Способ локальной очистки высококонцентрированных сульфидсодержащих зольных стоков и установка для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 9 01 рОЗ С венных з972,ОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕПЬСТ(56) Фрилянд А,Ф. Очистка и использование сточных вод коже аа аводов за рубежом, - Мс, 78-81,(54) СПОСОБ ЛОКАЛЬНОЙ ОЧИСТКИ БЫСОКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ СУЛЬФИДСОДЕРЖАЩИХЗОЛЬНЫХ СТОКОВ И УСТАНОВКА и 1 Я ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к способам локальной очистки высококонцентрированных сточных вод кожевенных предприятий, содержащих сульфиды, Целью изобретения является повышение степени очистки зольных стоков,снижение удельного сопротивленияфильтрации получаемых осадков, предотвращение загрязнения окружающейсреды сероводородом и увеличение степени рекуперации серосодержащих соединений. Дпя осуществления способаочистку сульфидсодержащих зольныхстоков ведут подкислением зольногостока серной кислотой до рН 4-4,5введением кислоты в течение 1-10 минрассредоточено не менее чем в 1 О точек на 1 м поперечного сечения реактора со скоростью 1 м/с через 515 мин предварительной аэрации, а аэрационную дегаэацию - в течение2-3 ч с интенсивностью подачи воздуха 50-90 м/м ч и последующим отгстаиванием в течение 1-2 ч. В качестве абсорбента дегазируемого сероводорода используют раствор гидроксида натрия концентрацией 5-5%. Установка для осуществления способалокальной очистки высококонцентрированных сульфидсодержащих зольныхстоков с рекуперацией серосодержащих соединений включает сооружениедля очистки зольных стоков, выполненное герметично, состоящее из циф"линдрической и конической частей сотношением высоты к диаметру 1-2;аэрационную систему, расположеннуюна расстоянии 0,5-1,0 м от низа цилиндрической части сооружения, систему для подачи кислоты с распределительным трубопроводом, расположенным на высоте 0,2-0,9 м над системой аэрации, и абсорбер. Предложен-ный способ и установка для его осуществления обеспечивают возможностьповышения эффективности комплекснойочистки сточных вод и получения следующих показателей; по взвешенным веществам 90-97%, сульфидам 97-99%.ХПК 60-65%, общего азота 70-75%, белкового азота 80%, аммонийного азота50-60%Образующийся при очистке осадок не содержит сульфидов, обладаетхорошими фильтрационными свойствами,Способ позволяет вернуть в производство 90-95% сульфидной серы. 2 с.и 1 з.п, ф-лы, 9 ил., 7 табл, 1920157990210 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вод по различным способам обработкипредставлена. в табл, 7,Из приведенных результатов видно,что предлагаемый способ позволяетповысить эффективность очистки по .сравнению,с известным по взвешеннымвеществам в 3-4 раза, по ХПК - в1,5-2 раза, по сульфидам - в 1,11,2 раза, по общему азоту - в 3-4 раза, по белковому азоту - в 3,5-4 раза, по аммонийному азоту - в 22,5 раа, Одновременно с повышениемобщего эффекта очистки по предлагаемому способу остаточные концентрации токсичных сульфидов в обработанных зольных стоках в 4-6 раз меньшечем по известному способу,Преимуществом предлагаемого способа является то, что повышается эфФективность комплексной очистки обрабатываемых высококонцентрированныхсульфидсодержащих зольных сточныхвод как по взвешенным веществам исульфидам, так и по остальным показателям. Предлагаемый способ очисткии установка для его осуществленияобеспечивает следующие эфФекты попоказателям: взвешенных веществ 9097 , сульфидов 97-99 ., поХПК 6065 ., общего азота 70-75 ., белковогоазота 80%, аммонийного азота 50 м 60%.Остаточное содержание сульфидов вобработанных сточных водах не превыфшает 30-50 мг/л (считая по сероводороду). Образующийся при очисткезольных стоков по предлагаемому способу осадок не содержит сульфидов,обладает хорошими фильтрационнымисвойствами и имеет низкое удельноесопротивление, Предлагаемый способи установка для его осуществленияпредотвращает вьщеление токсичногосероводорода в окружающую среду какво время обработки вследствие осуществления всех процессов в герметически закрытых сооружениях, так и изобработанных сточных вод и образующихся при этом осадков, что являетсяценнейшим преимуществом метода сэкологической точки зрения, Способ иустановка для его осуществления допускают высокий уровень автоматизации и гибкость регулирования процессов, а также компактное аппаратурноеоформление,Предлагаемый способ обеспечивает90-95 -ную рекуперацню серосодержащих соединений, что,составляет 5772 исходного химического веществасульфида натрия в кожевенном производстве. Формула изобретения 1, Способ локальной очистки высококонцентрированных сульфидсодержащих эольных стоков с рекуперациейсеросодержащих соединений, включающий подкисление серной кислотой, аэрационную дегазацию в реакторе с последующей абсорбцией сероводородараствором гидроксида натрия, отстаивание стоков и вьщеление осадка,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения степепи очисткизольных стоков, снижения удельногосопротивления фильтрации образующегося осадка, предотвращения загрязненияокружающей среды сероводородом и увеличения степени рекуперации серосодержащих соединений, подкисление проводят до рН 4-4,5 введением кислоты,в течение 1-10 мин рассредоточенноне менее чем в 10 точек на 1 м по 2перечного сечения реактора через 515 мин предварительной аэрации, ааэрационную дегазацию осуществляютв течение 2-3 ч с интенсивностью подачи воздуха 50-90 м /м ч и после 2,дующим отстаиванием в течение 1-2 ч. 2, Способ по и.