СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД


RU (11) 2067078 (13) C1

(51) 6 C02F1/24 

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

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

(21) Заявка: 94020642/26 
(22) Дата подачи заявки: 1994.06.02 
(31) Номер конвенционной заявки: 93111629 
(32) Дата подачи конвенционной заявки: 1993.06.14 
(33) Страна приоритета: UA 
(45) Опубликовано: 1996.09.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 996333, кл. C 02 F 1/24, 1983. Патент Великобритании N 2044743, кл. С 02 F 9/00, 1980. 
(71) Заявитель(и): Институт коллоидной химии и химии воды им.А.В.Думанского НАН Украины (UA) 
(72) Автор(ы): Тарасевич Юрий Иванович[UA]; Дорошенко Валерий Евгеньевич[UA]; Козуб Григорий Александрович[UA]; Патюк Леонид Карпович[UA] 
(73) Патентообладатель(и): Институт коллоидной химии и химии воды им.А.В.Думанского НАН Украины (UA) 

(54) СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 

Использование: очистка промышленных стоков красильных и отделочных цехов текстильных предприятий. Сущность изобретения: сточные воды подвергают сначала безреагентной, а затем реагентной флотационной очистке с использованием катионного органического флокулянта. Результатом способа очистки сточных вод является повышение степени очистки сточных вод по взвешенным веществам, красителям, ПАВ, возможность возвращения 90% ПАВ для повторного использования, уменьшение расхода реагентов на 90%, уменьшение объема флотошлама в 10 раз по сравнению с известным способом. Использование предложенного способа предотвращает загрязнение окружающей среды путем исключения сброса органических загрязнений в водоемы. 2 табл., 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод и может быть использовано для глубокой очистки промышленных стоков красильных и отделочных цехов текстильных предприятий, содержащих взвешенные вещества, ПАВ, красители и другие специфические загрязнения.

Известен способ флотационной очистки сточных вод от ПАВ, красителей и взвешенных веществ, включающий подачу очищаемой воды, раствор коагулянта (сульфата алюминия в количестве (180 210 мг/дм3) и водовоздушной смеси в последовательно соединенные флотационные камеры и отвод образующегося в каждой камере флотошлама и очищенной воды. Остаточная концентрация ПАВ, красителей, взвешенных веществ и ХПК составляла соответственно 8,4 мг/дм3, 0,9 мг/дм3, 21,7 мг/дм3, 204 мг/дм3, а эффект очистки 95; 95; 93; 70%

Недостатками известного способа являются относительно невысокая степень очистки по ПАВ, красителям, взвешенным веществам и ХПК, что объясняется относительно небольшой удельной адсорбцией указанных загрязнений из их смеси на поверхности гидроксида алюминия. Кроме того, образуется большой объем флотошлака, подлежащий захоронению, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ флокуляционной очистки сточных вод, описанный в [2]

Известный способ предусматривает очистку промышленных и бытовых сточных вод с целью повторного их использования в техническом водоснабжении производительностью 400 дм3/час. Он состоит из следующих стадий: флокуляции суспендированных частиц и органических веществ неорганическим флокулянтом (полиалюминий хлоридом в количестве 200 мг/дм3), реагентной флотации с соотношением воздух/сточные воды в диапазоне от 1 10-2 до 1 10-4 и последующая флотация с соотношением воздух/сточные воды в диапазоне от 110-2 до 110-4 и последующая флотация с соотношением воздух/сточные воды в диапазоне 3 10.

Данные по очистке стоков известным способом приведены в таблице 1.

Известный способ позволяет очистить воду до стандартных параметров технической воды (последняя используется, например для мойки машин и других технических нужд). Однако, как видно из таблицы 1 после реагентной и безреагентной флотации остаточная концентрация взвешенных веществ, ПАВ, органических веществ, азотсодержащих соединений (соответственно 10; 2; 10; 20 мг/дм3). Это объясняется недостаточной агрегацией и осаждением дисперсных загрязнений из их смеси под действием неорганического флокулянта. Поэтому необходима дорогостоящая стадия доочистки на активном угле с последующей электролитическо-флотационной сепарацией и обеззараживанием хлором, что делает известный способ экономически невыгодным при больших объемах очищаемой воды (например для очистки стоков текстильной промышленности с целью повторного использования воды для процесса крашения тканей), где среднее потребление воды составляет около 1000 м3/сут.

