Способ обезвоживания осадка

Изобретение относится к области разделения гетерогенных сред, а именно влажных осадков, с выделением обезвоженного осадка в качестве целевого продукта и может быть использовано в угледобывающей, углехимической, горнорудной, пищевой, химической промышленности, при очистке сточных вод. Способ обработки осадка включает введение в осадок двух флокулянтов и перевод обработанного осадка на пресс с последующим отделением твердой фазы, причем перед введением в осадок смешивают катионный и неионогенный флокулянты, взятые в количестве (по массе) от 3:1 до 1:1, при этом общее количество смеси составляет от 3,0 до 7,2 кг на 1 000 кг твердой фазы осадка. В качестве катионного флокулянта используют сополимер акриламида с мономером, содержащим четвертичный атом азота, а в качестве неионогенного флокулянта используют полимер на основе амида акриловой кислоты. Предпочтительно смешивать растворы флокулянтов не ранее чем за 20 мин перед введением в осадок. Для смешения используют растворы флокулянтов, концентрация которых составляет 0,03-0,20 мас.%. Отделение твердой фазы ведут на камерном фильтр-прессе. Способ обеспечивает эффективное обезвоживание осадка различного состава и происхождения при одновременном увеличении производительности оборудования. 4 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области разделения гетерогенных сред, а именно влажных осадков, с выделением обезвоженного осадка в качестве целевого продукта и может быть использовано в коммунальном хозяйстве, а также угледобывающей, углехимической, горнорудной, пищевой, химической промышленности, при очистке сточных вод, а также в индустрии строительных материалов при разделении влажного осадка на жидкую и твердую фазы с дальнейшим использованием твердой фазы как целевого компонента.

Частным случаем разделения гетерогенной системы является обезвоживание, т.е. выделение твердой фазы из гетерогенной системы. Этот процесс лежит в основе большинства промышленных производств, использующих в качестве технологических сред суспензии. При обезвоживании существенным является перед разделением получить крупные, механически устойчивые частицы твердой фазы. Наличие таких частиц обеспечивает получение механически устойчивого осадка, легко отдающего влагу, что особенно важно при использовании камерных фильтр-прессов.

Известен способ осаждения осадка (RU, патент 2211077, 2003), согласно которому в суспензию перед осаждение твердой фазы последовательно вводят растворы неорганического коагулянта и органического флокулянта для отделения твердой фазы от жидкой.

Недостатком известного способа следует признать значительный расход используемых реактивов и неполнота осаждения твердой фазы.

Известен также способ обработки суспензии (SU, авторское свидетельство 1662115,1992), согласно которому в суспензию вводят флокулянт с последующей фильтрацией образовавшегося осадка, причем в качестве флокулянта используют сополимер акриламида с акриловой кислотой и третичной или четвертичной аммониевой солью.

Недостатком известного способа следует признать неполноту отделения твердой фазы, а также низкие характеристики получаемого осадка.

Известен способ отделения взвешенных частиц из водного раствора (SU, авторское свидетельство 528039) путем последовательного введения в раствор, находящийся в смесителе, двух флокулянтов: неорганического и полиакриламида.

Недостатком известного способа следует признать неполноту отделения твердой фазы, а также низкие характеристики получаемого осадка.

Известен способ обезвоживания осадка (RU, патент 2165900), включающий последовательную его обработку анионным и катионным флокулянтами, причем количество полимера в катионной форме, по меньшей мере, не превышает количество полимера в анионной форме.

Недостатком известного способа следует признать неполноту отделения твердой фазы, а также низкие характеристики получаемого осадка.

Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в разработке эффективного способа обезвоживания осадка.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в обеспечении возможности обработки осадка различного состава и происхождения, приводящей к уменьшению влажности осадка, уменьшению массы взвешенных частиц в фильтрате при одновременном увеличении производительности.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать способ обезвоживания осадка, включающий введение в осадок двух флокулянтов и перевод обработанного осадка на пресс с последующим отделением твердой фазы, отличающийся тем, что перед введением в осадок смешивают катионный флокулянт, представляющий собой сополимер акриламида с мономером, содержащим четвертичный атом азота, и неионогенный флокулянт, представляющий собой полимер на основе амида акриловой кислоты, взятые в количестве (по массе) от 3:1 до 1:1, при этом общее количество смеси составляет от 3,0 до 7,2 кг на 1 000 кг твердой фазы осадка. Обычно содержание твердого компонента в осадке бывает известно, однако возможен вариант реализации способа, когда перед введением в осадок смеси флокулянтов необходимо определить любым известным способом содержание твердой фазы в осадке. При реализации способа обычно смешивают растворы флокулянтов, что позволяют ускорить образование флокул, однако возможно и использование флокулянтов в виде гранул. Преимущественно смешение жидких флокулянтов проводят не ранее чем 20 мин перед введением в осадок, поскольку увеличение указанного срока может привести к расслоению смеси или возникновению химической реакции между флокулянтами в смеси. В предпочтительном варианте реализации способа используют растворы флокулянтов, концентрация которых составляет 0,03 - 0,20 мас.%. При реализации способа могут быть использованы практически любые катионные и неионогенные флокулянты, но предпочтительно использовать катионный флокулянт, представляющий собой сополимер акриламида с мономером, содержащим четвертичный атом азота (в частности, флокулянт «Праестол-650 ВС») и неионогенный флокулянт, представляющий собой полимер на основе амида акриловой кислоты (в частности, флокулянт «Праестол-2500). Для отделения твердой фазы от жидкой фазы обычно используют камерный фильтр-пресс.

Упомянутый катионный флокулянт «Праестол-650 ВС» представляет собой сополимер акриламида с 2-акриламидопропил-3-метиламмонийхлоридом с массовой долей остаточного акриламида не более 0,1 мас.%, динамической вязкостью 1% раствора полимера в 10% растворе хлорида натрия примерно 400 мПа·с и характеристической вязкостью 0,2% раствора полимера в 1 N растворе нитрита натрия примерно 14 дл/г.

Упомянутый неионогенный флокулянт «Праестол-2500» представляет собой полиакриламид с массовой долей остаточного акриламида не более 0,1 мас.%, динамической вязкостью 1% раствора полимера в 10% растворе хлорида натрия примерно 140 мПа·с и характеристической вязкостью 0,2% раствора полимера в 1 N растворе нитрита натрия примерно 15 дл/г.

В дальнейшем сущность способа, а также преимущества его применения будут показаны с использованием следующих примеров реализации.

1. Промышленные испытания смеси флокулянтов «Праестол-650 ВС» (3 массовые части) и «Праестол-2500» (1 массовая часть) проводили на промытой и уплотненной смеси термофильно-сброженного осадка первичных отстойников и аэробно-стабилизированного избыточного активного ила. Используемая смесь имела следующие характеристики:

влажность96,4%
зольность43,1%
время капиллярного всасывания175 сек
удельное сопротивление1358.

Испытания проводили с использованием фильтр-пресса «Дифенбах», обеспечивающего давление фильтрации 6 бар и давление дожима 15 бар. Время дожима составляло от 20 до 35 минут. В качестве контроля использовали стандартный технологический процесс обработки осадка с использованием флокулянта полиакриламида, взятого в оптимальной дозе.

По результатам испытаний было установлено, что оптимальное количество смеси флокулянтов Праестол-650 ВС» (3 массовые части) и «Праестол-2500» (1 массовая часть) составляет 4,3 кг на тонну обрабатываемого осадка, а по контрольному технологическому процессу необходимо использовать 4,8 кг флокулянта на тонну обрабатываемого осадка, при этом при использовании смеси флокулянтов средняя влажность кека составила 75,7%, а по контрольному технологическому процессу - 77,3% при содержании взвешенных веществ в фильтрате в среднем 63 мг/дм3 и 70 мг/дм3 соответственно, при практически одинаковой отделяемости получаемого кека от фильтровальной ткани и уменьшении времени процесса на 9%. Увеличение времени дожима до 35 минут как для осадка, обработанного смесью флокулянтов, так и для контрольного процесса привело к уменьшению содержания влаги в кеке примерно на 5%, но значительно уменьшило производительность процесса.

2, Промышленные испытания смеси флокулянтов «Праестол-650 ВС» (2 массовые части) и «Праестол-2500» (1 массовая часть) проводили на том же оборудовании, в тех же условиях и аналогичной смеси термофильно-сброженного осадка первичных отстойников и аэробно-стабилизированного избыточного активного ила при влажности 97,7%, остальные параметры практически не изменились.