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что абсорбцию сероводорода ведут барботажным методомс раствором гидроксида натрия конф "центрации 5-15 ,3. Установка для локальной очистки высококонцентрированных сульфидсодержащих зольных стоков, содержащая сооружение для очистки зольныхсточных вод, аэрационную систему,систему для подачи кислоты и абсорбер барботажного типа, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения степени очисткизольныхстоков и улучшения качества осадков,предотвращения загрязнения окружающей среды сероводородом и увеличениястепени рекуперации серосодержащихсоединений сооружение для очисткивыполнено герметичным из двух частей - цилиндрической и конической,отношение высоты к диаметру составляет 1-2, аэрационную систему размещают на расстоянии 0,5-1,0 м от22 1579902 21 мы для подачи кислоты расположен на 0,2-0,9 м над аэрационной системой,Таблица 1 низа цилиндрической части, при этомраспределительный трубопровод систеН/Р Рас фек тив но сть де с ор бциироводорода, Эо, Е ние низ цил чес час з н 59,7 59,8 59,8 59,9 60,3 61,2 0,3 0,5,5 веществ, г/л, прн продолхнтельностимин Концентрация вэве предварительной а Исх енныхраци ол 23 17 16 НиэСерединаВерх же НизСерединаВерхНиз СерединаВерх 51 452 54963 5 56 52 9 53 53 1 44 49 9 65 64 966 67 64 61 61 59 61 59 86 85 81 78 82 80 79 80 78 79 79 81 НизСерединаВерх 49 49 48 49 60 59 59 60 59 6080 79 79 80 80 80 60 НизСереднпаВерхНнэСерединаВерх Т а б конт4,0 4,0 4,0 4,4,НизСерединВерхСтепень 2 ,0 45,0 4,0 рекупера цин суль фндныхсоединений 9 25 231 В 1 В6 17 38 36 32 26 24 28 24 27 29 52 48 45 41 41 39 36 38 39 68 68 65 52 51 54 49 51 53 83 84 8368 67 69 52 5 57 94 94 92 89 ВВ 87 65 72 74 50 50 50 50 70 70 О 90 90 90 70 21 19 19 ЭО 3 Зв 62 48 43 76 68 54 93 вв 66 41,8 61,2 61,1 60,8 76,0 76,0 75,8 75,3 75,0 77,2 77,2 20 19 19 2020 20 29 ЗО 30 29 30 29 39 40 39 3941 40 62 58 51 48 48 51 72 6969 68 56 59 91 89 86 87 72 75 59,8 59,8 59,9 60,0 61,2 61,2 61,2 76,0 76,1 76,4 75,3 75,5 77,2 77,61579902 23 24 Таблица 4 На иа це ци фи С 5 мг 123 100 68 42 25 183 127 80 954 96,8 97,3 98,4 99,0 96,2 96,6 97,5 98,6 95 65 55 33 20 20 94,0 95,1 96,7 97,9 50 72,5 68,3 82,3 77,2 94, 8 88,6 50,4 57,8 66,5 936 96,7 бораторнь 1,2 . 1,226 1579902 Прим Показател Исходи зольны ток 12,7 рНВзвешенные ве 0,12 99,8 9,98 81,3 0,03 98,9 0,76 73,5 0,40 79,9 0,36 59,1 ще ства, г/лХПК, г/лСульфиды, г/лОбщий азот, г/лБелковый азот, г/лАммонийный азот, г/ 0,4 94 Удельное сопротивление осадка, см/г,7 звешенные 28,10 31,50 г от, г/лазот г/л1 й азот,г/лсопротивадка, см/г 3,5 10 010" о щества, ХПК, г/л Сульфиды Общий аз Белковый Аммонийнь Удельное ление ос 8,44,782,63.2,871,990,88 20,85 28,72 2,05 2,22 1,62 0,60 0,03 0,64 0,34 0,30 6,89,642,963, 1 г 99,4 59,1 98,5 71,2 79,0 Таблица 6 99,6 66,8 98,3 74,3 80, 58,5 4,999,670;20 90,0 1,79 19,4 1,31 . 19,1 0,48 20,0 ок не выдел.Суханова ентал Коррект ароши Заказ 1990ВНИИПИ Гос ж 80 Подписное рственного комитета 113035, Москва, Ж оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,на,йоо фпоа ъ 7 аооб 00 900 Составителедактор Н,Яцола Техред И.М обретениям и открьгтиям при ГКНТ СчРаушская наб., д. 4/5Изобретение относится к очисткесточных вод, содержащих сульфиды,и может быть использовано для локальной очистки высококонцентрированных сульфидсодержащих сточных вод кожевенных предприятий,Цель изобретения - повышение степени очистки высококонцентрированныхсульфидсодержащих зольных стоков,снижение удельного сопротивленияфильтрации образующегося осадка,предотвращение загрязнения окружающей среды сероводородом и увеличениестепени рекуперации серосодержащихсоединений.Для осуществления способа подкисление проводят до рН 4-4,5 введениемкислоты в течение 1-10 мин, рассредоточено не менее чем в 1 О точек нам поперечного сечения реактора согскоростью 1 м/с через 5-15 мин предварительной аэрации, а аэрационнуюдегаэацию осуществляют в течение 23 ч с интенсивностью подачи воздуха50-90 м /м ч и последующим отстаиваЗ гнием в течение 1-2 ч, Абсорбцию сероводорода ведут барботажным методом сиспользованием в качестве абсорбционной жидкости раствора гидроксида нат-рия с концентрацией 5-15%,Минимальное значение продолжительности аэрационной дегазации 2 ч получено иэ условия достижения необходимого эффекта очистки зольного стокаот сульфидов в условиях предлагаемойустановки. Для получения хорошейструктуры образующихся хлопьев с целью их более эффективного осаждениядегезация зольной жидкости не должнадлиться более 3 ч, Продолжительность40отстаивания меньше 1 ч не обеспечивает требуемого эффекта, а больше2 ч - приводит к чрезвычайно большому уплотнению осадка, Величины интенсивности аэрации (1 з ) 50-90 м /м ч345обеспечивают полноту десорбции сероводорода с учетом специфического состава зольных стоков и осуществленияпроцесса в предлагаемой установке.50Контактный режим работы установкитребует предварительного перемешивания зольного стока для обеспеченияоднородности среды во всем объемесооружения, что достигается работойаэрационной системы в течение 5,15 мин до ввода кислоты в реактор.