СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ


RU (11) 2064444 (13) C1

(51) 6 C02F1/52 

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

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

(21) Заявка: 94017868/26 
(22) Дата подачи заявки: 1994.05.13 
(45) Опубликовано: 1996.07.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: А.И. Родионов и др. Техника защиты окружающей среды, М., Химия, 1989, с. 222. А.К. Запольский и др. Влияние гидроксихлорида алюминия на устойчивость водомасляных эмульсий. Химия и технология воды, 1988, т.10, № 2, с.112- 114. 
(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 

Использование: очистка сточных вод от твердых и жидких диспергированных веществ на металлообрабатывающих заводах, лесоперерабатывающих комбинатах, пивзаводах, а также очистка природных вод при водоподготовке воды. Сущность изобретения: в качестве коагулянта для обработки воды применяют смесь природного бишофита и гидроксихлорида алюминия (ГОХА) в соотношении (0,1 - 0,9) : (0,9 - 0,1), которую вводят в количестве 0,4-30 г/л. При осуществлении способа достигается степень очистки по ХПК 96,2, нефтепродуктам 98,1 и по взвешенным 99,9 %. Расход коагулянта в пересчете на алюминий уменьшается в 2 - 5 раза по сравнению известными способами. 1 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, а также очистке природной воды при водоподготовке питьевой воды от механических примесей.

Известен способ очистки сточных вод, содержащих твердую или жидкую диспергированную фазу, который сводится к добавлению в сточную воду 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, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относятся следующие:

1) треххлорное железо и сульфат железа (II) часто применяют в виде порошка, то дозирование их в непрерывном процессе очистки сточной воды затруднено;

2) для оптимальной степени очистки требуется корректировка pH среды с помощью гидроксида кальция или гидрокарбонатов калия или натрия, а это усложняет и удорожает процесс;

3) применение солей железа для очистки сточных вод сопряжено с увеличением содержания железа в очищаемой воде, при этом значительно превышается предельно допустимую концентрацию (ПДК) по этому элементу. Известно применение гидроксихлорида алюминия (ГОХА) для очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты [2]

ГОХА хорошо разрушает эмульсию, однако, во-первых, из-за узкого интервала значений pH, при которых он работает эффективно, применение его затруднено, во-вторых, из-за высокой стоимости алюминия, используемого для получения ГОХА, применение его в широком масштабе ограничено.

Наиболее близким к изобретению является способ очистки сточной воды смесью гидроксихлорида алюминия (ГОХА) и трихлорида железа [3] По этому способу в сточную воду в качестве коагулянта добавляют смесь ГОХА и FeCl3 соотношении 1:3.

Причиной, препятствующей достижению требуемого технического результата способа очистки по прототипу, является: применение хлорного железа, во первых, из-за необходимости материальных и экономических затрат при ее производство; во вторых, введение ионов железа в очищенную сточную 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 способа очистки сточных вод от твердых и жидких диспергированных веществ, а именно на лесоперерабатывающих предприятиях, металлообрабатывающих заводах, а также по очистке природной воды при водоподготовки питьевой воды. При реализации предлагаемого способа получают следующий технический результат: повышается степень очистки сточных вод от твердых и жидких диспергированных веществ. При этом степень очистки по ХПК достигается 96,2 а по нефтепродуктам и взвешенным до 98,1 и 96,7 соответственно. Предлагаемый коагулянт может работать в широком интервале значений pH.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе очистки сточных вод и природной воды, содержащих твердые и жидкие диспергированные вещества, заключающийся в добавлении коагулянта, перемешивании и отстое, в качестве коагулянта используют смесь природного бишофита (ГОСТ 7759-73) и гидрохлорида алюминия в соотношении (0,1 - 0,9)oC(0,9 0,1) в количестве 0,4 30 г/л сточной воды.