Кроме того, большой расход неорганического флокулянта (полиалюминийхлорида 200 мг/дм3) на стадии реагентной флотации приводит к образованию большого объема флотошлама. Последний трудно утилизируется и, как правило, подлежит захоронению, что приводит к загрязнению окружающей среды. Следует также отметить, что с флотошламом безвозвратно теряется ПАВ. Таким образом, известный способ очистки сточных вод требует усовершенствования в направлении увеличения глубины очистки на стадии флотации, что позволит упростить и сделать более экономичной стадию доочистки, а всю технологию очистки сточных вод малоотходной.

Целью изобретения является разработка способа флотационной очистки сточных вод красильно-отделочных цехов текстильных предприятий, который бы обеспечивал высокую глубину очистки от загрязнений при низком расходе реагента и малом объеме флотошлама, а также возможность утилизации ПАВ и безотходность технологии за счет утилизации флотошлама. Достигаемый изобретением результат обеспечивается изменением порядка проведения стадий безреагентной и реагентной флотационной очистки, заменой неорганического флокулянта на катионный органический флокулянт.

Для решения поставленной цели предложен способ очистки сточных вод красильно-отделочных цехов текстильных предприятий, включающий реагентную и безреагентную флотацию, в котором, согласно изобретению, вначале осуществляют безреагентную флотацию, затем реагентную флотацию с использованием в качестве флотореагента катионного органического флокулянта.

Установлено, что изменение порядка стадий флотации (по изобретению сначала безреагентная, затем реагентная) позволяет извлечь на стадии безреагентной флотации до 90% ПАВ, которые можно повторно использовать для технологических нужд. В результате эффективного удаления ПАВ из очищаемой сточной воды происходит дестабилизация системы и для извлечения оставшихся в очищаемой воде органических загрязнений (ПАВ, прямых красителей) на стадии реагентной флотации требуется значительно меньший расход флокулянта (15 25 мг/дм3). Кроме того, замена неорганического флокулянта на органический, а именно катионный, повышает эффективность флотационной очистки (глубина очистки от ПАВ 0,91 мг/дм3, красителей 0,5 мг/дм3, взвешенных веществ 2 мг/дм3) и резко сокращает объем флотошлама. Полученный флотошлам после отстоя можно утилизировать в производстве керамических изделий (в качестве выгорающей добавки) или сжечь, т.е. способ позволяет организовать практически безотходную технологию очистки сточных вод красильно-отделочных цехов текстильных предприятий.

Способ реализуется следующим образом.

Очистке подвергали сточные воды цеха крашения Николаевской чулочной фабрики, содержащие прямые (анионные) красители в количестве 50 150 мг/дм3, взвешенные вещества 50 150 мг/дм3, ХПК 200 500 мг/дм3, ПАВ 50 150 мг/дм3. Воду подают на безреагентную флотацию при объемном соотношении воздух/сточная вода (0,52,5):1. Процесс ведут в течение 5 15 мин. Образующийся флотоконденсат (1 3% объема очищаемой воды) направляют на фильтр с алюмосиликатным материалом (кварцевый песок, клиноптилолит) для удаления взвешенных веществ до достаточной концентрации 0,5 1 мг/дм3, а полученный фильтрат с концентрацией ПАВ до 2,7 г/дм3 повторно используют в технологических процессах. Остаточная концентрация загрязнений в воде, прошедшей безреагентную флотацию, составляет: взвешенных веществ 25 100 мг/дм3, анионных красителей 50 150 мг/дм3, ХПК 180 450 мг/дм3, ПАВ 10 30 мг/дм3. В воду после безреагентной флотации добавляют катионный органический флокулянт полидиметилдиаллиламмоний хлорид (ВПК-402), четвертичные аммониевые соли на основе полистирола (ВПК-101), полиэтиленамин (ПЭЛ), поливинилпирролидоны (ПВП), полимер пиридиновой соли (ППС), сополимер метакриламида и диэтиламиноэтилметакрилата (Амифолк), полиаминоалкиловые эфиры метакриловой кислоты (ПААЭМАК) в количестве 10 20 мг/дм3 и подают на реагентную флотацию при объемном соотношении воздух/сточная вода (1,510-2 110-1) 1. Процесс проводят в течение 5 15 мин. Остаточная концентрация загрязнений после реагентной флотации составляет: красителей 0,3 0,5 мг/дм3, ПАВ 0,1 1 мг/дм3, взвешенных веществ 1 2 мг/дм3, ХПК 20 60 мг/дм3. Режимы при объемном соотношении воздух/сточные воды (0,5 2,5) 1 при безреагентной флотации и (1,5х10-2 1x10-1) 1 при объемном соотношении воздух/сточные воды, а также дозе реагента 20 мг/дм3 являются оптимальными в изобретении при проведении способа очистки сточных вод. Образующиеся флотошламы в количестве 0,025 0,5% от общего количества сточных вод с влажностью 90 92% отводят на дальнейшую утилизацию. Поскольку в состав флотошлама входят, в основном только органические соединения, его можно утилизировать в производстве керамических изделий в качестве выгорающей добавки либо сжечь.

Время процесса составляет 5 15 мин. Очищенные сточные воды имеют остаточную концентрацию загрязнений красителей 0,3 0,5 мг/дм3, ПАВ 0,1 1 мг/дм3, взвешенных веществ 0,5 2 мг/дм3, ХПК 20 60 мг/дм3. Такая глубина очистки позволяет использовать очищенную воду в технологическом процессе крашения.

Установка состоит из аппарата безреагентной флотации (1), фильтра с алюмосиликатной загрузкой (кварцевый песок, клиноптилолит) (2), емкости для реагента (3), флотатора реагентной флотации (4), отстойника флотошлама (5), фильтра с алюмосиликатной загрузкой (кварцевый песок, килноптилолит) (6). Очистку сточной воды проводят на установке, принципиальная схема которой представлена на чертеже.

Объемный расход исходных сточных вод составляет 93700 дм3/час. Сточную воду, содержащую 150 мг/дм3 красителей, 30 мг/дм3 ПАВ, 126 мг/дм3 взвешенных веществ и имеющую ХПК 486 мг/дм3, подвергают безреагентной и реагентной флотации и доочистке фильтрованием через алюмосиликатный материал. Образовавшийся после безреагентной флотации флотошлам, включающий взвешенные вещества и ПАВ, направляют на фильтр с алюмосиликатной загрузкой, где отбирают взвешенные вещества, а водный раствор ПАВ идет на повторное использование. Количество образованного отведенного флотошлама составляет 937 дм3/час, концентрация ПАВ в флотошламе 2,73 г/дм3. На стадии реагентной флотации в качестве флокулянта используют катионный органический флокулянт ВПК-402. Доза флокулянта составляет 20 мг/дм3. Очищенные после безреагентной и реагентной флотации сточные воды направляют на фильтры с алюмосиликатной загрузкой (кварцевый песок, клиноптилолит) для удаления остаточных взвешенных веществ. Количество образующегося флотошлама после реагентной флотации 37,46 дм3/час, влажность 91,2% Очищенные сточные воды после фильтрования содержат 0,5 мг/дм3 красителей, 0,91 мг/дм3 ПАВ, 2 мг/дм3 взвешенных веществ и 24,3 мг/дм3 ХПК. Эффект очистки соответственно 99,7% 96,9% 98,5% 95%

Сравнительные данные по степени очистки известным и предлагаемым способом приведены в таблице 2.

Как следует из данных табл.2, предложенный способ очистки сточных вод обеспечивает по сравнению с известным следующие преимущества; повышение степени очистки сточных вод по взвешенным веществам, красителям, ПАВ; увеличение производительности и уменьшение длительности процесса; возможность возвращения 90% ПАВ для повторного использования в технологических целях; уменьшение расхода реагента на 90% уменьшение в 10 раз количества флотошлама по сравнению с известным способом; полная утилизация флотошлама. Полученные сточные воды удовлетворяют требованиям, необходимым для повторного водоснабжения в техническом водопользовании. Предлагаемый способ экономичен, практически безотходен, высокопроизводителен. Кроме того, применение катионоактивного органического флокулянта на стадии реагентной флотации обеспечивает эффект обеззараживания сточных вод (при концентрации катионного флокулянта 2 10 мг/дм3, содержание вирусов в сточных водах снижается на 90% (Баран А.А. Полисодержащие дисперсные системы. Киев: Наук. думка, 1986, 204 с.). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ флотационной очистки сточных вод, включающий реагентную и безреагентную флотацию, отличающийся тем, что перед реагентной флотацией осуществляют безреагентную, а в качестве флокулянта используют органический катионный флокулянт.




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