Минимальный предел назначен с учетохарактера взвеси эольных стоков, а максимальный - иэ условия сокращения потери сульфидной серы за счетокисления кислородом воздуха,Режим подкисления, предусматривающий залповый ввод кислоты в течение1-10 мин, рассредоточено не менеечем в 10 точек на 1 м в зону самого активного перемешивания поперечного сечения реактора со скоростью1 м/с, определен с целью полученияминимальных потерь сульфидных соеди"нений из-эа образования коллоиднойсеры при прямом взаимодействии выделяющегося сероводорода с вводимойконцентрированной серной кислотой,атакже с целью ускорения процесса десорбции сероводорода, В предлагаемомрежиме подкисления осуществляетсямаксимально быстрое перемешивание иподкисление всего объема обрабатываемого зольного стока с минимальнымпо времени контактом выделяющегосясероводорода с поступающей кислотой,Режим подкисления определен с учетомспецифического состава обрабатываемых зольных стоков при применениипредлагаемой ,пя осуществления способа очистки установки,Нижний предел концентрации абсорбционного раствора определен изусловия полного поглощения сероводорода из газовоздушной смеси. концентрация едкого натра 5% и выше гарантирует полное поглощение сероводорода из газовоздушной смеси и исключает возможность проскока сероводорода через абсорбционную колонну даже приподаче гаэовоздушной смеси до40 м/м . Верхнее значение пределагконцентрации раствора гидроксида натрия 15% принято с учетом максимального насыщения абсорбционного раствора сульфидом и гидросульфидом натрияпо результатам экспериментальнойпроверки, при которой установлено,что в высококонцентрированных сульфидных растворах, полученных приконцентрациях абсорбционного раствора выше 15% и интенсивности подачигаэовоздушной смеси 25 м/м ч, происходит активное окисление сульфидови гидросульфидов, что приводит к потерям сульфидной серы и к снижениюстепени рекуперации.При очистке зольных стоков предлагаемым способом интенсификацияпроцесса очистки осуществляется также подкислением до рН 4,0-4,5, Под2ванных сульфидсодержащих зольных стоков - повышение степени очистки зольных стоков и улучшение качества осадков, предотвращение загрязнения окружающей среды сероводородом и увеличение степени рекуперации серосодержащих соединений,На Фиг,1 представлена схема установки для осуществления способа локалькой очистки сульфидсодержащихзольных стоков с рекуперациейсеросодержащих соединений; на фиг.2 аэрационная система; на фиг.Зраспределитель кислоты; на фиг,4 кривые кинетики десорбции сероводорода при разных соотношениях высотык диаметру Н/Р; на Фиг,5 - кривыекинетики отстаивания зольных жидкостей при разных соотношениях Н/П; на фиг.б - кривые кинетики десорбциисероводорода после аэрационной дегазации с разной интенсивностью аэрации; на фиг,7:- кривые кинетики отстаивания зольных жидкостей послеаэрационной дегазации с разной интенсивностью аэрации;.на фиг,8 - кривые кинетики десорбции сероводородапри различных начальных концентрациях сульфидов и взвешенных веществ и с разной прОдолжительностью аэрационной дегаэации жидкости; на фиг,9- кривые кинетики отстаивания эольных жидкостей после десорбции сероводорода с разной продолжительностю аэрационной дегазации.Установка для очистки зольных сточных вод содержит реактор-отстойник 1, трубопровод 2 подачи зольного стока, трубопровод 3 подачи воздуха, аэрационную систему 4, емкость 5 для конпентрирования серной кислоты, трубопровод б для подачи кислоты, задвижку 7 с реле-регулятором по сигналу потенциометра, распределитель 8 кислоты, датчик 9 рН-метра, патрубок О слива очищенного зольного стока в общую канализацию, патрубок 11 выгрузки осадка на дальнейшую обработку и трубопровод 12 для отвода газо- воздушной смеси. В установке имеется абсорбер 13 барботажного типа, распределитель 14 газовоздушной смеси в абсорбционной колонне, насадки 15, загрузка 16 из инертного материала, трубопровод 17 выхода. очищенного от сероводорода воздуха, воздушный фильтр 18, емкость 19 для приготовления абсорбционного раствора едкого 5 157990кисление вызывает перевод сульфчдных и гидросульфидных соединений вгазообразный сероводород, которыйвыделяется из.,эольного стока путем5дегазации аэрированием, а также приподкислении зольной жидкости одновременно происходит процесс оптимальной коагуляции загрязнений минерального и органического происхождения,так как в пределах рН 4-4,5 находится изоэлектрическая точка белковэольной жидкости. В результате подкисление до этих значений приводитк полной коагуляции белков с образованием хорошо оседающих хлопьевидныхчастиц. Осадок, образующийся при отстаивании, хорошо отдает воду, егопоследующая обработка не приводит квыделению сероводорода, Подкисление 20зольного стока до более низких значений рН позволяет провески процессдесорбции сероводорода более эффективно, но снижение рН ниже изоэлектрической точки, т.