Способ очистки сточных вод от взвешенных веществ

 

Сущность изобретения: способ включает осветление сточных вод путем отстаивания с отделением осветленной жидкости от шлама, фильтрацию и ультрафильтрацию осветленной жидкости при скорости потока 3-8 м/с и давлении 0,35 - 0,55 МПа. возврат концентрата на стадию осветления под слой осветленной жидкости. При этом шлам подвергают отжиму и сушке, а воду, полученную при отжиме шлама, возвращают на стадию осветления 3 таба

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5029001/26 (22) 24.1291 (46) 30.1093 Бюл. Йя 39-40 (71) Кооператив "Ленинградский филиал научнопроизводственного кооператива МЭФА" (72) Куперман С.И„Вознесенский СД; Ганичев А.В.;

Кокорин АВ„Храмцов ВА; Кичкина ЖИ. (73) Кооператив "Ленинградский филиал научнопроизводственного кооператива МЭФА" (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД OT

ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ (19) RU (11) (51) 5 B01D61 16 C02F1 46 (57) Сущность изобретения: способ включает осветление сточных вод путем отстаивания с отделением осветленной жидкости от шлама, фильтрацию и ультрафильтрацию осветленной жидкости при скорости потока 3 — 8 м/с и давлении 0,35 — 0,55

МПа, возврат концентрата на стадию осветления под слой осветленной жидкости. При этом шлам подвергают отжиму и сушке, а воду. полученную при отжиме шлама, возвращают на стадию осветления. 3 табл.

2001663

Изобретение относится к очистке сточных вод от взвешенных веществ, в состав которых входят нерастворимые в воде неорганические и органические соединения, и может быть использовано при обезвреживании промышленных сточных вод в производствахх лакокрасочных материалов и пигментов, подготовке питьевой воды и доочистке бытовых сточных вод.

Известна установка для очистки сточных вод красильно-отделочных производств. Подвергаемая очистке вода поступает в блок флотационного отделения загрязнений, где подвергается очистке в пневмофлотаторе и далее в напорном флотаторе. Затем вода подвергается реагентной обработке. последовательно проходя стадии смешения, дозирования и отстаивания. На выходе отстойника установлен кассетный фильтр. Флотошлам обезвреживается в блоке обезвреживания, выполненном в виде узлов смешения, дозирования реагентов, электролизера и отстойника.

Известен способ очистки сточных оод от красителей путем их обработки железной или медной, или ванадиевой солью полиакриловой кислоты. Процесс ведут при рН 6-7 в присутствии перекиси водорода. Остаточное содержание красителя определяют фотометрически. Время, необходимое для

100 -й очистки, определяют по полному обесцвечи вон ию раствора.

Недостатком способа является введение химических реагентов в процесс. которые переходят в фильтрат, что не позволяет использовать его снова в технологическом цикле.

Известен способ очистки сточных вод от взвешенных и растворенных веществ, выбранный эа прототип, путем последовательного коагулирования, осветления напорной флотацией и фильтрования, обессоливания обратным осмосом с введением воздуха в воду и получения потока очищенной воды и по ока концентрата. Часть концентрата под давлением возвращают на стадию напорной фпотации и дросселируют перед смешением с осветляемой водой. В качестве коэгупянта используют А12($04)3, Недостатками известного способа являются низкая удельная производительность установки (35 л/(м ч)), высокая энергоеми. кость(48-60 кВт ч на 1 м очищенной воды), э что делает экономически невыгодным использование способа в реальных условиях для промышленных производств, Целью изобретения является создание безотходной технологии очистки промыш5

55 ленных сточных вод от взвешенных, нерастворимых в воде веществ органического и неорганического происхождения. обеспечивающей высокую степень очистки, замкнутый цикл водопотребления, повышение производительности процесса и снижение металло- и энергоемкости.

Для этого в известном способе очистки сточных вод от взвешенных веществ. включающем осветление, глубокую очистку с использованием мембранной технологии. получение потоков очищенной воды и потока концентрата, возврат концентрата под давлением на стадию осветления, осветление осуществляют путем отстаивания с разделением сточных оод на осветленную часть и шлам, осветленную часть подвергают грубой фильтрации, а затем подают поддаолением 3,5-5,5 кгс/см со скоростью 5-8 м/с на стадию глубокой очистки с использованием ультрафильтрации, возврат концентрата на стадию осоетления осуществляют под слой осветленной жидкости, а шлам подвергают отжиму и сушке, причем воду, полученную при отжиме шлама, возвращают на стадию осоетления.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, ч;о предлагаемый способ очистки сточных оод отличается от известного новой совокупностью существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

Анализ известных способов очистки сточных оод показал, что некоторые введенные в заявляемое решение признаки известны, Так, известна установка для очистки промыоных оод гальванических производств, в которой узел сепарации и регенерации оыполнен в оиде емкости. разделенной микрофильтрационной мембраной на нижнюю и верхнюю камеры. В процессе очистки воду обрабатывают в поле гальванического элемента медь-алюминий, затем воду подают о нейтралиэатор для перевода металла иэ растворимой формы в нерастворимую и выделяют о виде фильтрата с помощью микрофильтрационной мембраны. Образовавшаяся гидроокись металла задерживается мембраной и концентрируется о верхней камере.

