Способ очистки сточной воды от мелкодисперсных частиц

 

Сущность изобретения: сточную воду подают на мембранный элемент, вращающийся с частотой 0,1-170,0 с , при соблюдении отношения силы давления к центробежной силе, действующих на частицу 0,3-30,0. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИН Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (I 9) (11) (5!)5 В 01 0 61/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4889048/26 (22) 11.10.90 (46) 07.07.93, Бюл. М 25 (71) Институт химии неводных растворов АН

СССР и Ивановский химико-технологический институт (72) В,А.Падохин, О.Д.Пигулевский, И.В.Нуждина и B.Н.Блиничев (56) Дытнерский )О.И. Обратный осмос и ynbтрафильтрация. — М.; Химия, 1978, с.239.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от мелкодисперсных частиц твердой фазы и может быть использовано в химической и смежной с ней областях промышленности. Способ очистки представляет собой безреагентную очистку сточных вод, которая позволяет утилизировать ценные продукты твердой фазы и при необходимости возвращать их в технологический цикл.

Цель изобретения — повышение степени очистки сточных вод и обеспечение эффективной регенерации мембранного элемента.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства, позволяющего реализовать данный способ очистки сточных вод.

Устройство включает корпус 1. ротор 2 с закрепленной на нем полупроницаемой мембраной и системой штуцеров 3 и 4 для подвода сточных вод, подвергаемых очистке и отвода концентрата соответственно, Очищенная жидкость отводит через полый вал 5 ротора.

Способ осуществляют следующим образом. Суспензию сточных вод с мелкодисперсными частицами порядка 0,01-100 мкм через штуцер 3 подают под избыточным (54) СПОСОБ -ОЧИСТКИ СТОЧНОЙ ВОДЫ

ОТ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ (57) Сущность изобретения: сточную воду подают на мембранный элемент, вращающийся с частотой 0,1 — 170,0 с, при соблюдении отношения силы давления к центробежной силе, действующих на частицу 0,3 — 30,0. 1 ил., 1 табл. давлением во внутреннюю полость устройства на мембранный элемент, Мембрана плотно закреплена на роторе, вращающемся с частотой 0,1-170,0 с . При этом частицы твердой фазы, попадая на мембранный элемент, испытывают действие центробежной силы, пропорциональной частоте вращения ротора. Центробежная сила отбрасывает частицы твердой фазы с поверхности мембраны, регенерируя ее. Очищенная от твердых частиц жидкая фаза проходит через мембрану и отводится через полый вал 5 ротора. Концентрат твердой фазы периодически сбрасывается через штуцер 4. В таком устройстве разделение жидкой и твердой фазы происходит при соотношении силы давления и центробежной силы 0,3 — 30. В целях более тщательной очистки мембраны от адсорбированных твердых частиц, на мембране создается режим, при котором соотношения сил давление,и центробежной менее 0,3, В этом случае идет обратный ток фильтрата через мембрану. способствующий очистке ее поверхности.

Предлагаемый способ очистки сточных вод от мелкодисперсных частиц твердой фазы осуществлялся в лабораторных условиях.

1825648

F mV

2 я

Разделение осуществлялось на мембране типа "Владипор".

В качестве суспенэии были использованы: а) сточные воды процесса гидрирования нитропродукта при получении АФПАК, Жидкая фаза содержала частицы катализатора — никель Ренея - с дисперсностью 0.1100,0 мкм и концентрацией 6 — 30 г/л;

6) сточные воды отделочного производства текстильной промышленности, содержащие кубовый краситель с дисперсностью

0,01-10 мкм и концентрацией 3-$ г/л.

Процесс осуществлялся на лабораторной установке с диаметром ротора 80 мм при изменении соотношения сил давления и центробежной силы в пределах 0,3-30.

Полученные результаты представлены в таблице.

Силы, действующие на частицу, рассчитывали исходя из модельной физической картины, а центробежную силу — согласно зависимости где m — масса частицы: .

Ч вЂ” линейная скорость частицы;

R — радиус ротора, Силу давления, действующую на частицу, рассчитывали исходя из рабочего давления. создаваемого в аппарате.

Пример, Соотношение сил, действующих на частицу катализатора - никель Ренея - с размером зерна 1 мкм при давлении

1 кг/см и частоте вращения ротора 8,3 с, равно соответственно

Подставляя в формулу значения:

r = 1 10 м — радиус частицы;

-6 р - 1 кгlсм — давление в аппарате;

R = 0,04 м — радиус ротора;

Il =- 500 o6/мин — частота вращения ротора; р = 4500 кг/м — плотность частицы катализатора. получаем значение отношения силы, равное 15.

Из таблицы следует, что предлвгавмый способ, по сравнению с прототипом (примеры 1, 7) позволяет вести разделение суспвнэии катализатора и кубового красителя в режиме стабильной регенерации мембранного элемента, что позволяет существенно повысить удельную производительность разделения и одновременно повысить до

98,7-99.97 степень очистки. Установлено, что удельная производительность разделения заметно не снижалась в течение 24 ч работы установки. Пенообраэование отсутствовало.

Улавливание катализатора - никеля Ренея - традиционными методами, т.е. последовательно в циклоне и патронном фильтре, дает максимальную степень очистки 90—

95, т.е. целевой продукт загрязняется катализатором. что снижает его качество.

Часть катализатора безвозвратно теряется в патронном фильтре.

Для профилактической промывки мембранного элемента устанавливается режим с соотношением силы давления и центробежной силы менее 0,3. При этом наблюдается обратный ток фильтрата, очищающего мембранный элемент от адсорбционных частиц.

Выгрузка концентрата производится периодически, по мере необходимости.

Предлагаемый способ не требуетдополнительного времени, энергетических и технических затрат на регенерацию мембранного элемента. Применения дополнительного флокулирующего агента для осуществления предлагаемого способа не требуется, что является дополнительным положительным фактором, Способ позволяет задерживать и концентрировать частицы с дисперсностью менее 10 мкм и при необходимости возвращать их в цикл основного технологического процесса.

Формула изобретения

Способ очистки сточной воды от мелкодисперсных частиц, включающий ее подачу на мембранный элемент и отделение твердой фазы от фильтрата. о т л и ч а ю щ и йс я тем. что, с целью повышения степени очистки сточных вод и обеспечения эффективной регенерации мембранного элемента, отделение осуществляют на мембранном элементе; вращающемся с частотой 0,1—

170.0 с, при отношении силы давления к

-1 центробежной силе, действующей на мелкодисперсные частицы, равном 0,3-30,0.

1825648

Пример

Соотно ние си давлени аз центроб ной си

Суспензия катализатора никель — Ренея

99.9

99,7

99,5

Суспензия кубового красителя

Потеря удельной производительности разделения в течение 5-10 мин до 0

0,30

0,57

0,95

Нестабильный режим разделения, обратный ток воды

Удельная производительность разделения резко уменьшается во времени; в течение 1 ч падает на 207ь

99.9

99,2

98,7

0,1

Более 170

0.3

Менее 0,3

9

Менее 0,1

Более 30

Составитель И. Нуждина

Техред М.Моргентал Корректор Н. Кешеля

Редактор С. Кулакова

Заказ 2298 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