СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ, ЕГО ВАРИАНТЫ

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ, ЕГО ВАРИАНТЫ


RU (11) 2064443 (13) C1

(51) 6 C02F1/52 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 94017482/26 
(22) Дата подачи заявки: 1994.05.13 
(45) Опубликовано: 1996.07.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Родионов А.И. и др. Техника защиты окружающий среды.- М.: Химия, 1989, с. 222. 2. Запольский А.К., Величанская Л.А., Соломенцева И.М., Герасименко Н.Г. Влияние гидрохлорида алюминия на устойчивость водомасляных эмульсий.- Химия и технология воды, 1988, т. 10, N 2, с. 112 - 114. 3. Шутько А.П., Сороченко В.Ф. Реагентная очистка сточной воды на нефтеперерабатывающих заводах. - Химия и технология топлива и масел, 1988, N 4, с. 38 - 39. 
(71) Заявитель(и): Волгоградский государственный технический университет 
(72) Автор(ы): Быкадоров Н.У.; Радченко С.С. 
(73) Патентообладатель(и): Волгоградский государственный технический университет 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ, ЕГО ВАРИАНТЫ 

Использование: очистка сточных вод от твердых и жидких диспергированных веществ на металлообрабатывающих заводах, лесоперерабатывающих комбинатах, предприятиях пищевой промышленности, а также очистка природной воды до питьевого уровня. Сущность изобретения: сточные воды обрабатывают коагулянтом в качестве которого используют продукты взаимодействия природного бишофита и металлического алюминия в массовом соотношении 1 : (0,001 - 0,01) в количестве 0,4 - 40 мл/л или природного бишофита, соляной кислоты и металлического алюминия в массовом соотношении 1 : (0,02 - 0,3) : (0,08 - 0,9) в количестве 0,2 - 30 мл/л. При осуществлении способа степень очистки по ХПК составляет, %: по ХПК 97,5; по нефтепродуктам 96,9; по взвешенным 99,4. 2 с. п. ф-лы, 6 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к очистке сточных вод от твердых и жидких диспергированных веществ, в частности к разработке способа очистки сточных вод лесоперерабатывающих заводов, металлообрабатывающих предприятий, предприятий пищевой промышленности и природных вод при водоподготовке питьевой воды.

Известный способ очистки сточных вод содержащих твердую и жидкую дисперсную фазу сводится к добавлению в сточную воду коагулянтов сульфата алюминия, сульфата железа (II) хлорида железа (III) Наибольшее осветление сточной воды происходит при использовании солей трехвалентного железа и сульфата алюминия или их смесей [1]

К причинам, припятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относятся следующие:

хлорное железо и сульфат железа (II) часто применяют в виде порошка что затрудняет дозирование их в непрерывном процессе очистки сточной воды;

для оптимальной степени очистки требуется корректировка рН среды с помощью гидроксида кальция или гидрокарбонатов калия и натрия а это усложняет процесс;

применение солей железа для очистки природной воды при водоподготовке питьевой воды сопряжено с увеличением содержания железа в очищенной воде, при этом значительно превышается предельно допустимая концентрация (ПДК) по этому элементу.

относительно высокое содержание алюминия в коагулянте припятствует широкому его использованию в процессах очистки сточных вод из-за его высокой стоимости.

Известно применение гидроксихлорида алюминия (ГОХА) для очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты [2]

ГОХА эффективно разрушает эмульсии, очищает от взвешенных и коллоидных частиц сточные воды, однако, во первых из-за узкого интервала значений рН, при которых он работает эффективно, применение его затруднено, поскольку требуется корректировка рН среды, во вторых, из-за высокого содержания алюминия в ГОХА, стоимость которого велика, применение его в широком масштабе ограничено.

В качестве прототипа выбран способ очистки сточной воды смесью гидрохлорида алюминия и трихлорида железа [3] По этому способу в сточную воду добавляют ГОХА и FeCl3 в соотношении 1 3.