е. ниже 4,0, приводит к измельчению. белковых структур, замедляетпроцесс отстаиванияи снижает эффект очистки зольногостока, причем наступившие изменениянеобратимы, На эффективность отстаивания влияет также и продолжительность процесса дегазации аэрированием, Увеличение продолжительностиаэрации больше 3 ч влечет эа собойизмельчение скоагулированных белковых структур и снижение эффектаочистки от взвешенных веществ.В качестве абсорбента сероводорода применяют раствор гидроксида натрия, обеспечивающего возможность возврата в производство образующегосяпри абсорбции раствора сульфида игидросульфида натрия. Абсорбция сероводорода осуществляется барботажнымметодом, что снижает потери сульфидной серы в результате окисленияпо сравнению с методом орошения,обеспечивая достаточно полное поглощение сероводорода из газовоздушнойсмеси, ЭФфективное поглощение сероводорода иэ газовоздушной смеси достигается, если интенсивность барботирования в абсорбере варьируется впределах 10-25 м /и , При большеиинтенсивности барботирования наблюдаются потери сульфидной серы засчет окисления,Цель изобретения установки длялокальной очистКи высококонцентриро 1.57990240 натра, трубопровод 20 для заполнения абсорбционной колонны раствором едкого натра, трубопровод 21 выпуска несыщенного сульфидом натрия и гидросульфидом натрия раствора и подачи в производство, датчик 22 потенциометрического контроля рБ, потенциометры 23,манометры 24, перфорированн= труба 25 и отверстия 26.На фиг.4-9 позициями обозначены: 27 - кривая снижения концентрации сульфидов при Н/Р щ 3,5; 28 - то же, при Н/Р = 3; 29 - то же, при Н/Р = З; 30 - тоже, при Н/Р1; 31 - .15 то же, при Н/Р = 0,5; 32 - кривая кинетики отстаивания зольной жидкости при Н/Э = 0,5; 33 - то же, при Н/Р = 1; 34 - кривая снижения концентрации сульфидов при Ецзр 2030 м/м ч; 35 - то же, при Т2= 50 м /м ч; 37 - то же, при Тар= = 70 мз/м ч; 38 - то же, при Еоэ90 мЭ/мгч; 39 - то же, при Еа= 25100 м/м ч; 40 - то же, при Еаэ- 110 м /м ч; 41 - кривая кинетикй отстаивания зольной жидкости послеэ аэрационной дегазации с Ецр 110 м / /м ч; 42 - то же, с Тэр = 1 ООм/мч 3 30 43 - то же, с Еазр= 90 м /м ч; 44- то же, с Е,. = 70 м /м ч 45 - то ие, с Тэр = 50 м /м ч; 46 - то же,эс Т = 40 м/м ч; 47 - кривая сни жения концентрации сульфидов в обрабатываемой зольной жидкости с начальной концентрацией сульфидов 2,05 г/л, взвешенных веществ 20,85 г/л, рН 12,5 при аэрационной обработке с Т = 70 м /м ч в течение 2 ч; 48 - то же, за время аэрационной обработки 3 ч; 49 - то же, за время обработки 4 ч; 50, - кривая снижения концентрации сульфидов в обрабатываемой зольной жидкости с начальной концентра цией сульфидов 2,05 г/л, взвешенных веществ 60,10 г/л и рН 12,8 приэ аэрационной обработке с Ец70 м / /м ч в течение 4 ч; 51 - время снижения концентрации сульфидов в обра батываемой зольной жидкости с начальной концентрацией сульфидов 2,50 г/л взвешенных веществ 20,80 г/л и рН 12,5 при аэрационной обработке с Е = 70 м /м ч в течение 3 ч; 52 экривая снижения концентрации сульфидов в обрабатываемой зольной жидкости с начальной концентрацией сульфидов 2,50 г/л, взвешенных веществ 6014 г/л и рН 12,8 при аэрационнойобработке с Е70 м /мч в течегакрние 3 ч; 53 - кривая кинетики отстаивания зольной жидкости с исходнойконцентрацией сульфидов 2,05 г/л,взвешенных веществ 20,85 г/л и рН12,5 после аэрационной дегазации втечение 3 ч; 54 - то же, после аэрационной дегазации в течение 3 ч; 55 то же,.после аэрационной дегазации втечение 4 ч,Установка реактор-отстойник) выполнена из металла с внутренним антикоррозийным покрытием, герметйчно,с рабочим объемом 10-25 м и состоитиз конической и цилиндрической частей с обособленными зонами реакции,отстаивания и улавливания газовоэдушной смеси. Отношение высоты цилиндрической части к диаметру составляет 1-2. Угол присоединения конической части к цилиндрической дол-.жеч быть не больше 30Трубопроводй2 подачи эольного стока в установкуосуществля тся на верхней границеокончания цилиндрической части установки, Слив очищенного зольного стока осуществляется через патрубок 10,расположенный на 0,4 Н от низа цилиндрической части, а выгрузка осадка " через патрубок 11, расположенный внизу конической части установки.Из самой верхней точки установки выходит трубопровод 12 для отвода газовоздушной смеси.