Способ обработки осадка

(9) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВУ 3 кл. (54) (57) бам ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 3984100/29-2603,10,8523.08.87. Бюл. У 31Всесоюзный научно-исследователь.институт водоснабжения, каналигидротехнических сооруженийенерной гидрогеологии "Водгео"С.В.Яковлев,Л.С.Волков, Э.А,ПроС.Н.Туголуков, В.Д.Рахамимов.Чернышова628.336.4(088.8)Заявка ЕПВ У 0053251,02 Г 11/14, 1983.явка Японии ( 58-50160,02 Р 11/12, 1983.явка Японии 58-52000,02 Р 11/14, 1983.СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОСАДКАИзобретение относится к способезвоживания.осадков, образую(21) (22) (46) (71) ский з ации и инж (72) шин, и Н.А (53) щихся при физико-химической очисткеприродных и сточных вод,может бытьиспользовано в химической технологиии при обогащении полезных ископаемыхи позволяет улучшить водоотдающиесвойства осадка. Вспомогательное вещество крупностью 30250 мкм иполиакриламид (ПАА) вводят в осадокпостадийно 2 - 4 раза вдоль потокас отбором осадка после каждого ввода ПАА в количестве 10 - 903 от общего расхода осадка и обезвоживаютпри послойном наливе осадка в последовательности, обратной его отбору.Осадок предварительно сгущают до концентрации 40 - 90 г/л. Вспомогательное вещество вводят в количестве5 - ООХ, а ПАА - 0,05 1,07 отмассы сухого вещества осадка. 2 з.п.ф-лы, 8 табл.1331840 Таблица 1 Крупность вводимого Производительность процесса обезвоживаниякг/(м ч) 10 35 30 20 52 15 56,5 170 Т а б л и ц а 2 Количествостадий вво 45 да в осадоквспомогательного веществаи ПАА 21 51 55 57,5 53,5 Изобретение относится к обезвоживанию осадка при Физико-химической очистке природных и сточных вод и может быть использовано также в химической технологии и при обогащении полезных ископаемых.Цель изобретения - улучшение вадаотдающих свойств осадка.Способ осуществляют следующим абразом.Осадок предварительно сгущают до концентрации сухого вещества 40- 90 г/л, вводят постадийно 2 - 4 раза вдоль потока в осадок вспомогательное вещество крупностью 30 - 250 мкм в количестве 5- 1007, от массы сухого вещества осадка, перемешиваютсмесь, затем добавляют в смесь полиакриламид (ППА) в количестве 0,051,0% ат массы сухого вещества осадкаперемешивают до получения однородного структурированного осадка, отбирают осадок после каждого введенияполиакриламида в количестве 10 - 907,ат общего расхода осадка и абезваживают при наливе на движущуюся фильтравальную перегородку при послойном наливе осадка в последовательности, обратной его отбору,Данные, характеризующие влияниекру."насти вводимого в осадок вспомогательногоо вещества на производительность процесса обезвоживания приведены в табл. 1.Как следует из данных табл. 1наилучших результатов достигаютпри введении в осадок вспомогательного вещества крупностью 30-250 мкм.При крупности вводимого в осадоквспомогательного вещества менее30 мкм снижается производительностьпроцесса обезвоживания за счет снижения проницаемости и пористастислоя осадка частицами вспомогательного вещества.При крупности вводимого в осадоквспомогательного вещества более250 мкм также снижается производительность процесса обезвоживания осадка в связи с неоптимальными условиями для структурообразованияосадка,смешаннога с вспомогательнымвеществом и палиакриламидам. В результате имеет место проникновениемелкодисперсных твердых частиц осадкамежду частицами вспомогательного вещества со снижением проницаемости слоя обезвоженного осадка. в осадок вспамога 5тельного вещества,мкм 250 5020 270 41П р и м е ч а и и е, Исходная концентрация обезваживаемаго осадкагальванического производства 50 г /л,Всломагательное вещества (атход производства перлита) и ИАА введены вколичестве 50 и 0,57. соответственнопостадийно 3 раза вдоль потока. Отбор осадка после каждого введенияполиакриламида 33,37 ат общео расхода осадка. Продолжительность фильтрования 15 с,Данные а влиянии пастадийного вво да вспомогательного вещества и палиакриламида с отбором осадка после каждого ввода палиакриламида и обезвоживании при послойном наливе осадка в последовательности, обратной ега отбору, приведены в табл, 2. Производительность процесса обезвоживания,кг/(м .