Способ очистки воды
Использование: очистка сточных вод различных производств Сущность изобретения: сточную воду обрабатывают в поле гальванического элемента при одновременной циркуляции воды и пропускании диспергированного воздуха с размером пузырьков 1-2 мм. Способ осуществляют во флотоаппаратах любого типа, снабженных гальваническим элементом Обработку ведут в кипящем слое пузырьков воздуха или в присутствии перекиси водорода или кислорода , или озона. 3 з п ф-лы 4 табл
с11с С 02 Г 1/46
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5006860/26 (22) 22.10.91 (46) 07.09.93. Бюл. М 33 — 36 (71) Малое научно-производственное предприятие "Экотехмаш" (72) Курков А,В„Горохов И.Н., Наумов M.Å., Веселовский Ю.Л., Корэенков М.А, (73) Малое научно-производственное предприятие "Экотехмаш"
Изобретение относится к очистке вод, особенно сбросных вод различных производств: мясного, молочного, обогащения полезных ископаемых, масложирового, кожевенного, нефтехимического и др, Известен способ очистки сточных вод флотацией. Флотация является довольно производительным методом очистки.
Однако позволяет провести только грубую очистку, в силу чего он играет больше вспомогательную роль.
Наиболее близок к предлагаемому способу способ очистки вод методом гальванокоагуляции, B основе которого лежит принцип работы vîðîòêîýàìêíóòîão гальванического элемента на базе гальванических пар (типа железо-медь, железо-кокс), помещенного в очищаемый раствор. За счет разности электрохимических потенциалов железо анодно поляризуется и переходит в раствор с образованием оксидных соединений Железный скрап по мере его расходования периодически догружается. Очистка растворов осу цестел 1ется во вращающихся проточных-бэрэбэнак. в ко1орые загПзужаетta rstr ci. ч.еrlc1ногп. мг диого лома или кокса
„„RU „;, 2000274 С (57) Использование: очистка сточных вод различных производств. Сущность изобретения: сточную воду обрабатывают s поле гальванического элемента при одновременной циркуляции воды и прот ускании диспергированного воздуха с размером пузырьков 1-2 мм. Способ осуществляют во флотоаппаратах любого типа, снабженных гальваническим элементом. Обработку ведут в кипящем слое пузырьков воздуха или в присутствии перекиси водорода или кислорода, или озона. 3 э.п.ф-лы, 4 табл. в определенных соотношениях Загрязнитель сорбируется на образовэнн. х оксидных соединениях, которые затем отделяются от жидкой фазы сгущением, фильтрованием и др. известными способами.
Недостатками данного способа являются относительно высокая производительность процесса, громоздкость применяемого оборудования. требующего больших производственных площадей, недостаточная глубина очистки. трудность сопряжения процесса с действующими производствами для очисгки их стоков. повышенное расходование энергии дл врэщения суммарной массь пчищэ мого раствора и компонентов tэлt,t.;tничесhî о элемента.
Предлагаемый способ зэ лк>чае гся в
ТоМ, что очищаемые води од <временно контактируют с развитой п > н; лестью пузырьков газа при интенсивi оi tt«ркуляции потока через короткозэм 1 у ri.ii» 3львэннчОский элемент.
Способсостоит в тоi1 i ttt .i ii тенсивной циркуляции pacrttnt r -. " ;i 2000274 55 элементе с одновременным пропусканием через него пузырьков газа (воздуха) загрязняющая примесь имеет воэможность сорбироваться на двух высокоразвитых поверхностях одновременно; на поверхности раздела жидкость-гаэ и образованной в результате электрохимической реакции поверхности оксидных соединений с выделением в виде пены и осадка. Одновременно за счет газовой фазы ускоряется электрохимическая реакция, т.е. стимулируется рост вновь образованной поверхности оксидов и, следовательно, ее сорбционная активность, Таким образом. создаются условия ингенсификации и увеличения степени выделения иэ водной фазы загрязняющих примесей в единице рабочего объема. При этом отпадает необходимость перемещения всей рабочей массы. достаточно движения очи щаемого раствора и газовых пузырьков в гальваническом элементе. Для дальнейшего упрощения процесса он может быть осуществлен во флотомашине любого типа с помещенным во флотокамеру коороткозамкнутым гальваническим элементом при обеспечении условий циркуляции раствора и защиты ее движущихся частей от попадания крупнозернистых частиц гальванической пары. С целью дальнейшего улучшения использования газовой фазы в объеме гальванического элемента и очищаемого раствора создается кипящий слой газовых пузырьков, Это увеличивает вероятность и полноту взаимодействия газообразных пузырьков с загрязняющим веществом элементами :гальванической пары. Такой процесс можно ,,вести, например, во флотокамерах с кипящим слоем воздушных пузырьков, Для дальнейшего увеличения глубины и универсальности очистки сточных вод в процесс любым способом вводят сильный окислитель типа перекиси водорода, кислорода или озона, в том числе и в качестве газовой фазы. Резкое усиление окислительных свойств среды позволяет еще более интенсифицировать злектрохимическую реакцию при одновременном обезвреживании стоков. В качестве короткозамкнутого гальванического элемента в предлагаемом способе используют смеси крупнозернистых материалов: железный, медный лом. кокс, графит, стружки и различные отходы металлов, имеющие электрохимическую разность потенциалов. Компоненты для гальванического элемента подбирают исходя из конкретной задачи очистки. По своей сути предлагаемый способ представляет собой новый процесс. кого5 45 рый следует. именовать флотогальванокоагуляцией(ФГК). ФГК является эффективным способом очистки вод: он позволяет вести очистку с использованием небольших производственных площадей, догтаточно универсален, легко вписывается в различные производства, сочетается с другими известными способами очистки, обеспечивает достаточную глубину очистки вод для их сброса или повторного использования. Пример 1. На очистку поступали сточные воды мясокомбината после грубого выделения жиров в отстойнике. Основная задача — очистка стоков от жира. По предлагаемому способу (п.1 формулы) очищаемый сток пропускали через колонку, заполненную смесью алюминиевых стружек и кокса в соотношении 4:1, с осуществлением циркуляции раствора через циркуляционную трубу с помощью азролифта. Через пористое днище колонки подавали воздух в виде пузырьков крупностью 1-2 мм. Очищаемый раствор контактировал с гальваническим элементом алюминий-кокс и воздухом в течение 15 мин. При этом часть жира выделяли в виде пены, другая часть переходила в осадок при осветлении обработанного раствора в течение 2 ч, Полученные показатели представлены в табл,1, По варианту предлагаемого способа (п,2 формулы) очистку стока проводили в трехлитровой механической флотомашине с камерой, заполненной укаэанным гальваническим элементом. Бло< импеллера был защищен сеткой от попадания частиц гальванического элемента, а камера была закрыта сверху сеткой для предотвращения выноса его частиц в пену. Циркуляция, засос воздуха и его диспергация осуществлялись при вращении импеллера со скоростью 1500 об/мин. Пену автоматически снимали с помощью пеносъемника, обработанный раствор подвергали осветлению. Полученные показатели представлены в табл.1. По варианту предлагаемого способа(п.3 формулы) очистку стока проводили в лабораторной флотомашине с кипящим слоем. Гальванический элемент размещали во флотокамере между двумя горизонтальными решетками. С помощью этих решеток, циркуля ционного желоба и импеллерного блока в объеме гальванического элемента создается кипящий слой воздушных пузырьков с одновременной циркуляцией жидкой фазы. Остальные параметры процесса соответствовали способу по п.2. Полученные показатели представлены в табл.1. По предлагаемому способу(п.4 формулы) очистку и роводили в лл )рл1орной ма2000274 шине с кипящим слоем с подачей в процесс окислителей в различных вариантах: а) подача во всасывающий патрубок флотомашины K ñëo oää От баллона со сжатым газом; 6) добавление в очищаемый раствор перекиси водорода в количестве 200 мг/дм; в) подача во всасс вающий патрубок флотомашины озона от лабораторного озонатора производительностью 0,5 кг/ч, по озону. Полученные показатели представлены в табл.1. По способу, взятому за прототип, Очистку проводили во вращающемся барабане, заполненном алюминиевой стружкой и коксом в соотношении 4;1, Оптимал.-ное время контактирования составило 30 мин. Затем проводилось осветление растспра в течение 2 ч Оптимальные показатели процесса по данному способу представлены в -эбл.1. Для сравнения тэкже проведена чисто флотационная очистка сто а лабораторной флотомашине с кипящим слоем с извлечением жира в пенный продукт. Полученные показате",ч представлены в табл,1, Иэ полученных данных следует, чтс, предлагаемый способ по сравнению с про тотипом имеет ряд преимуществ; глубин, очистки повышается в 1,6 раза (остаточна i концен-рация жиров снижается с 40 до 25 мг/дм,, птимлльное время контактировгния с гальваниче хим э ементом снижается в 2,".аз=, слс доватэльно, объем оборудования для этой операции также снижается вдвое, стпадает н;обходимость в засра ах энергии н.- "ремещение гальванического элемента. Проведение предлагаемого способа с использов.