По результатам испытаний было установлено, что оптимальное количество смеси флокулянтов Праестол-650 ВС» (2 массовые части) и «Праестол-2500» (1 массовая часть) составляет 4,9 кг на тонну обрабатываемого осадка, а по контрольному технологическому процессу необходимо использовать 5,7 кг флокулянта на тонну обрабатываемого осадка, при этом при использовании смеси флокулянтов средняя влажность кека составила 75,2%, а по контрольному технологическому процессу - 76,9% при содержании взвешенных веществ в фильтрате в среднем 42 мг/дм3 и 80 мг/дм3 соответственно, при практически одинаковой отделяемости получаемого кека от фильтровальной ткани и уменьшении времени процесса на 11% Увеличение времени дожима до 35 минут как для осадка, обработанного смесью флокулянтов, так и для контрольного процесса привело к уменьшению содержания влаги в кеке примерно на 4%, но значительно уменьшило производительность процесса.

3. Промышленные испытания смеси флокулянтов «Праестол-650 ВС» (1 массовая часть) и «Праестол-2500» (1 массовая часть) проводили на том же оборудовании, в тех же условиях и на осадке угольного шлама при влажности 93,8%, остальные параметры приведены ниже:

зольность51,7%
время капиллярного всасывания132 сек
удельное сопротивление1187.

По результатам испытаний было установлено, что оптимальное количество смеси флокулянтов Праестол-650 ВС» (1 массовая часть) и «Праестол-2500» (1 массовая часть) составляет 4,4 кг на тонну обрабатываемого осадка, а по контрольному технологическому процессу необходимо использовать 5,8 кг флокулянта на тонну обрабатываемого осадка, при этом при использовании смеси флокулянтов средняя влажность кека составила 71,9%, а по контрольному технологическому процессу - 76,6% при содержании взвешенных веществ в фильтрате в среднем 52 мг/дм3 и 63 мг/дм3 соответственно, при практически одинаковой отделяемости получаемого кека от фильтровальной ткани и уменьшении времени процесса на 111%. Увеличение времени дожима до 35 минут как для осадка, обработанного смесью флокулянтов, так и для контрольного процесса, привело к уменьшению содержания влаги в кеке примерно на 8%, но значительно уменьшило производительность процесса.

4. Промышленные испытания смеси флокулянтов «Праестол-650 ВС» (4 массовые части) и «Праестол-2500» (1 массовая часть) проводили на том же оборудовании, в тех же условиях и аналогичной смеси термофильно-сброженного осадка первичных отстойников и аэробно-стабилизированного избыточного активного ила при влажности 96,2%, остальные параметры практически не изменились по отношению к примеру 2.

По результатам испытаний было установлено, что оптимальное количество смеси флокулянтов Праестол-650 ВС» (4 массовые части) и «Праестол-2500» (1 массовая часть) составляет 5,9 кг на тонну обрабатываемого осадка, а по контрольному технологическому процессу необходимо использовать 5,7 кг флокулянта на тонну обрабатываемого осадка, при этом при использовании смеси флокулянтов средняя влажность кека составила 76,7%, а по контрольному технологическому процессу - 76,9% при содержании взвешенных веществ в фильтрате в среднем 78 мг/дм3 и 80 мг/дм3, причем при использовании смеси флокулянтов кек плохо отделялся от фильтровальной ткани, что значительно уменьшало (до 27%) производительность процесса.

5. Промышленные испытания смеси флокулянтов «Праестол-650 ВС» (1 массовая часть) и «Праестол-2500» (2 массовые части) проводили на том же оборудовании, в тех же условиях и аналогичной смеси термофильно-сброженного осадка первичных отстойников и аэробно-стабилизированного избыточного активного ила при влажности 96,4%, остальные параметры практически не изменились по отношению к примеру 2.

По результатам испытаний было установлено, что оптимальное количество смеси флокулянтов Праестол-650 ВС» (1 массовая часть) и «Праестол-2500» (2 массовые части) составляет 7,8 кг на тонну обрабатываемого осадка, а по контрольному технологическому процессу необходимо использовать 5,6 кг флокулянта на тонну обрабатываемого осадка, при этом при использовании смеси флокулянтов средняя влажность кека составила 76,9%, а по контрольному технологическому процессу - 76,7% при содержании взвешенных веществ в фильтрате в среднем 88 мг/дм3 и 80 мг/дм3, причем при использовании смеси флокулянтов кек плохо отделялся от фильтровальной ткани, что значительно уменьшало (до 31%) производительность процесса.

Использование предложенного способа позволяет уменьшить влажность осадка и содержание взвешенных частиц в фильтрате при одновременном увеличении производительности.