ч)3 1331840Продолжение табл. 2 ТаблицаЗ Количество осадка, отбираемого после каждого ввода П 1 А, 7 от общего расхода осадка Производительность процесса обезвоживания, кг/(м ч) 43,5 31 1010 15 20 45 51 56 60 50 51,5 80 90 20 95 30 П р и м е ч а н и е. Концентрация исходного осадка гальванического производства 50 г/л. Общее количество вспомогательного вещества (отхода производства перлита) и ПАА,равномерно распределенное по стадиям ввода, соответственно 50 и 0,57,После каждого ввода ПАА отбор равного количества осадка. Продолжительность фильтрования 15 с.Как следует из данных табл, 2,наилучшие результаты обезвоживания осадка получены при постадийном введении 2 б вспомогательного вещества и полиакриламида 2 - 4 раза вдоль потокас отбором осадка после каждого введения полиакриламида. При уменьшении количества стадий ввода в осадок вспомогательного вещества и полиакриламида с отбором осадка после каждого введения полиакриламида до одной .снижается произ 35 водительность процесса обезвоживания, характеризующая водоатдачу осадка, за счет резкого снижения пористости нижележащих слоев осадка при обезвоживании наливом осадка на40 фильтровальную перегородку. При увеличении количества стадий ввода в осадок вспомогательного вещества и полиакриламида с отбором 45 осадка после каждого введения полиакриламида более четырех также снижается производительность процесса обезвоживания вследствие ухудшения условий структурообразования в слоях обезвоживаемого осадка из-за снижения удельных расходов вспомогательного вещества и полиакриламида,вводимых в осадок на каждой стадии.Данные о влиянии количества осадка, отбираемого после каждого введения полиакриламида, на производительность процесса обезвоживания приведены в табл. 3,П р и м е ч а н и е.Исходная концентрация обезвоживаемого осадка гальванического производства 50 г/л. Количество стадии ввода вспомогательного вещества иполиакриламида 3, Общее количество вспомогательного вещества (отхода производства перлита) и ПЛА соответственно 50 - 0,57 равномерно распределяют по стадиям ввода.Продолжительность фильтрования 15 с,Как следует из данных табл, З,наилучшие результаты получены при отборе осадка после каждого введения полиакриламида в количестве 10 - 907 от общего расхода осадка.Отбор осадка на каждой стадии процесса ниже 10 или свыше 907 приводит к резкому снижению производительности процесса за счет недостаточной толщины высокопористого слоя осадка, непосредственно наливаемого на фильтровальную перегородку, и уменьшения пористости последующих слоев.Данные о влиянии концентрации предварительно сгущенного осадка на производительность процесса обезвоживания осадка и влажность обезвоженного осадка приведены в табл, 4,Как следует из данных табл. 4 на-. илучшие результаты достигаются при предварительном сгущении обезвоживаемого осадка до концентрации 40-90 г/л.Б 133184При обработке осадка концентрацией менее 40 г/л снижается производительность процесса обезвоживания, так как малая концентрация сухого вещест 5 ва осадка приводит к образованию мелкодисперсной структуры, состоящей из высокоабвадненных сжимаемых частиц.Концентрация осадка свыше 90 г/л не приводит к снижению производительности процесса обезвоживания,но при этом повышается влажность обезвоженТ а б л и ц а 4 Производительность Концентрациясухого осадка, г/л Производи цельность Влажность 20обезвоженнопроцесса обезваживапроцесса обезвожига осадка,мас.% ния,кг/(и ч) вания,кг/(м ч) 20 10 79 30 38 77,6 30 58 40 76,6 56 58 40 60 75,6 70 80 75,0 35 51 100 75,3 120 110 60 77,0 40 150 120 60 78,0 П р и м е ч а н и е, Исходная кан.центрация обезвоживаемаго осадкагальванического производства 50 г/л,Вспомогательное вещество (отход производства перлита) и палиакриламидвведень: в 3 стадии вдоль патока,Общее количество ПАА 0,5% ат массы сухого вещества осадка. Отбор осадкапосле каждого ввода ПАА 33,37 от общего расхода осадка. Продолжительность Фильтрования 15 с,Данные, характеризующие влияниеколичества вводимого в осадок полиакриламида на производительность процесса обезвоживания приведены втабл, 6. наго осадка вследствие возрастаниятолщины слоя отфильтрованного осадка,не обеспечивающей эффективного снижения влажности осадка при просушке. П р и м е ч а н и е.