г микропористого адсорбента, приготовленного на базе силикагеля

КСС-4п, содержащего 6 мас. у tг.л еeр оoд а, помещаютт в адсорбцион ную колон ку (материал — стекло, диаметр 100 мм). Вес адсорбента и диаметр колонки выбирают, исходя из соотношения h = 4, р, где h— высота адсорбционной колонки; Ь> — длина фронта массопередачи; p — фактор симметричности (индивидуальный для конкретного адсорбента). Для предлагаемых по способу адсорбентов выбирают высоту слоя в 7 раэ превышающую диаметр слоя. Сточную воду, содержащую хлорорганические вещества и продукты метаболизма активного ила, подают на адсорбционную очистку вверх колонки со скоростью 0,5 л/ч. Очищаемую воду отбирают по 50 мл и по величине ХПК определяют в ней количество органических соединений. При нулевом значении ХПК отбирают на анализ следующую порцию сточной воды. Появление органических соединений в фильтрате (проскок) свидетельствует о насыщении адсорбента и достижении им предельного соотношении адсорбент; сточная вода.

Полученные результаты зависимости расхода адсорбента от среднего диаметра радиуса пор приведены в табл.1.

Пример 2. Условия опыта те же, но содержание углерода на адсорбенте 4 мас. .

Пример ы 3 — 5. Условия опыта те же, но адсорбент приготовлен на базе силикагеля КСМ вЂ”, содержащего 5, 10 и 12 мас. углерода соответственно.

Пример 6. Условия примера 1, но в качестве адсорбента используют сорбент, отработанный в примере 1 и просушенный при 400 С в течение 30 мин. Результаты влияния сушки на степень адсорбции приведены в табл.2.

Пример 7. Условия примера 6, но используют адсорбент, отработанный в примере 6.

Пример 8. Условия примера 6, но используется адсорбент, отработанный в примере 7.

Пример 9. Условия примера 6, но используется адсорбент, просушенный при

450 С.

ll р и м е р 10. Условия примера 6, но адсорбент просушен при 350 С, Пример 11. Условия примера 6, но адсорбент просушен при 500 С.

Пример 12, Условия примера 1, но в качестве адсорбента используют образец, отработанный в примере 1 и обработанный в инертной среде топочного газа при 850 С

1678768

Таблица1 в течение 15 мин, Результаты влияния высокотемпературной регенерации на степень адсорбции даны в табл.3.

Пример ы 13 — 16. Условия примера

12, но в каждом последующем примере используют адсорбент, отработанный в предыдущем опыте. В примере 13 использован образец примера 12.

Пример ы 17-18, Условия примера

12, но адсорбент обработан при температурах соответственно 700 и 600 С.

Пример 19. Условия примера 12, но адсорбент отработан при 850 С газами сгорания природного газа в течение 15 мин.

Данные табл.1 показывают, что, варьируя содержанием углерода и типом минеральной основы, получают адсорбенты со средним радиусом пор 0,7 — 1,75 нм, которые обеспечивают 100 -ную степень очистки сточной воды до соотношения адсорбент: сточная вода 1:1000.

Данные табл.2 показывают, что просушенный при 400 — 450 С адсорбент частично восстанавливает свою адсорбционную емкость и может повторно использоваться 2 — 3 раза без высокотемпературной регенерации. Поднимать температуру сушки выше

450 С нецелесообразно.

Данные табл.3 показывают, что деструктивная высокотемпературная регенерация адсорбента, отобранного на сточной воде с ХПК-40 мг Oz/л, способствует образованию привеса углерода (примеры 12 — 16).

Окислительная высокотемпературная регенерация (пример 19) адсорбента, отработанного на сточной воде с ХПК-110 мг Oz/л, способствует окислению адсорбированных органических соединений и частично первичного слоя углерода. Это приводит к обновлению адсорбционных свойств и позволяет многократно использовать его при 100 -ной очистке до соотношения ад5

40 сорбент . сточная вода 1.1000. Повышать температуру выше 850 С нецелесообразно.

Осуществление способа доочистки сточных вод адсорбентом со средним диаметром пор 0,7-1,75 нм, полученным в результате осаждения 5 — 10 мас. углерода на минеральных основах, позволяет снизить расход адсорбента по сравнению с известным способом в 2,5-10 раэ. Благодаря режимам регенерации, обеспечивающим сохранение активной углеродной составляющей или пополняющим ее, возможно многократное использование адсорбента, при этом свежий адсорбент вводят в количестве, компенсирующем потери от механического истирания, Формула изобретения

1. Способ доочистки сточных вод, включающий адсорбцию с использованием пористой минеральной основы, промотированной углеводородом, отделение адсорбента от воды, его регенерацию и многократное использование в процессе, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода адсорбента при сохранении высокой степени очистки, используют адсорбент с радиусом пор 0,7 — 1,75 нм, полученный при высокотемпературной обработке углеводородом с содержанием углерода 5 — 10 мас. ф„а регенерацию ведут в две стадии — сначала при 400 — 450 С, затем при 800 — 850 С в инертной или окислительной среде.

2, Способ поп.1,отличающийся тем, что адсорбент, обработанный при 400450 С, частично возвращают на стадию адсорбции.

3, Способ поп 1, отл и ч а ю щийс я тем, что доочистку проводят при массовом соотношении адсорбента и сточной воды

1:(250 — 1000).

1678768

Продолжение т а б л. 3

Таблица2

ТаблицаЗ

1678768

Продолжение т а б л. 3

Составитель Л.Ананьева

Редактор М.Кузницова Техред М.Моргентал Корректор Т,Малец

Заказ 3180 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101