Аэрационная система выполнена изперфорированных коррозионно устойчивых труб по схеме, показанной нафиг,2. Отверстия 26 расположены снижней стороны труб, причем диаметротверстий увеличивается от центра кпериферии. Исходя из геометрическиххарактеристик дисперсной фазы зольных стоков предел диаметра отверстийдолжен быть в диапазоне 2-5 мм, аскорость выхода воздуха из отверстийпри расчете дырчатой аэрационной системы нужно принимать в пределах .2040 м/с,Система подачи кислоты состоит иземкости 5 для концентрированной кислоты, трубопровода 6 для подачи кислоты, задвижки 7 с приводом и распределителя 8 кислоты (фиг3). Диаметрокружности, по которой располагаетсятруба распределителя кислоты, долженбыть в два раза меньше диаметра ре 1579902 10актора. Диаметр отверстий, расположенных по нижней стороне кольцевойтрубы, равен 1 мм. Распределитель 8кислоты размещается на 0,2-0,9 м надаэрационной системой 4, Все элементысистемы выполнены из кислотоупорногоматериала, Работа задвижки 7 для подачи кислоты автоматизирована по сигналу рН-метра с контрольным датчи 10ком 9.Абсорбер 3 барботажного типа выполнен в виде металлической колонныс насадками 15 и загрузкой 16 изинертного материала, Трубопровод 17выхода очищенного от сероводородавоздуха расположен в верхней частиабсорбера, после чего воздух проходитчерез воздушный Фильтр 8. В нижнейчасти абсорбера расположен трубопровод 21 "выпуска насыщенного растворасульфида и гидросульфида натрия. Работа задвижки 7 для слива насыщенного абсорбционного раствора автоматизирована по сигналу потенциометра 23 25с контрольным датчиком 22.Установка работает следующим образом,Зольный сток эакачивают в комбини"рованное сооружение. включают аэрационную систему и в течение 5-15 онперемешивают весь объем эольной жидкости, В сооружении создается давление Р = 0,1-0,4 кгс/см . Из емкости5 с серной кислотой, где предвари- тельно с помощью пневматической системы создано давление. Р = 0,6-1 кгс//см , по .трубопроводу 6 через распределитель 8 рассредоточено в реакторподается кислота в зону самого активного перемешивания залпом в течение1-10 мин, Ввод кислоты осуществляется автоматически с помощью реле-регулятора задвижки 7 по сигналу рН-метра, Контроль степени подкисления, 45зольника ведется датчиком 9 рН-метра,Процесс аэрационной дегазации длится2-3 ч, после чего аэрационную систему отключают, и начинают процесс отстаивания в течение 1-2 ч. Затем осветленный слой сливают в общую канализацию, а осадок выгружают и подаютна дальнейшую обработку (обезвоживание или рекуперация белков), Выделившийся в результате обработки зольного стока по указанной технологиисероводород в смеси с воздухом потрубопроводу 12 поступает в нижнюю,часть абсорбционной колонны и через расйределитель 14 газовоздушной смеси рассредоточенно подается в абсорбционный раствор, заранее приго 1 овленный в емкости 19 и загруженный в абсорбер по трубопроводу 20После освобождения от сероводорода воздух потрубопроводу 17 проходит черезфильтр 18 и поступает в атмосферу,При насыщении абсорбционного раствора сульфидом и гидросульфидом натрия,что контролируется потенциометрическим прибором при помощи датчика 22,автоматически осуществляется открытие задвижки 7,по сигналу потенциометра 23, и насыщенный раствор подают в производство,Соотношение размеров конструктивных элементов комбинированного сооружения, с целью получения оптимальныхгидродинамических условий для проведения процесса аэрационной дегазациис подкислением, устанавливается в колоннах разного диаметра с постоянным по высоте наполнещем. Диапазонизменений отношения высоты к диаметру (Н/П) варьируется от 0,5 до 3,5,Зольный раствор с начальной концентрацией сульфидов 1600 мг/л подкнсляют до рН 5 серной кислотой и аэрируют в течение 3 ч с интенсивностью73 м /м ч, а затем отстаивают.5 2Оценка процесса дегазации сероводорода из растворов проводится по контролю остаточных концентраций сульфидов через; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0;1,5; 2,О; 3,0 ч, По результатам проведенных опытов построены кривые кинетики десорбции сероводорода, представленные на фиг.4, при Н/О = 3,5(кривая 30), при Н/Р0,5 (кривая31). Значения остаточных концентраций сульфидов в обработанных растворах равно соответственно 108, 64,36, 28 и 25 мг/л, Анализ экспериментальных данных и характер кривых показывает, что процесс десорбции приотношниях Н/О, равных 3 и 3,5, растянут по времени, т,е, идет с низкойскоростью, и остаточное содержаниесульфидов после 3 ч обработки в дватри раза выше остаточных концентраций, которые получаются при обработке в колоннах с Н/Э2, Дальнейшееуменьшение отношения Н/П ведет кускорению десорбции сероводорода и кболее глубокому изъятию сульфидов израстворов, но при значениях Н/О = 1результаты экспериментов становятсяочень близкими по своим значениям(кривые 30 и 31), а вместе с этимувеличиваются габариты установки по5площади, создаются неблагоприятныеусловия для получения однородностираствора по всему объему, усложняется процесс равномерного подкисления,что сказывается на структуре хлопьев,образующихся при коагуляции оргащческих соединений, ухудшается процесс их осажцения и снижается эффекточистки по взвешенным веществам. Этоподтверждается характером кривых ки-.нетики отстаивания зольных жидкостей,представленных на фиг,5, построенныхпо результатам экспериментальных исслецований в колоннах с отношениемН/О = 0,5 (кривая 32) и Н/О1(кривая 33). На.