Известна установка для очистки гальванических стоков при помощи мембран, содержащая ванну улавливания, накопительную емкость. нейтрализатор с доэатором щелочи, узел сепарации и регенерации с дозатором кислоты и емкость для регенерировония раствора. Узел сепарации и регенерации выполнен в виде емкости, разделенной микрофильтрационной мембраной.

2001663

Однако указанный способ, реализуемый с помощью известных установок, предусматривает введение химических реагентов в большом количестве, которые неизбежно перейдут в фильтрат в ионном виде и не позволят использовать очищенные стоки снова в технологическом цикле.

Очистка сточных вод с использованием только устройства для фильтрования под давлением через полупраницаемые мембраны не позволяет создать процесс с требуемыми технико-экономическими показателями, Технические решения, которые бы обеспечивали такой же результат за счет совокупности заявляемых средств, не известны, Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого способа критерию

"изобретательский уровень".

Предлагаемый способ прошел промышленные испытания на Ленинградском заводе художественных красок, что подтверждает его промышленную применимость.

Способ осуществляют следующим образом.

Сточную воду, содержащую загрязнения, о состав которых входят соединения железа, меди, никеля, ци»ка, кадмия, алюминия и других нерастворимых о воде неорганических и органических соединений, подвергают осоетлению о отстойнике в течение 30 — 50 мин. В результате происходит седиментация частиц загрязнений в нижней части отстойника, Полученный шлам из отстойника периодически оыгружа>от и подвергают отжиму на центрифуге или фильтрпрессе с последующей сушкой о потоке воздуха или под вакуумо>л при 20-400С.

Осветлен t»>e сточные воды собира>о> в верхней части отстойника и направляют на грубую фильграцию через метаплическу>о сетку или тканевый фильтр с размером ячеек более 10-50 мкм.

Эти воды могут подвергаться грубой фильтрации один или несколько раз в зависимости от состава и вида загрязнений исходных промышленных сточ»ых оод. После грубой очистки осветленная часть насосом под давление>л 3,5 — 5,5 кгс/см подается на

2 ультрафильтрационный модуль, состоя ций из пакета мембранных элементов плоскора;лного типа или выполненный о виде трубчатых элементов с раз>лером пор мембраны

0,05-0,2 мкм, Ультрафильтрация осуществляется в тангенциальном потоке со скоростью 3--8 м/с. Из мембранного блока очищенные сточные воды — фильтрат обьемом до 90 /—

55 возвращаются в технологический цикл. Сте пень очистки 96,5-100 7.

Концентрат иэ ультрафильтрационного модуля направляется в отстойник на стадию осветления и подается на стенку аппарата под слой жидкости при избыточном давлении не выше 0,15 — 0,3 атм.

Направление потока концентрата сверху вниз, количество и размеры агрегированных частиц и загрязнений в нем, которых значительно больше. чем в исходной смеси, способствуют дополнительной коагуляции и последующей седиментации частиц из обьема сточных вод отстойника.

При осуществлении предлагаемого способа энергозатраты составляют 4,5 кВт/м, а по способу-прототипу — 48 — 60 кВт/м . Мез таллоемкость установки для осуществления способа 0,8т/м фильтрата, а по изнестно>лу способу с применение обратного осмоса

3,2 т/м .

Пример 1. Промышленную сточную воду цеха акварельных красок Ленинградского завода художественных красок (проба

1) обьемом 1 м при рН 6,8, содержзщу>о загрязнения в виде взвешенных частиц f1>1I ментов ll на пол н ит елей в количестве 920 мг/л, cyxoto остатка 2260 мг/л, железа 65 м-/л, цинка 7,8 .лг/л, меди 0,35 мг/л, алюминия 31,5 мг/л, сульфатов 259 мг/л, подоерга>от осоетлению в отстойнике седиментационного типа объемом 3 м о з течение 30 t»». Осветленную часть сточ»ых оод подвергают одноразовой грубой филь-рации на двухслойном тканевом фильтре (фланель-капрон) и насосом под давлением

3,5 кгс/см подают со скоростью 3 м /с нз

2 з уль1рафильтрзционHb>11 Moäóëü плоскорзмtIol 0 типа, оснащенный мембраной с размером пор 0,05 MKI общей поверхность>о 10

J м . СГ >1льтрат о количестве 90 образуетсч о те >е»ие 1,8 ч, имеет следу>ощие показатели: р 1 6,2, взвешенные вещества 0,0 мг/л, сухой остаток 324 мг/л, железа 0,0 мг/л, ц»têe 0,7 >лг/л, меди 0,02 >лг/л, алюминия

0,16 мг/л, сульфатов 32 мг/л, Пример 2. Промышленную сточную воду завода художественных красок (проба

2) очищали в условиях примера 1. patt t>t,te no очистке сведены в табл. 1.