Количествастадий ввода вспомогательного вещества и полиакриламида 3. Общее количество вспомогательного вещества(отхода производства перлита) и ПААравномерно распределенное по стадиям ввода соответственна 50 и 0,57,Отбор осадка после каждого ввода ЛАА33,3% от общего расхода осадка.Продолжительность фильтрования 15 с,Данные, характеризующие влияниеколичества вводимого в осадок вспомогательного вещества на производительность процесса обезвоживания,приведены в табл. 5,Как следует из данных табл, 5,наилучшие результаты достигнуты при 0бвведении в осадок вспомогательноговещества в количестве 5 - 1007 от массы сухого вещества осадка,При введении в осадок вспомога- . тельного вещества менее 57 снижает ся производительность процесса обезвоживания за счет увеличения сжимаемости осадка.При введении в осадок вспомогательного вещества более 1007. также снижается производительность процесса обезвоживания осадка вследствие перенасыщенности вспомогательного вещества в смеси, приводящей к образованию малапрачных структур,Т а б л и ц а 5 Количество вводимогов осадок вспомогательного вещества, 7 отмассы сухого веществаосадка7 1331 Таблица 6 Производительность процесса обезвоживаеия кг/(м7 ч) Количество вводимого в о адок полиакриламида,% от массы сухоговещества осадка 1 О 0 0,05 0,1 15 0,3 56,5 56,5 0,5 55 0,7 49,5 1,0 1,2 30 1 ф 5 П р и м е ч а н и е. Исходная концентрация обезвоживаемого осадка гальванического производства 50 г/л. Вспомогательное вещество (отход производства перлита 1 и ПАА введены в 3 стадии, Количество вспомогательно го вещества 507. от массы сухого вещества осадка. Отбор осадка после каждого ввода ПАА 33,3% от общего расхода осадка. Продолжительность фильтрования 15 с.40Как следует из данных табл, 6, наилучшие результаты достигнуты при введении в осадок полиакриламида 0,05 - 1,0% от массы сухого вещества осадка, 45Введение в осадок полиакриламида менее 0,057 недостаточно для структурообразования осадка, вследствие чего снижается производительность процесса обезвоживания. 50При введении в осадок полиакриламида более 1,07 также снижается производитеггьность процесса обезвоживания вследствие стабилизации осадка, привсдящей к уменьшению механической прочности его структур и повышению сжимаемости осадка.П р и м е р 1. Осадок гальванического производства концентрацией С= 840 Я10/и предварительне сгущают медленным механическим перемешиваниемдо С = 40 г/л, в две стадии (5=2)вводят в осадок объемом Ц =1000 смвспомогательное вещество (отход перлитового производства крупностью- 30 мкм) в количестве 2и 0,27.ный раствор полиакриламида н количестве 10 г, соответственно С=5%и С= 0,057. от массы сухого вещества осадка. На первой стадии процесса в осадок вводят 1 г отхода производства перлита (2,57 от массы сухого вещества осадка), иеремешинаеотсмесь в цилиндре вместимостью 1,5 ллопастной мешалкой со скоростью200 мин - в течение 60 с, затем добавляют в смесь 5 г 0,2%-ного раствора полиакриламида (0,025% от массысухого вещества осадка), перемешиват в течение 30 с до получения однородного структурированного осадкаразмером структур 2-4 мм,затем отбирают Я = 900 см обработанного осадка,907 от общего расхода осадка).Навторой стадии процесса в оставшеейся в цилиндре осадок (Я = 100 см 1)вводят отход производства перлитакрупностью 30 мкм в количестве 1 г(25% от массы сухого вещества осадка), при этом с учетом введенного напервой стадии перлита общее, количество перлита в оставшемся объемеосадка 27,57, перемешивают смесьлопастной мешалкой со скоростью200 мин- в течение 60 с, добавляют в смесь 5 г 0,2%-ного раствораполиакриламида (0,0257 от массы сухого вещества осадка, с общим количеством полиакриламида 0,2757) перемешивают в течение 30 с до получения однородного структурированногоосадка размером структур 2-4 мм иотбирают обработанный осадок. Затемосадок, отобранный на второй стадии,наливают на фильтровальную перегородку воронки наливного типа с поверхностью фильтрования 50 см, экипированной капроновой тканью. Поверхслоя осадка, отобранного на второйстадии, наливают слой осадка, отобранного на первой стадии, и обезвоживают в течение 15 с при вакууме0,06 ИТа.