основании полученныхрезультатов экспериментов установленпредел, величины отношения Н/Э1-2.Для оценки влияния местоположения 25аэрационной системы на эффект снижения сульфидов по предлагаемому способу локальной очистки зольных стоков поставлена серия опытов, С учетомколичественного состава взвеси в ЗОзольной жидкости при условиях проведения последующего процесса отстаивания в этой же установке условно выделена отстойная зона, глубина которойопределена с учетом максимальногообъема осадка, образующегося приотстаивании после аэрационной дегазации Н 7 8 и принята равной 1/3 высотывсего сооружения, В связи с этим иопределен нижний предел расположения 40аэрационной системы на высоте 0,5 мот низа цилиндрической части во избежание .ее засорения осадком приэксплуатации,После подачи зольной жидкости с 45концентрацией сульфидов 2,1 г/л вэкспериментальные колонны, отношениевысоты к диаметру (Н/О) которых принято в,установленном интервале: 1;1,5; 2, включается аэрационная система с интенсивностью 50, 70, 90 м // м ч, Через 15 мин осуществляютподачу кислоты в течение 5 мин, Приуказанных параметрах процесс наблюдают, изменяя только местоположениеаэрационной системы по высоте колоннна расстоянии 0,5; 0,7, 1,0; 1,2 мот низа цилиндрической части. Эффективность процесса оценивается по сульфидам через 0,5 ч после включения аэрационной системы. Эффективность десорбции сероводорода из золь."ных стоков эа 0,5 ч обработки при из "менении расположения аэрационной системы по высоте при различных соотношениях Н/П и интенсивностях аэрацииприведена в.табл, 1. Из табл.1 видно., что увеличениевысоты расположения аэрационной системы по отношению к низу цилиндрической части выше 1,0 м заметно влияет на кинетику десорбции сероводорода, снижая эФфект очистки от сульфидов локально в нижней части экспериментальных колонок, В интервале 0,51,0 м значения эффективности в трехточках отбора проб почти не отличаются при разных соотношениях Н/О и интенсивностях аэрации.В производственных условиях наустановке, состоящей из герметическизакрытого комбинированного сооружения (реактор-отстойник) с геометрическими размерами, мм: диаметр 1000;высота цилиндрической части 1000;высота конической части 470; высотагазосборной зоны 320; аэрационнойсистемы из перфорированных труб, выполненной по схеме, показанной на.фиг.2, системы подачи и распределения кислоты и абсорбера барботгжноготипа, прйводят исследования по установлению технологических параметров процесса локальной очистки высококонцентрированных зольных стоковпо предлагаемому способу,Для определения пределов интенсивности аэрации с целью достижениямаксимального эффекта очистки в сооружение закачивают зольные стокиобъемами 1 м с С= 2,1 г/л и рН312,5 и включают систему аэрации,подкисляют до рН 4,5 и аэрационнуюобработку проводят в течение 3-5 чс интенсивностями: 30; 40; 50; 70;90; 100 и 110 м/м ч, после чего отстаивают растворы в течение 2 "4 ч,Контроль процесса очистки осуществляют по показателю снижения концентраций сульфидов в обрабатываемомстоке и по кинетики осаждения взвеси.После 3-часовой аэрационной обработки в зольных растворах получают следующие остаточные концентрации сульфидов: 160 мг/л - при интенсивностиаэрации Тэр= 30 м /м ч; 100 мг/л 7при 1 = 40 мэ/мг ч; 83 мг/л - при1 ор= 50 мЭ/м ч; 41 мг/л - при1 = 70 м/м ч; 28 мг/л - при1 1 зр= 90 м /м ч; 23 мг/л - при10 р= 100 м /м "ч; 20 мг/л - приЪ51 = 110 мЭ/м ч,ак видно из представленных результатов, максимальное снижение суль"фидов достигается при интенсивности110 м /и ч, но при интенсивностиэ г110 и /м ч и 00 м /м уменьшается3 2эффект осаждения взвеси, Данные ки 2нетики осаждения при 1 д р = 90 м /и ч,3 2при 1(зр 70 м /м ч и при 1 элгл50 мЭ/м "ч показывают, что процессотстаивания идет с одинаковой скоростью и заканчивается за 1,5-2 ч, тог да как обработанный с интенсивностью100 м /м ч зольный сток отстаиваетгся с таким же эффектом за 4 ч, а приО м /м ч намного больше. В связиЭс этим верхний предел диапазона интенсивности аэрации для осуществленияспособа составляет 90 м /м ч, При 25Э2интенсивности аэрации менее 50 м /м чдля получения того же эффекта по снятию сульфидов увеличивается продолжительность дегазации до 4 ч при интенсивности 40 м /м ч, до 5-6 с при 30Э 230 м /м чВместе с этим уменьшениег1, ниже 50 м /м ч не обеспечиваетЭ 2равйомерность и необходимую быстротуподкисления и дегазации всего объемажидкости, нарушая таким образом иправильное протекание коагуляции нерастворенных веществ, что сказываетсяна ходе эффективности процесса отстаивания,При обработке высококонцентрированных сульфидсодержащих зольных стоков большое влияние на эффективностьпроводимых процессов обработки имеет однородность состава по всемуобъему перед началом подкисления и 45аэрационной дегазации. Специфика состава зольного стока, наличие большого количества нерастворенных веществ минерального и органическогопроисхождения до 80 г/л, находящихся в грубодисперсном и