Эффект улучшения технико-экономических показателей процесса очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты и взвешенные вещества, происходит за счет синергизма ионов алюминия, входящего в ГОХА и ионов магния, входящих в природный бишофит. При этом такая смесь работает в большом интервале значений pH, от кислой pH 4 6, где в качестве коагулянта выступает ГОХА, до щелочной pH 8 11, где в качестве коагулянта выступают ионы магния давая гидроксиды Mg(OH)2. В сильно щелочных растворах pH>10, сначала протекает реакция

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

затем pH понижается и начинает образовываться гидроксид алюминия

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

Кроме того, в сточных водах, содержащих эмульгированные нефтепродукты, эмульсии масла стабилизирована анионактивными ПАВ, в частности жирными кислотами алифатического ряда. При этом ион магния, входящий в природный бишофит, особенно при повышенной температуре, вступает в реакцию с образованием соли

Mg2+ + 2 RCOO----> (R COO)2Mg

Полученная 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.

Выбранное соотношение смеси ГОХА и природного бишофита объясняется различным значением pH очищаемой воды, удешевлением очистки, а также различной устойчивостью диспергированных веществ очищаемой воды к действию коагулянтов.

Применение предлагаемой смеси в качестве коагулянта в количестве более 30 г/л неприемлемо из-за повышения солесодержания в очищаемой воде и возникновения явления стабилизации, которая обусловлена передозировкой коагулянта.

П р и м е р 1. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта смеси ГОХА и природного бишофита в соотношении 0,1:0,9 в количестве 0,4 г/л для очистки сточных вод от жидких диспергированных веществ, в частности от нефтепродуктов.

В сосуд емкостью 1,5 л заливают 1 л сточной воды с температурой 25oC и pH= 10, содержащей эмульгированные нефтепродукты на основе эмульсола ЭТ-2. В исходной воде, содержание нефтепродуктов составляло 19,3 г/л, а ХПК-57800 мг, O2/л.

Предварительно готовят коагулянт следующим образом: к 10 г ГОХА, с содержанием 70 г/л алюминия, добавляют 90 г природного бишофита. Полученную смесь при перемешивании добавляют в сточную воду в количестве 0,4 г/л.

Происходит расслоение сточной воды на две фазы. В верхней фазе содержаться нефтепродукты, а в нижней очищенная вода. Через 1 ч отстоя в очищенной воде содержание нефтепродуктов составляет 1,23 г/л, что соответствует 93,6 степени очистки, степень очистки воды по ХПК составляет 92,2

П р и м е р 2. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта смеси ГОХА и природного бишофита в соотношении 0,5:0,5 в количестве 0,4 г/л, для очистки сточных вод от жидких диспергированных веществ, в частности нефтепродуктов. В сосуд емкостью 1,5 л наливают 1 л сточной воды с температурой 25oC и pH 10, содержащей эмульгированные нефтепродукты на основе эмульсола ЭТ-2. В исходной сточной воде содержание нефтепродуктов составляет 19,3 г/л, а ХПК-57800 мг, O2/л. Предварительно готовят коагулянт. К 50 г ГОХА, с содержанием алюминия 70 г/л, добавляют 50 г природного бишофита. Полученную смесь в количестве 0,4 г/л вносят в сточную воду при перемешивании. После 1 ч отстоя, выделившееся масло отделяют, а в очищенной воде определяют содержание нефтепродуктов и ХПК. Степень очистки по нефтепродуктам составляет 98,1, а по ХПК-96,2

П р и м е р 3. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта смеси ГОХА и природного бишофита в соотношении 0,9 0,1 в количестве 0,4 г/л для очистки сточных вод от жидких диспергированных веществ, в частности от нефтепродуктов. В сосуд емкостью 1,5 л наливают 1 л сточной воды с температурой 25oC и pH 10, содержащей эмульгированные нефтепродукты на основе эмульсола ЭТ-2. В исходной сточной воде содержание нефтепродуктов составляет 19,3 г/л, а ХПК 57800 мг, O2/л. Предварительно готовят коагулянт. К 90 г ГОХА с содержанием 70 г/л алюминия добавляют 10 г природного бишофита. Полученную смесь при перемешивании добавляют в сточную воду в количестве 0,4 г/л. После 1 ч отстоя, выделившееся масло отделяли, а в очищенной воде определяют содержание нефтепродуктов и ХПК. Степень очистки от нефтепродуктов составила 88,2, а по ХПК-91,3 Уменьшение степени очистки связано с тем, что соли алюминия в сильно щелочной среде плохо коагулируют из-за атмосферных свойств алюминия.