П р м е р 3. Промышленну>о сточную виду завода художественных красок (проба

1) очищали в условиях примера 1, но изменяли скорость подачи потока на ультрафильтрзционный модуль от 1-9 м/с. В табл. 2 приведена зависимость уд.производительности tlo фильтрату от давления и скорости на входе в мембранный модуль.

Анализ данных. приведенных о табл. 2, показывает, что при скорости потока менее

2001663

Таблица!

Эффект осаетленил. Тт Цветность. рад рН

Характеристике сточной воды

Покаэатель

До очистки

Промыенал вода цека акварель6,2

После очистки ных красок. проба 1

6,7

До очистки

То же. проба 2

Посла очистки

6.3

7.3

200 бытовые сточные До очистки I.6

7.3 воды теплоэлект- После очистки ростанцин, прошедшие биоочистку. п ро92.4

146

С3 об 5

Продолжение табл 1

Содержантте е сточной аоде мт/л

Покаэатель сульфатов цинка сукото остатка мед 1 элшминил ! вэвеш. ве шеста аэота амм.

78 035 i 315

65,0

259

2260

920

Промывнал вода цека ак

0.и а, ч

0.0

324 варельных красок. проба!

2.50

136

0.17

59.6

2,25

О 02

42.3

1.16

О. 09

131. 1

2,0

0.02

07.9

1,4

0.05

44,2

0.65

0.004

12,5

3 м/с происходит быстрое загрязнение поверхности мембраны и производительность процесса значительно падает. При скорости потока более 8 мlс производительность возрастает незначительно, но резко растут знергоэатраты процесса (10 — 15 кВт/ч на 1 м очищенной воды).

Пример ы 4 и 5. Бытовые сточные воды

Ленинградской северной ТЭЦ после биологической очистки (проба 3 и 4) очищали в условиях примера 1. Данные по очистке сведены в табл. 1.

Пример 6. Городскую питьевую воду из водопровода очищали в условиях примера 1, Данные по очистке приведены в табл, 1.

Сравнительные характеристики процессов очистки сточных вод по способу-прототипуи предлагаемому способу приведены в табл. 3, Таким образом, данный способ обеспечивает высокую степень очистки, являясь более производительным (в 2 раза), менее энергоемким (в 10-12 раэ) и менее металло5 емким (в 3 — 5 раэ). Кроме того, предлагаемый способ позволяет возвращать в технологический цикл очищенные стоки до 90 — 95ф, что снижает водопотребление и исключает сброс загрязненных стоков или концентра10 та в водный бассейн.

Способ также предусматривает возможность использования выделенных загрязнений в виде шлама в качестве вторичного сырья.

15 Затраты на реализацию заявляемого способа в 10 — 12 раз меньше, чем для способа-прототипа, (56) Авторское свидетельство СССР

20 ¹ 831138, кл. В 01 D 61/02, 1981.

2001663

Таблица2

ТэблицаЗ

Показатель

1,0

0,6

1-920, П-1300

0,0

92,4-96,5

0,35-0,55

93,6-95,4

2.5

60-70

48-60

4,5-5,0

0.8

3,2 воды

Расход воды, м /ч

Выход очищенной воды, м /ч

Сброс концентрата в сток,$

Содержание взвещенных веществ, мг/л: а) до очистки б) после очистки

Эффект осветления, $

Давление в системе, МПа

Уд. производительность, л/(м .ч) Энергоемкость, кВт/ч на 1 м очищенной воды

Металлоемкость оборудования, т на 1 м очищенной

Способ -n ототип

0,4

63

П е агаемый способ

0,9-0,95

90-95

Отсутствует

2001663

Формула изобретения

Составитель С.Куперман

Техред М. Моргентал Корректор П.Гереши

Редактор

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3142

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

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД OT

ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ, включающий их осветление, фильтрование и мембран- 5 ное разделение с получением потоков очищенной воды и концентрата, возврат концентрата под давлением на стадию осветления, отличающийся тем, что осветление осуществляют путем отстаивания с10 разделением сточных вод на осветленную жидкость и шлам, ocBGTëåííóþ жидкость после фильтрования подвергают мембранному разделению методом ультрэфильтрации при скорости потока 3 - 8 м/с и давлении 0,35 - 0,55 МПа. возврат концентрата на стадию осветления осуществляют под слой осветленной жидкости, а шлам подвергают отжиму и сушке, причем воду, полученную при отжиме шлама. возвращают на стадию осветления.