Причинами, припятствующим достижению требуемого технического результата способа очистки по прототипу является применение хлорного железа, во-первых, из-за необходимости материальных и экономических затрат при производстве FeСl3 во-вторых, введение ионов железа в очищаемую воду в количестве 150 мг/л приводит к значительному превышению ПДК на ионы железа (0,3 мг/л).

В предлагаемом изобретении решается важная задача разработка экономически выгодного и экологически чистого способа очистки сточных вод и природных вод от твердых и жидких диспергированных веществ, а именно сточных вод на лесоперерабатывающих предприятиях, металлообрабатывающих заводах, предприятиях пищевой промышленности, а также в в процессах очистки природной воды при водоподготовки питьевой воды.

При реализации предлагаемого способа очистки сточных вод получают следующей технический результат: повышается степень очистки от твердых и жидких диспергированных веществ. При этом степень очистки по ХПК достигает 97,2, по нефтепродуктам 96,2, а по взвешенным (мутность для питьевой воды) - 99,7

Уменьшается потребность в дефицитном алюминии, который входит в состав используемых коагулянтов в 2 6 раз по сравнению с известными коагулянтами и с прототипом.

Предлагаемые коагулянты работают в более широком интервале значений рН сточной воды, при этом они дают более плотные осадки, чем ГОХА.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе очистки сточных вод и природной воды, содержащих твердые и жидкие диспергированные вещества, заключающемся в добавлении коагулянта, перемешивании и отстое в качестве коагулянтов используются продукты взаимодействия природного бишофита (ГОСТ 7759-73), соляной кислоты и металлического алюминия в массовом отношении 1: (0,02 0,3) (0,08 0,9) в количестве 0,2 30 мл/л или продукта взаимодействия природного бишофита и металлического алюминия в массовом отношении 1: (0,01 0,001) при электролитическом растворении металлического алюминия в этих смесях, в количестве 0,4 40 мл/л сточной воды.

Эффект улучшения технико-экономических показателей процесса очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты и твердую взвешенную фазу происходит за счет синергизма ионов алюминия, входящих в хлоралюминийсодержащий компонент коагулянтов и ионов магния, входящих в природный бишофит, а также продуктов их взаимодействия. При этом такие коагулянты работают в большом интервале значений рН, от кислой рН 4 6, где в качестве коагулянта выступает хлоралюминийсодержащий компонент продукта, до щелочной рН 8 14, где в качестве коагулянта выступает природный бишофит.

В сильно щелочных растворах, при рН > 10, сначала протекает реакция

Mg2+ + 2OH- ---> Mg(OH)3,

затем рН понижается за счет вышеприведенной реакции и начинает образовываться гидроксид алюминия

Al3+ + 3OH- ---> Al(OH)3.

Кроме того, в сточных водах металлообрабатывающих предприятий,содержащих эмульгированные нефтепродукты,эмульсия масла стабилизирована анионактивными ПАВ, в частности жирными кислотами алифатического ряда. При этом ион магния, входящий в природный бишофит особенно при повышенных температурах, вступает в реакцию образования соли

Mg2+ + RCOO- ---> (RCOO)2Mg,

при этом разрушается защитный слой частиц эмульсии. Получаемая соль плохо растворяется в воде, выделяется из нее в виде хлопьев и выталкивается в поверхностный слой вместе с нефтепродуктами. Эмульсия из-за потери стабилизатора разрушается.

Выбор типа коагулянта объясняется различным значение рН очищаемой воды, удешевлением очистки а также различной устойчивостью сточной воды к действию коагулянтов.

Применение предлагаемых коагулянтов в количестве более 40 г/л неприемлемо из-за повышения солесодержания в очищенной воде и возникновения явления стабилизации дисперсной фазы, которая обусловлена передозировкой коагулянта.

Пример 1. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта для очистки нефтесодержащих вод продукта полученного электролитическим растворением металлического алюминия в природном бишофите при плотности постоянного тока 0,82 4,1 а/дм2 в течение 2 30 ч. Массовое соотношение природный бишофит-металлический алюминий составляет 1: 0,01.