1. Способ обработки осадка, включающий введение в осадок двух флокулянтов и перевод обработанного осадка на пресс с последующим отделением твердой фазы, отличающийся тем, что перед введением в осадок смешивают катионный флокулянт, представляющий собой сополимер акриламида с мономером, содержащим четвертичный атом азота, и неионогенный флокулянт, представляющий собой полимер на основе амида акриловой кислоты, взятые в количестве (по массе) от 3:1 до 1:1, при этом общее количество смеси составляет от 3,0 до 7,2 кг на 1 000 кг твердой фазы осадка.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешивают растворы флокулянтов.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что смешение жидких флокулянтов проводят не ранее, чем за 20 мин перед введением в осадок.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что используют растворы флокулянтов, концентрация которых составляет 0,03-0,20 мас.%.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют камерный фильтр-пресс.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способам водоподготовки питьевой воды, а именно к очистке воды от марганца и железа, и может быть использовано на доочистке скважинной воды.

Изобретение относится к магнитной обработке жидкости и может использоваться в нефтедобыче. .
Изобретение относится к водной кремнеземсодержащей композиции, содержащей анионный органический полимер, содержащий, по меньшей мере, одну ароматическую группу и анионные частицы на основе кремнезема в агрегированной форме или в форме микрогеля.

Изобретение относится к области очистки природных подземных вод от фторид-ионов и может быть использовано в процессах водоподготовки для питьевых и технических целей.

Изобретение относится к способам очистки воды, улучшающим ее биологические свойства, а также к устройствам для осуществления упомянутых способов. .

Изобретение относится к области изготовления ламповых модулей, предназначенных для обеззараживания и очистки газовых и водных сред при помощи УФ излучения. .

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств и может быть использовано для разделения суспензий в том случае, когда одновременно с процессом разделения суспензии происходит процесс образования пены, например, на алюминиевых заводах в цехах и отделениях по производству вторичного криолита.

Изобретение относится к способам обработки воды путем воздействия на нее воздухом и может найти применение как при очистке воды питьевого и хозяйственного назначения, так и при очистке сточных вод.

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к капельному орошению, и может быть использовано для очистки воды при орошении овощных культур, виноградников, садов, лесных питомников, плодово-ягодных овощных культур и других насаждений.

Изобретение относится к области защиты от коррозии нефтедобывающего оборудования и трубопроводов в условиях микробиологического заражения нефтяных пластов месторождений.

Изобретение относится к обработке минерального материала, в частности отходов процесса извлечения оксида алюминия по методу фирмы Bayer, включая обработку красных шламовых отходов, с целью сделать их легко перемещаемыми.

Изобретение относится к способу и устройству для переработки нефтесодержащих шламов и может быть использовано в нефтяной, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, где имеет место формирование, складирование и длительное хранение в шламонакопителях значительного количества нефтесодержащих отходов.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано при утилизации осадков сточных вод, образующихся на городских очистных сооружениях с получением органоминеральных удобрений.

Изобретение относится к установке для утилизации нефтесодержащих отходов, получаемых в результате отмывки ёмкостей для хранения нефтепродуктов с целью получения вторичного топлива.

Изобретение относится к области промышленных и бытовых сточных вод и может быть использовано при обезвоживании из осадков. .
Изобретение относится к реагентным способам разделения гетерогенных сред, например суспензий, и может быть использовано в угледобывающей, углехимической, горнорудной, пищевой, химической промышленности, при очистке сточных вод, индустрии строительных материалов при разделении суспензии на жидкую и твердую фазы с дальнейшим использованием твердой фазы как целевого компонента.

Изобретение относится к обработке сточных вод, в частности к способам обработки осадков сточных вод на иловых площадках. .

Изобретение относится к технологии разделения твердой и жидкой фаз и может быть использовано преимущественно для обезвоживания различных видов техногенных шламов: отработанных буровых растворов, содержащих буровой шлам, а также водонасыщенных осадков, нефтесодержащих шламов, илов и т.п.

Изобретение относится к способам получения катализаторов на основе диоксида титана, которые могут быть использованы в различных областях, например, для каталитической очистки воздуха от СО или фотокаталитической очистки воздуха и воды от органических соединений, а также от некоторых неорганических соединений.

Изобретение относится к области производства углегуминовых и торфогуминовых препаратов, сорбентов, флокулянтов, коагулянтов, мелиорантов, кондиционеров почв, удобрений, а также гумино-минеральных веществ с поверхностно-активными, ионообменными, хелатирующими, комплексообразующими и биологически активными свойствами и может быть использован в инженерной экологии.
Изобретение относится к композициям и способам очистки и осветления и/или обогащения питательными веществами загрязненной питьевой воды и может быть использовано для индивидуального или домашнего применения.
Наверх