коллоидномсостоянии, определяет неравномерноеих распределение в обрабатываемыхобъемах, В связи с этим возникаетнеобходимость в предварительной гомогенизации зольных жидкостей, чтоосуществляется пнивматической аэрацией, В диапазоне возможных концент,раций взвешенных веществ (С з) в зольном стоке кожевенного производства 20-80 г/л для достижения однородности состава по всему объему комбинированного сооружения необходима аэрация с минимальной допустиЭ мой по способу интенсивностью 50 м / /м ч,Значения концентрации взвешенных веществ (г/л) в разных точках объема реактора в зависимости от исходных концентраций взвеси в зольных стоках и продолжительности аэрации представлены в табл,2. Как видно из полученных данных, за счет перемешивания усреднение всего объема по взвешенным веществам путем предварительной аэрации проис ходит за 5 мин при исходной концентрации до 40 г/л, при концентрациях выше 40 г/л необходимо не менее 5 мин.Фактором, влияющим на степень рекуперации сульфидной серы, является быстрое распределение вводимой кислоты по всему объему обрабатываемого зольного стока, Проведенные эксперименты показали, что подача кислоты в течение 1-10 мин, рассредоточенно не менее чем в 10 точек на 1 м поперечу ного сечения реактора, обеспечивает степень рекуперацни сульфидных соединений 95% при интенсивностях аэрации 50-90 м /мч. Увеличение времениэ гввода кислоты более 10 мин при этих же интенсивностях и сосредоточенная (в одно место) подача кислоты снижают стегень рекуперации до 80-85%Рассредоточенная подача кислоты по сравнению с точечной улучшает ход процесса десорбции сероводорода и заметно влияет на степень рекуперации сульфидных соединений, а также на эффект очистки от взвешенных веществ,Для быстроты достижения равномерного подкисления всего объема имеет значение и расположение распределителя кислоты по высоте сооружения с учетом созданного гидродинамического режима, Местоположение распределителя определяют по отношению к аэрационной системе, Обрабатывают по предлагаемому способу зольный сток с показателями С б= 5 40 г/л, С =2,4 г/л, рН 12;7, Аэрацию осуществляют с 1 р= 70 м/м ч, Подкисление ведут до достижения рН 4,0 в средней части установки с одновременным за 16151579902Из полученных данных видно, чтобыстрое равномерное распределениекислоты по всему объему обрабатываемого зольника за время падкисления(1-10 мин) происходит в диапазоневысоты расположения распределителякислоты над аэрационной системой от0,2-0,9 м. Вместе с этим в этом же 25диапазоне степень рекуперации сульфидных соединений достигает максимальных значений 90-95%,Эффект снижения концентрациисульфидов (Э) и остаточные их концентрации н обрабатываемых зольныхстоках (С, ) с разными значенияминачальной концентрации сульфидов.в течение процесса аэрационной де 3газации при подкислении до рН 4,0и 1 = 70 м/м ч в зависимости от7ОЭРвремеМи аэрации представлены в табл,4,Устано.:.лено, что 5 Х-ный растворЫаОН можно ,.ясыщать Н Б до достижения рН 12,7, что соответствует содержанию в нем сульфидов порядка 0 4 г/л (считая по Н Б), после чеготребуется замена абсорбционного раствора, Увеличение концентрации абсорбционного раствора больше 5 И приводитк увеличению его абсорбционной емкости, Так, 152-ный раствор способенпоглощать сульфидные соединения доконцентрации 10.г/л (считая по сероводороду), при которых рН 13-13,2,исключая опасность выделения серо водорода иэ абсорбционного растворав окружающую среду, Дальнейшее повы-,шение концентрации раствора БаОН увеличивает его емкость вьппе 10 г/лсульфидных соединений, но при такой 45 высокой концентрации сульфидных соединений получаются подбери в 3-5%сульфидных соединений за счетокис 3ления при интенсивности в 100 м /м ч.Уменьшение интенсивности распределения газовоздушной смеси до 25 м /м чЭсокращает эти потери до 1-2 Исследования по рекуперации сульфидныхсоединений с применением в качествеабсорбционного раствора 17 -ного 55 раствора НаОН показывают, что можнополучить раствор с концентрацией до12 г/л (считая по Н Б), но при этомпотери сульфидной серы составляютот 5 до 153 при интенсивности даже мером значения рН в верхней и нижней частях установки. Сначала распределитель кислоты устанавливают нарасстоянии 0,1 м от аэрационной системы и проводят подкисление, далеепроводят эксперименты с размещениемраспределителя кислоты на расстояниях; 0,2; 0,3; 0,6; 0,5; 0,7; 0,9 и1,1 м от аэрационной системы, Оценкавлияния местоположения, распределителя кислоты на равномерность подкисления всего объема обрабатываемогозольного стока и на степень рекуперации сульфидных соединений приведена в табл, 3. Полученные результаты показывают, что эффект очистки от сульфидов 98 и больше обеспечивается за время обработки 2 ч при более низких значениях концентраций взвешенных веществ в зольных стоках и за 3 ч при высо ких значениях, Видно также, что начальная концентрация сульфидов приаэрационной дегазации в течение 2- . 