В сосуды емкостью 1,5 л заливают по 1 л сточной воды с температурой 25oС и рН 10, содержащей эмульгированные нефтепродукты на основе эмульсола ЭТ-2. В исходной воде содержание нефтепродуктов составляет 19,3 г/л, а ХПК 57800 мг, O2/л.

При перемешивании добавляют коагулянт в количестве 0,4; 1; 3; 10; 30 и 40 мл/л. Происходит расслоение сточной воды на две фазы. В верхней фазе содержатся нефтепродукты.а в нижней очищенная вода. Через 1 ч отстоя в очищенной воде определяют содержание нефтепродуктов и химическое поглощение кислорода (ХПК). Данные анализа по степени очистки приведены в табл. 1.

Пример 2. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта для очистки нефтесодержащих вод,продукта полученного электролитическим растворением металлического алюминия в природному бишофите при плотности постоянного тока 0,82 4,1 а/дм2 в течение 2 30 ч. Массовое соотношение природный бишофит-металлический алюминий составляет 1 0,001.

В сосуды емкостью 1,5 л заливают по 1 л сточной воды с температурой 25oС и рН 10, содержащей эмульгированные нефтепродукты на основе эмульсола ЭТ-2. В исходной воде содержание нефтепродуктов составляет 19,3 г/л, а ХПК 57800 мг, O2/л.

При перемешивании добавляют коагулянт в количестве 0,4; 1; 3; 10; 30 и 40 мл/л. Происходит расслоение сточной воды на две фазы. В верхней фазе содержатся нефтепродукты, а в нижней очищенная вода. Через 1 ч отстоя в очищенной воде определяют содержание нефтепродуктов и химическое поглощение кислорода (ХПК). Данные анализа по степени очистки приведены в табл. 2.

Пример 3. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта для очистки сточных вод продукта полученного электролитическим растворением металлического алюминия в смеси природного бишофита и соляной кислоты в объемном соотношении (1 0,001) (0,001 1) при плотности постоянного тока 0,82 4,1 а/дм2 в течение 2 30 ч. Массовое с соотношение компонентов компонентов природный бишофит-металлический алюминий-соляная кислота в продукте составляет 1: 0,07 0,15.

В сосуды емкостью 1,5 л заливают по 1 л сточной воды бродильного отделения пивоваренного завода с температурой 25oС и рН 6, содержащая в качестве дисперсной фазы продукты получения пива, в основном дрожжи. В исходной сточной воде ХПК составляет 109710 мг, O2/л, а твердая дисперсная фаза (взвешенные) 36250 мг/л.

При перемешивании добавляют коагулянт в количестве 0,2; 0,4 и 10 мл/л сточной воды. Происходит интенсивное выделение дисперсной фазы в виде осадка.

Через 1 ч отстоя в очищенной воде определяют ХПК и взвешенную дисперсную фазу.

Результаты анализов по очистке сточной воды приведены в табл. 3.

Отличие в степени очистки от взвешенных, которая выше, чем по ХПК, объясняется тем, что в сточной воде производства пива очень много этилового спирта и сахара, которые коагуляцией не удаляются из стоков.

Пример 4. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта для очистки нефтесодержащих сточных вод продукта, полученного предварительным химическим растворением алюминия в смеси природного бишофита и соляной кислоты в соотношении (0,9 0,1) (0,1 0,9) и затем электролитически растворяли алюминий при плотности постоянного тока 0,82 4,1 а/дм2 в течение 2 - 30 ч. Массовое соотношение компонентов природный бишофит-алюминий-соляная кислота в продукте составляет 1: 0,05 0,1.

В сосуды емкостью 1,5 л заливают по 1 л сточной воды с температурой 25oС и рН 10, содержащая эмульгированные нефтепродукты на основе эмульсола ЭТ-2. В исходной воде содержание нефтепродуктов составляет 19,3 г/л, а ХПК 57800 мг, О2/л.