П р и м е р 4. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта смеси ГОХА и природного бишофита в соотношении 0,3:0,7 в количестве 10 г/л для очистки сточных вод от твердых диспергированных веществ, в частности древесины на лесоперерабатывающем комбинате (ЛПК). В сосуд емкостью 1,5 л заливают 1 л сточной воды с температурой 25oC и pH 5, содержащей отходы древесины получаемые при производстве древесно-волокнистых плит. В исходной воде содержание твердых диспергированных веществ составляет 1386 мг/л, а ХПК 5766 мг, O2/л. Предварительно готовят коагулянт. К 30 г ГОХА, с содержанием 70 количестве 0,8 г/л для очистки сточных вод, от твердых диспергированных веществ, в частности пивоваренного завода. В сосуд емкостью 1,5 л заливают 1 л сточной воды с температурой 25oC и pH 6, содержащую в качестве дисперсной фазы продукты получения пива. В исходной сточной воде содержание взвешенной твердой фазы составляет 7072 мг/л, а ХПК 60297 мг, O2/л. Предварительно готовят коагулянт. К 50г ГОХА, содержащего 70 г/л алюминия добавляют природный бишофит в количестве 50 г. Полученную смесь в количестве 0,8 г/л добавляют при перемешивании в сточную воду. После 1 ч отстоя очищенную сточную воду сливают с выделившегося осадка и определяют в ней степень очистки по ХПК и взвешенной дисперсной фазе. Результаты анализа показали, что степень очистки по ХПК составляет 95,4, а по взвешенным 96,7

П р и м е р 7. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта смеси ГОХА и природного бишофита в соотношении 0,5 0,5 в количестве 0,4 г/л для очистки речной воды от твердых природных дисперсных веществ, в частности при водоподготовке питьевой воды. В сосуд емкостью 1,5 л заливают 1 л речной воды с температурой oC и pH=7, содержащую в качестве твердой дисперсной фазы природные взвеси в количестве 317 мг/л. Предварительно готовят коагулянт. К 50 г ГОХА, содержащего 70 г/л алюминия добавляют природный бишофит в количестве 50г. Полученную смесь в количестве 0,4 г/л добавляют при перемешивании в речную воду. После 1 ч отстоя очищенную воду сливают с осадка и определяют в ней мутность по ГОСТ 3351-74 на питьевую воду. Анализ показал, что мутность по стандартной шкале составляет 0,05 мг/л, при норме по ГОСТ 2874-82 на питьевую воду 1,5 мг/л. Степень очистки составила 99,98 В таблице приведены сводные данные по очистке сточных вод приведенных в примерах 1 7 и прототипе.

Таким образом, очистка сточной воды коагулянтами, представляющих собой смесь гидроксихлоридов алюминия (ГОХА) и природного бишофита в соотношении от 0,1 0,9 до 0,9 0,1 в дозировка от 0,4 до 30 г/л дают лучшие показатели по очистке, чем прототип.

Из приведенных примеров следует, что использование предложенного способа очистки сточных вод с помощью коагулянтов, состоящих на смеси ГОХА и природного бишофита по сравнению с прототипом дают экономию алюминия в 2 5 раз. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ очистки сточных вод от взвешенных веществ, включающий введение коагулянта, перемешивание и отделение образующегося осадка путем отстоя, отличающийся тем, что в качестве коагулянта используют смесь природного бишофита и гидроксихлорида алюминия, взятых в массовом соотношении (0,1-0,9):(0,9-0,1), причем коагулянт вводят в количестве 0,4-30 г/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