3 ч практически не влияет на конечные результаты эффекта очистки по сульфидам и остаточные концентрации, тогда как за время меньше.2 ч особенно при высоких концентрациях взвешенных веществ, влияние существенное, что усложняет контроль процесса в эксплуатационных условиях, При дальнейшем увеличении времени аэрационной дегазации эффект снижения сульфидов увеличивается незначительно за 1 ч дополнительной обработки (0,6-1,0 ), хотя значения остаточных концентраций снижаются от 30-40 до 20"25 мг/л, что важно с точки зрения более полного извлечения сульфидов иэ сточных вод, Увеличение времени аэрационной дегазации больше 3 ч,.нарушает седиментационные свойства взвеси и ухудшает кинетику ее осаждения, что сказывается на эффекте осветления стока. Аэрационной дегазации в диапазоне 2-3 ч соответствует отстаивание в течение 1."2 ч, Величина 1 ч соответствует 2-часовой аэрации и низким значениям диапазона интенсивности аэрации, а.2 ч - соответствует 3-часовой аэрации и высоким значениям диапазона изменения интенсивности аэрации.Результаты исследования процесса абсорбции сероводорода на лаборатор.- ной и производственной установках представлены в табл, 5, 157990 1840 45 50 55 до 25 м/м ч, что указывает на неэффективность рекуперации сульфидных соединений и абсорбционной системы при применении абсорбционного раствора ИаОН с концентрацией ) 15%Таким образом, 5-15%-ный абсорбционный раствор ИаОН обеспечивает полную рекуперацию сульфидных соединений из газовоздушной смеси, образующейся в результате обработки зольного стока по предлагаемому способу и позволяет вернуть в технологический процесс производства кожи до 957 сульфида натрия.П р и м е р 1. Зольные сточные воды с указанными в табл.б качест 3 венными показателями и объемом 1 м закачивают в установку (реактор-отстойник), Включают аэрационную систему с 1 а = 80 м /м ч и проводят3 а.предварительную аэрацию в течение 15 мин, после чего начинают подачу кислоты, не отключая аэрационную систему. Кислоту вводят за 9 мин до достижения рН 4,3. Аэрационную дегазацию осуществляют в течение 3 ч, после чего отключают аэрационную систему и отстаивают зольную жидкость в течение 2 ч. Полученные качественные характеристики обработанного объема зольного стока, характеристика осадков и эффекты очистки (Э) также приведены в табл,б, С применением 5%-ного абсорбционного раствора БаОН при интенсивности распределения газовоздушной смеси в.абсорбере 140 м /мч, гидравлическом сопротивлении 30000 Па и объемном коэффициенте абсорбции 0,078 тыс ч получают степень рекуперации серссодержащих соединений 91,17.П р и м е р 2Зольный сток объемом 1 мс указанным в табл,б исходными характеристиками закачивают в реактор-отстойник, Включаютз аэрационную систему с Епэ = 60 м / /м ч и проводят предварительную аэрацию в течение 10 мин, после чего начинают подачу кислоты не отключая аэрационную систему. Кислоту вводят за 7 мин до достижения рН 4,3, Аэрационную дегазацию проводят в течение 2,5 ч, после чего отключают аэрационную систему и отстаивают зольную жидкость в течение 1,5 ч. Полученные качественные характеристики обработанного объема зольного стока и эф фекты очистки приведены в табл,б, С 5 10 15 20 25 30 35 применением 57.-ного абсорбционного раствора ЮаОН при интенсивности распределения газовоздушной смеси в абсорбере 106 м/м 2 ч, гидравлическим сопротивлении 30000 Па и объемном коэффициенте абсорбции 0,053 тыс.ч степень рекуперации серосодержащих соединений составляет 94,2%П р и м е р 3, Зольный сток объе,мом 1 м 9 с указанными в табл,7 исходными характеристиками закачивают в реактор-отстойник, Включают аэрационную систему с 1 э = 50 м /м ч и3 проводят предварительйую аэрацию в течение 7 мин, после чего начинают подачу кислоты не отключая аэрационную систему, Кислоту вводят за 7 мин до достижения рН 4,2. Расход серной кислоты составляет ,0 кг/м по активному веществу. Аэрационную дегазацию проводят в течение 2 ч, после чего отключают аэрационную систему и отстаивают зольную жидкость в течение 1 ч, Полученные качественные характеристики обработанного объема зольного стока и эффекты очистки приведены в табл.7, С применением 57.-ного абсорбционного раствора ИаОН при интенсивности распределения газовоздушной смеси в абсорбере 70 м /м ч,г гидравлическом сопротивлении 3000 Па и объемном коэффициенте абсорбции 0,049 тыс.ч степень рекуперации серосодержащих соединений составляет.95%. П р и м е р 4 (известный).,: Зольный сток с указанными втабл,7 исходными характеристиками и расходом3,4 м/ч после предварительного отстаивания направляют в лоток длиной15 м, шириной 1 м с заполнением0,45 м, Внизу лотка установлены триаэрирующие перфорированные трубы длиной 14,5 м и диаметром 67 мм, Времяобработки зольной жидкости в проточном режиме 2 ч, 1 .эР= 17 и /м ч,3Кислоту подают в место поступлениязольного стока в лоток постоянно иконтроль за значениями рН осуществляют за 3 м от места ввода кислотыпо достижению значения рН 5, Расходсерной кислоты составляет 9,7 кг/м.При выходе обработанного стока излотка проводят анализ его качественного состава,Сравнительная характеристика показателей состава зольных сточных