Затем осадок просушиваютпри том же значении вакуума в течение 15 с. Производительность фильтровальной установки Е = 51 кг(му ч),10 Таблица 7 УдельКоличество стадий КонценПример Коли- честКрупность вспо- мога- тель- ногс Производительность Количество трациясухоговещества в осадка, пос- ледовательно отбираемое после ное во вводавспомогательноговеществаи поли сопротивле вводимого восапроцесса обезние осадке,г/л каждоговвода ПАА,7 от 0,ц воживаосадка,сО, /ЕИЯ вещества,мкм акриламида с отбодок осадкакг/(и ч)3 поли- акрил- амиром осадка после ва,мас % да,мас.% каждого вводаполиакрил- амида 1 40 2 65 30 90; 10 0,05 2 51 1,5 40; 40; 20 54 120 О 5 3 0,8 3 90 100 250 1,0 4 4 20 2 10 002 2 5 120 150 270 1,5 5 5715 30;30;30; 10 0,6 95;5 15,2 20;20;20;20; 20 38 Данные, свидетельствующие о преи- ботки осадка по сравнению с известмуществах предложенного способа обра- нымприведены в табл, 8,9 1331840П р и м е р 2. Осуществляют аналогично примеру 1 при следующих значениях технологических параметров: С = б 5 г/л; С = 507; с 1 = 120 мкм, С = 0,5% Б = 3; Ц= 40%ю (,= 40%,207. Производительность фильтровальной установки Ь = 54 кгl(м ч). П р и м е р 3. Осуществляют анало гично примеру 1 при следующих значениях технологических параметров: С = 90 г/л; С = 1007 д = 250 мкм; С = 1,0%; Б = 4; Я= 30%; Я =30%; (30%у С, = 10% Ь = 575 кг / м ч)1 Количество вводимого в осадок вспо- мога- тельноговещестП р и м е р ц. Осуществляют аналогично примеру 1 при следующих значениях технологических параметров; С = 20 г/л; С:- 2%; с 1 =10 мкм;С =0,02%; Б = 2; Ц, - 9570;О - 5%; Ь23 кг/(м " ч)П р и м е р 5, Осумествляют аналогично прймеру 1 при следующих значениях технологических параметров: С = 120 г/л; С = 150%; с 1 = 270 мкм; С. 1,5%; Б = 5; Ч, = Ч = ЧзЯ 5 20% Ь 38 ь /(М Ч)Данные примеров 1-5 сведены в табл. 7.12 133 184 С Таблица 8 Категорииосадков Известный способ Предлагаемый способ Производительность Круп- ность КолиКоли- честКоличество тоПроизводительность процесса кг/(м ч) Коли- честчествостадийвводавспово во точекотбора чекотбора стадий процесса кг/(м кк кч) могательного веосадка. после ввеосадка после введения ПААщества и ПАА денияПАА ва,мкм ваи ПАА 20-30 30-250 2-4 2-4 43-48 40-55 30-250 2-4 2-4 82,5-100 Осадки сточных вод:гальва- нических производств О, 1-2,0 1 23-34 30-250 2-4 2-4 51,0-57,5 травильных отделений 0,1-2,0 1 29-41 30-250 2-4 2-4 61,5-72,5 П р и м е ч а н и е. Исходная концентрация обезвоживаемого осадка 50 г/л, Вспомогательное вещество (отход производства перлита) и полиакриламид введены в количество 50 и 0,57 соответственно. Продолжительность фильтрования 15 с. Предложенный способ обработки осадка по сравнению с известным обеспечивает увеличение водоотдачи осадка и повьшение производительности процесса обезвоживания в 1, 5-2, 5 раза за счет улучшения структурно-механических свойств слоя осадка, нали ваемого на фильтровальную перегородку, и перераспределения гидростатического давления по общей высотеслоев осадка со снижающейся снизувверх проницаемостью. вспомогательноговещества,мкм Осадкиприродныхвод:маломутных:Редактор О.Юрковецкая Техред М.Ходанич Корректор М,Шароши Заказ 3765/21 Тираж 850 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж,Раушская наб д. 4/5 Гроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,Формула изобретения1. Способ обработки осадка, включающий предварительное сгущение,введение в осадок вспомогательного вещества, перемешивание смеси, после 5 дующее добавление в смесь полиакриламида, перемешивание до получения однородного структурированного осадка с последующим его обезвоживанием при наливе на движущуюся фильтровальную перегородку, .о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения водоотдающих свойств осадка, вспомогательное вещество крупностью 30-250 мкм и попиакриламид вводят постадийно 2-4 раза вдоль потока с отбором осадка после каждого ввода полиакриламида в количестве 10-907 от общего расхода осадка и обезвоживают прн послойном наливе осадка в последовательности, обратной его отбору.2, Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем,что осадок предварительно сгущают до концентрации сухого вещества 40-90 г/л.3. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем,что вспомогательное вещество вводят в количестве 5- 100%, а полиакриламид - 0,05- 1,0 Ж от массы сухого вещества осадка.