-нием флотационного оборудования значительно увеличивает глубину Очцст;. . сни.кая содержание жиров в стокедо 18 гlдм (ниже ПДК). При этом сохраняются з e<: . преимущества флотационного процесса: высокая производительность, хорошая управляемость и возможность сочетания с другими процессами. В сравнении с чисто фчотационным процессом остаточная концентрация жиров снижается более чем в 3 Оаэа при интенсифика1 ии самого процесса с и и .. хи, При соэдаи и по пре„ .",агаемому спосо- 5 оу.; Объеме гальвьн ..е.. -О элемента кипящего лоя воздушных пузыр-.ков глубина очистки увеличивается в сравнении с прототипом в 2,8 рейза. содержанке жиров после очистки снижаF;Tñq до 14 мгlдм . О;ушес вление предлагаемого способа - вводом Окислителя далее повышает его эффективность в соответствии с его окислителс*; и г 1О<..обностью; ввод кислорода или перекиси водорода снижает остаточную Анализируя приведенные примеры очистки вод от различных загрязнителей, обыч55 но трудно поддающихся удалению, можно заключить, что предлагаемый способ Оч стки вод имеет ряд существенных преимуществ перед известными способами очистки, в том числе и способом, взятым за прототип: концентрацию жиров до 11-12 мгl дм, ввод з наиболее мощного окислителя — озона обеспечивает максимальную степень очистки до концентрации жиров 9 мг/дм . 5 Пример 2, На очистку поступали сточные воды молочного завода с целью очистки от жиров: исходные стоки (содержание жиров 425 мг/дм ) и после грубой флотационной очистки (содержание жиров 155 10 мг/дмэ). По предлагаемому способу очистку вели, как описано в примере 1 по п.3. в качестве гальванического элемента использовали смесь железных стружек и 15 графита в соотношении 4:1. Полученные показатели представлены в табл.2. По способу, взятому за прототип, очистку вели, как в примере 1, с использованием в качестве гальванического элемента смеси 20 железных стружек и графита в соотношении 4: t Полученные показатели представлены в табл.2. Из полученных данных следует, что предлагаемый способ позволяет увеличить =5 глубину очистки стока молокозавода от жиров s 1,5-2.0 раза при интенсификации контактирования вдвое, что соответственно гчижает необходимый объем оборудования. Пример 3. На очистку поступали )0 сточные воды, загрязненные СПАВ. По предлагаемому способу очистку вели, как описано в примере 1 по п.2, По способу, взятому эа прототип, очистку вели, как описано в примере 1. 35 Полученные показатели представлены в табл.3 Из полученных данных следует, что предлагаемый способ интенсифицирует очистку стока от СПАВ, снижая время кон40 тактирования в 2,5 раза, и Обеспечивает полную очистку в сравнении с прототипом. Пример 4. На очистку поступали сточные воды, загрязненные нефтепродуктами с содержанием 115 мг/дм . Очистку 45 вели как описано в примере 3. Полученные данные представлены в табл.4, Как следует из данных табл.4, предлагаемый способ в сравнении с прототипом обеспечивает более глубоку з очистку от 0 нефтепродуктов при снижении времени контактирования в 1,5 раза. 2000274 Таблица 1 Показатели очистки стоков мясокомбината Таблица 2 сле очистки 120 19 3 . 1. Существенное улучшение очистки вод. повышение глубины очистки по компонентам в 1,5-2 раза и более; 2, Снижение необходимого специального оборудования, в котором проводится контактирование очищаемых вод в 1,5-2,5 раза и расхода энергии на очистку, что резко снижает затраты на процесс; 3. Воэможность применения процесса для очистки от широкой гаммы загрязнителей, т,е. его достаточная универсальность; 4. Компактность процесса и его хорошая сопрягаемость с различными производствами и другими способами очистки. Формула изобретения 1. Способ очистки воды, включающий ее обработку s поле гальванического элемента с последующим разделением твердой и жидкой фаэ, от л и ч а ю шийся тем, что обработку ведут при циркуляции воды и одновременном пропускании диспергирован5 ного воздуха с размером пузырьков 1-2 мм, 2. Способ по и 1. отличающийся тем, что обработку ведут во флотоаппаратах любого типа, снабженных гальваническим элементом. 10 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку ведут в кипящем слое пузырьков воздуха. 4. Способ по и.1, отличающийся 15 тем, что обработку ведут в присутствии перекиси водорода, или кислорода,. л озона. 2000274 Таблица 3 Таблица 4 Составитель Ю. Бабенко Редактор М. Стрельникова Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Е. Папп Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Заказ 3062 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101
