Способ очистки сточных вод

 

Использование: для обработки сточных вод, которые содержат в больших количествах примеси органического и другого происхождения, подверженные химическому и биологическому окислению. Сущность изобретения: в сточные воды вводят добавку - суспензию цементной пыли при содержании твердого вещества 0,001 - 0,010 мас. % до рН сточных вод 8,0 - 8,5 при непрерывной продувке воздухом в течение 4 - 10 ч. 4 табл.

Изобретение относится к различным отраслям промышленности и сельского хозяйства, в частности к производствам, сточные воды которых содержат в больших количествах примеси органического, животного и другого происхождения, подверженные химическому и биологическому окислению.

Известны способы очистки сточных вод с использованием абсорбирующих минеральных добавок [1] в числе которых могут быть цементирующие материалы (портландцементи, глиноземистые цементы, пуццолановый цемент, гипс, оксиды и гидроксиды щелочных металлов).

Наиболее близким к изобретению является способ очистки сточных вод с использованием минеральной добавки кристобалита (тяжелый шпат в кристаллической форме) [2] Химический состав, мас. SiO₂ 82,6; Al₂O₃ 7,0; Fe₂O₃ 2,2; K₂O 1,0; MgO 0,8; Na₂O 0,4; TeO₂ 0,3; CaO 0,3; остальное 5,5. Способ предполагает обработку воздухом в абсорбционной колонне.

Малая производительность, частая смена насадки абсорбционной колонны из-за высокой насыщенности загрязнениями сточных вод ограничивают применение данного способа в промышленном масштабе.

Технический результат изобретения разработка способа очистки сточных вод, обладающего высокой эффективностью и производительностью с минимальными вторичными загрязнениями сточных вод. Применение предлагаемого способа позволяет достигать высокую (до 99%) степень очистки сточных вод по основным показателям БПК₅ и ХПК и практически отсутствует вторичное загрязнение, способ не ограничен объемами стоков.

Способ пригоден для разработки технологии очистки сточных вод не только при проектировании вновь строящихся, но и для реконструкции существующих очистных сооружений с целью повышения их эффективности. Эффективность существующих очистных сооружений, построенных по типовым проектам, составляет по основным показателям БПК₅ и ХПК около 70% Способ может быть использован для реконструкции очистных сооружений, работающих по различным технологическим схемам, включающим возврат активного ила. Реконструкция позволит повысить эффективность до 90-99% Интенсификация процесса окисления примесей сточных вод уже на стадии их усреднения до 90-99% позволяет исключить из типовых проектов очистных сооружений центробежные окислительные каналы, занимающие значительные площади, эксплуатация которых затруднена в зимнее время вследствие замерзания. Способ не ограничен производительностью и пригоден для разработки технологий очистки сточных вод предприятий с любым объемом стоков.

Внедрение способа не требует больших капитальных затрат. Типовые схемы дополняют несложным стандартным оборудованием для хранения цементной пыли и приготовления суспензии. Кроме того, способ предусматривает автоматическую подачу суспензии в сточные воды по показанию рН-метра.

В предлагаемом способе в качестве минеральной добавки используют водную суспензию отходов цементного производства (пылей, улавливаемых электрофильтрами), при содержании твердого вещества 0,001-0,010 мас. Суспензию вводят в сточные воды при непрерывной обработке воздухом. В твердой фазе суспензии присутствуют нерастворимые вещества и плохо растворимые вещества, находящиеся в составе цементной пыли, в жидкой фазе растворимые вещества. Растворимость цементной пыли в воде составляет 40-50% (по массе).

Состав твердой и жидкой фазы зависит от состава цементной пыли. В состав пыли в зависимости от местонахождения цементного производства входят компоненты, мас. CaO 33,0-46,41 Al₂O₃ 0,83-4,80 SiO₂ 9,65-13,88 Fe₂O₃ 2,53-2,94 MgO 0,48-0,82 Fe₂O₃ 0,64-9,30 K₂O₃ 0,67-10,8 П р и м е р. Готовят суспензию из расчета 100 г цементной пыли на 1000 г воды. Тщательно перемешивают в течение 15 мин. Отстаивают смесь в течение 15 мин, затем сливают верхний слой суспензии с осадка и используют его для очистки сточной воды, при этом рН суспензии составляет 13,4. В исходные сточные воды свинокомплекса с различным исходным значением рН в количестве 50 л вводят полученную суспензию до значения рН 8,4. Проводят непрерывную продувку воздухом в течение 9 ч. После отстоя в течение 30 мин производят отбор проб воды на анализ. Результаты испытаний приведены в табл.1.

Таким образом, степень очистки по БПК₅ по предлагаемому способу составляет 94,0-99,0% по ХПК 95-99,4% Из данных, представленных в табл.1 видно, что эффективность очистки сточных вод по показателям ХПК и БПК₅ практически одинакова, поэтому в дальнейших исследованиях степень очистки определяют наиболее быстрым методом по показателю ХПК.

Проводят исследования сточных вод, полученных в результате обработки предлагаемым способом при различном содержании твердой и жидкой фаз суспензии и продолжительности обработки воздухом. Результаты приведены в табл.2 и 3.

Из данных, приведенных в таблице, степень очистки при различных соотношениях твердой и жидкой фаз составляет 95-97% Степень очистки не зависит от соотношения фаз в указанных пределах.

Однако наличие твердой фазы в указанных пределах диктуется тем, что получить суспензию с концентрацией твердых веществ менее 0,001% (по массе) на практике невозможно, а увеличение содержания твердой фазы более 0,01% (по массе) при длительной эксплуатации типовых очистных сооружений, схема которых предусматривает возврат активного ила, может привести к их загрязнению.

Как видно из таблицы, степень очистки по ХПК зависит от продолжительности обработки воздухом и в указанных пределах 4-10 ч составляет 44-99% Уменьшение времени обработки до 4 ч приводит к снижению степени очистки до 44-58% увеличение до 10 ч практически не сказывается на степени очистки, которая составляет 94-99% Оптимальная продолжительность 9 ч, что соответствует среднему времени пребывания стоков в приемном отделении существующих очистных сооружений, перемешивание стоков в которых осуществляется продувкой воздухом.

В табл. 4 приведены данные по определению оптимального значения рН сточных вод после добавления суспензии.

Степень очистки зависит от рН и в выбранных пределах рН 8,0-8,5 составляет 61-99% Оптимальным является рН 8,4.

Уменьшение рН, а следовательно, уменьшение количества вводимой суспензии приводит к снижению степени очистки до 61% увеличение рН до 8,5 не влияет на степень очистки. Оптимальное значение рН 8,5 не превышает установленного санитарными нормами предельно допустимого значения рН для водоемов 8,5.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, включающий введение минеральной добавки и обработку воздухом, отличающийся тем, что в качестве минеральной добавки вводят суспензию цементной пыли при содержании твердого вещества 0,001 - 0,010 мас.% до pH сточных вод 8,0 - 8,5 при непрерывной обработке воздухом в течение 4 - 10 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2