При перемешивании добавляют коагулянт в количестве 0,4; 1; 3; 10; 30 и 40 мл/л. Происходит быстрое разложение эмульсии на два слоя,верхний слой нефтепродуктов, нижний слой очищенная вода. Через 1 ч отстоя в очищенной воде определяют содержание нефтепродуктов и ХПК. Результаты анализов по очистке сточной воды приведены в табл. 4.

Пример 5. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта продукта, полученного предварительным растворением металлического алюминия в соляной кислоте, затем полученный раствор смешивают с природным бишофитом в объемном соотношении (0,9 0,1) (0,1 0,9) после чего проводят электролитическое растворение металлического алюминия при плотности постоянного тока 0,82 4,1 а/дм2 в течение 2 30 ч. Массовое соотношение компонентов в продукте природный бишофит-металлический алюминий-соляная кислота составляет 1: 0,02 0,08.

В сосуды емкостью 1,5 л заливают по 1 л речной воды, содержащая в качестве дисперсной фазы (твердой) природные взвеси.

При перемешивании добавляют коагулянт в количестве 0,2; 0,4; 1 и 5,0 мл/л. Происходит интенсивное образование хлопьев в очищаемой воде, которые хорошо оседают и отделяются. Через 1 ч отстоя очищенную воду подвергают анализу по ГОСТ 2874-82 на питьевую воду. В табл. 5 приведены эти результаты анализа в сравнении с прототипом и сульфатом алюминия, который используется в настоящее время для водоподготовки.

Пример 6. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта для очистки нефтесодержащих сточных вод продукта полученного предварительным химическим растворением алюминия в смеси природного бишофита и соляной кислоты в соотношении (0,9 0,1) (0,1 0,9) и затем электолитически растворяли алюминий при плотности постоянного тока 0,82 4,1 а/дм2 в течение 2 - 30 ч. Массовое соотношению компонентов природный бишофит-металлический алюминий-соляная кислота в продукте составляет 1: 0,3 0,9.

В сосуд емкостью 1,5 л заливают по 1 л сточной воды производства древесно-волокнистых плит лесоперерабатывающего комбината (ЛПК), содержащего в качестве дисперсной фаэы дисперсию древесины стабилизированную различными ПАВ. В исходной воде содержание взвешенных веществ составляет 1286 мг/л, а ХПК 5766 мг, О2/л. При перемешивании добавляют коагулянт в количестве 0,2; 0,4; 1 и 5 мл/л. наблюдается интенсивное выделение дисперсной фазы в осадок. Через 1 ч отстоя очищенную воду подвергают анализу по ХПК и взвешенным веществам.

В табл. 6 приведены результаты анализов по очистке сточной воды ЛПК.

Таким образом, очистка сточных вод продуктами взаимодействия природного бишофита соляной кислоты и металлического алюминия или продуктом взаимодействия природного бишофита и металлического алюминия дает лучшие результаты, чем по прототипу.

Из приведенных примеров следует, что использование предлагаемого способа очистки сточных вод с помощью коагулянтов, продуктов взаимодействия природного бишофита соляной кислоты и металлического алюминия или природного бишофита и металлического алюминия по сравнению с прототипом дает экономию алюминия в 2 6 раз. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ очистки сточных вод от взвешенных веществ, включающий введение коагулянта, перемешивание и отделение образующегося осадка отстаиванием, отличающийся тем, что в качестве коагулянта используют продукт взаимодействия природного бишофита, металлического алюминия и соляной кислоты, взятых в массовом соотношении 1 (0,02 0,3) (0,08 0,9), причем коагулянт вводят в количестве 0,2 30 мл/л.

2. Способ очистки сточных вод от взвешенных веществ, включающий введение коагулянта, перемешивание и отделение образующегося осадка отстаиванием, отличающийся тем, что в качестве коагулянта используют продукт электролитического растворения в природном бишофите металлического алюминия, взятых в массовом соотношении 1 (0,001 0,01), причем коагулянт вводят в количестве 0,4 40 мл/л.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru