Способ очистки воды

(у р:.,о 4) и 1 002 с 1 с С 02 Г 1 ИЗО ОПИСАНК ПАТЕНТУ Я ТЕ(21) 5006860/2 (22) 22.10.91 (46) 07.09,93. Б (71) Малое нау приятие "Экот (72) Курков А,В Веселовский Ю(73) Малое нприятие "Эко ОМ Ч,1 тЕНСИВ Ор,; , у,гСОМ Комитет Российской Фелерации по патентам и товарным знакам юл. %33 - 36 но-производственное предхмаш"(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВО Изобретение относится к очистке вод, особенно сбросных еод различных производств: мясного, молочного, обогащения полезных ископаемых, масложирового, кожевенного, нефтехимического и др,Известен способ очистки сточных еод 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, е основе которого лежит принцип работы короткоэамкнутого 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 осуцестел 1 ется во вращающихся прпгпчньх блрабанак. в которые загружаетСа ГМ", Ч.с ПЕ 1 ОГГУ, МРДНОГО Лома ИЛИ КОКСа(57) Использование: очистка сточных вод различных производств. Сущность изобретения: сточную воду обрабатывают в поле гальванического элемента при одновременной циркуляции воды и протускании 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 отношениях Загрязни- а образованн,х оксидх, которые затем кой фазы сгущением, . известными способав определенных сотель сорбируется нных соединенияотделяются от жидфильтрованием и дрми.Недостатками данного способа являются относительно высокая производитель- НОСТЬ ПРОЦЕССа, гРОмоЗДкоСть применяемого оборудования требующего больших производственных площадей, недостаточная глубина очистки трудность сопряжения процесса с действующими производствами для очисгки их стеков. повышенное расходование энергии для вращения суммарной масел Очища мого раствора и компонентов алкг;ническо.о элемента,Предлагаемый способ зл ук 1 чаегся в том, что очищаемые воды Однщремено контактируют с развитой псе; уостькэ пузырьков газа при интенсиггпркуляции потока через коротозам 1 у Г 1льваниче ский элемент.Способ состоит в тной циркуляции раста50 55 элементе с одновременным пропусканиемчерез него пузырьков газа (воздуха) загрязняющая примесь имеет возможность сорбироваться на двух высокоразвитыхповерхностях одновременно; на поверхности раздела жидкость-гаэ и образованной врезультате электрохимической реакции поверхности оксидных соединений с выделением в виде пены и осадка. Одновременноза счет газовой фазы ускоряется электрохимическая реакция, т,е. стимулируется роствновь образованной поверхности оксидови, следовательно, ее сорбционная активность, Таким образом, создаются условияингенсификации и увеличения степени выделения иэ водной фазы загрязняющих примесей в единице рабочего объема. При этомотпадает необходимость перемещения всейрабочей массы, достаточно движения очищаемого раствора и газовых пузырьков вгальваническом элементе.Для дальнейшего упрощения процессаон может быть осуществлен во флотомашине любого типа с помещенным во флотокамеру коороткозамкнутым гальваническимэлементом при обеспечении условий циркуляции раствора и защиты ее движущихсячастей от попадания крупнозернистых частиц гальванической пары.С целью дальнейшего улучшения использования газовой фазы в объеме гальванического элемента и очищаемого растворасоздается кипящий слой газовых пузырьков, Это увеличивает вероятность и полнотувзаимодействия газообразных пузырьков сзагрязняющим веществом элементами:гальванической пары, Такой процесс можновести, например, во флотокамерах с кипящим слоем воздушных пузырьков,Для дальнейшего увеличения глубины иуниверсальности очистки сточных вод в процесс любым способом вводят сильныйокислитель типа перекиси водорода, кислорода или озона, в том числе и в качествегазовой фазы. Резкое усиление окислительных свойств среды позволяет еще более интенсифицировать злектрохимическуюреакцию при одновременном обезвреживании стоков.В качестве короткозамкнутого гальванического элемента в предлагаемом способе используют смеси крупнозернистыхматериалов: железный, медный лом, кокс,графит, стружки и различные отходы металлов, имеющие электрохимическую разностьпотенциалов. Компоненты для гальванического элемента подбирают исходя из конкретной задачи очистки,По своей сути предлагаемый способпредставляет собой новый процесс. кого 5 10 15 20 25 30 35 40 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,П р и м е р 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 1По предлагаемому способу (и 4 формулы) очистку проводили в ллюрлорной ма2000274 шине с кипящим слоем с подачей в процессокисчителей в различных вариантах: а) подача во всасывающий патрубок флотомашины кислорода от баллона со сжатым газом;б) добавление в очищаемый раствор перекиси водорода в количестве 200 мг/дмэ; в)подача во всасывающий патрубок флотомашины озона от лабораторного озонаторапроизводительностью 0,5 кг/ч, по озону.Полученные показатели представлены втабл.1.По способу, взятому за прототип, очистку проводили во вращающемся барабане,заполненном алюминиевой стружкой и коксом в соотношении 4;1, Оптимал 1 ное времяконтактирования составило 30 мин. Затемпроводилось осветление раствора в течение2 ч Оптимальные показатели процесса поданному способу представлены в -эбл,1.Для сравнения тзкже проведена чистофлотационная очистка стоа лабораторной флотомашине с кипящим слоем с извлечением жира в пенный продукт. Полученныепоказатеч 1 представлены в табл,1,Иэ полученных данных следует, чтс,предлагаемый способ по сравнению с прстотипом имеет ряд преимуществ; глубин,очистки повышается в 1,б раза (остаточнаконцен-рация жиров снижается с 40 до 25мг/дм оптимальное время контактировгния с гальваниче зим э ементомснижаетсяв 2,".эз:, слдоват льно, эбьем оборудования для этой операции также снижаетсявдвое, с тпадает н,обходимость в затратахэнергии н- " ремещение гальваническогоэлемента,Проведение предлагаемого способа сиспользов.нием флотационного оборудования значительно увеличивает глубину очистд. сни.кая содержание жиров в стоке до 18г/дм (ниже ПДК). При этом сохраняютсяэвс . г реимущества флотационного процесса: высокая производительность, хорошаяуправляемость и возможность сочетания сдругими процессами. В сравнении с чистофчотационным процессом остаточная концентрация жиров снижается более чем в 3оаза при интенсифика 1 ии самого процессагв ки,При создании по прелагаемому спосооу.; объема гальвьн .е ., со элемента кипящего лоя воздушных пузыр-,ков глубинаочистки увеличивается в сравнении с прототипом в 2,8 раза, содержанье жиров послеочистки снижается до 14 мг/дм,Очушес свление предлагаемого способавводом окислителя далее повышает егоэффективность в соответствии с его окислителс, й г 1 о;обностью; ввод кислорода илиперекиси водорода снижает остаточную Анализируя приведенные примеры очистки вод от различных загрязнителей, обыч но трудно поддающихся удалению, можнозаключить, что предлагаемый способ очистки вод имеет ряд существенных преимуществ перед известными способами очистки, в том числе и способом, взятым за прототип: концентрацию жиров до 11-12 мг/дм, вводэнаиболее мощного окислителя - озона обеспечивает максимальную степеэнь очистки доконцентрации жиров 9 мг/дм .5 П р и м е р 2, На очистку поступалисточные воды молочного завода с цельюочистки от жиров: исходные стоки(содержание жиров 425 мг/дм) и после грубой флотационной очистки (содержание жиров 15510 мг/дмэ).По предлагаемому способу очистку вели, как описано в примере 1 по п.З, в качестве гальванического элементаиспользовали смесь железных стружек и15 графита в соотношении 4:1, Полученные показатели представлены в табл.2.По способу, взятому за прототип, очистку вели, как в примере 1, с использованиемв качестве гальванического элемента смеси20 железных стружек и графита в соотношении4:1. Полученные показатели представлены втабл,2.Из полученных данных следует, чтопредлагаемый способ позволяет увеличить25 глубину очистки стока молокозавода от жиров в 1,5-2.0 раза при интенсификации контактирования вдвое, что соответственноснижает необходимый объем оборудования.П р и м е р 3. На очистку поступали30 гт,очные 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 втабл,3.Из полученных данных следует, чтопредлагаемый способ интенсифицируеточистку стока от СПАВ, снижая время кон 40 тактирования в 2,5 раза, и обеспечиваетполную очистку в сравнении с прототипом.П р и м е р 4. На очистку поступалисточные воды, загрязненные нефтепродуктами с содержанием 115 мг/дм. Очистку45 вели как описано в примере 3, Полученныеданные представлены в табл,4,Как следует из данных табл.4, предлагаемый способ в сравнении с прототипомобеспечивает более глубокул очистку от0 нефтепродуктов при снижении времениконтактирования в 1,5 раза.2000274 Таблица 1 Показатели очистки стоков мясокомбината блица сле очистк 80 120 193". 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.ф о рмул э изобретения 1. Способ очистки воды, включающий ее обработку в поле гальванического элемента с последующим разделением твердой и жидкой фаэ, от лича ю щ и й с я тем, что обработку ведут при циркуляции воды и одновременном пропускании диспергирован ного воздуха с размером пузырьков 1-2 мм,2. Способ по и 1. о т л и ч а ю щ и й с ятем, что обработку ведут во флотоаппаратах любого типа, снабженных гальваническим элементом.10 З,Способпоп.1,отличающийсятем, что обработку ведут в кипящем слое пузырьков воздуха. 4, Способ по и 1, отл и ча ю щ и й с я 15 тем, что обработку ведут в присутствии перекиси водорода, или кислорода и озона.2000274 10 Таблица 3 Таблица оставитель Ю, Бабенкоехред М. Моргентал Корректор Е. Папп Редактор М. Стрельнико аказ 3062 твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 10 моиз Тираж НПО "Поиск 13035, Москва, Ж, Подписноеспатентаушская наб., 4/5