СПОСОБ ГЛУБОКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

СПОСОБ ГЛУБОКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ


RU (11) 2085518 (13) C1

(51) 6 C02F9/00, C02F1/44 

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

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

(21) Заявка: 95117407/25 
(22) Дата подачи заявки: 1995.10.05 
(45) Опубликовано: 1997.07.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Запольская А.К. Комплексная переработка сточных вод гальванических производств. - Киев: 1989. 2. Removal of heavy metals from industrial wastewaters/Gashi S.T., Daci N.M., Ahmeti Xh.M., Selimi T.I., Hoxha E.M.//Chem. Protest. Environ. 1987: Amsterdam ect., 1988, c.91-97. 3. Рекламный листок АО "Полимерсинтез". Установка для очистки сточных вод гальванических производств. - Изд.тип. Владимирского ЦНТИ, 1993. 
(71) Заявитель(и): Акционерное общество "Импульс"; Научно-производственное предприятие "Мембранная технология" 
(72) Автор(ы): Величко В.В.; Емельянов В.И.; Пирогова Ю.И.; Большаков О.А.; Поворов А.А.; Ерохина Л.В.; Павлова В.Ф.; Петров Е.Г. 
(73) Патентообладатель(и): Научно-производственное предприятие "Мембранная технология" 

(54) СПОСОБ ГЛУБОКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ 

Изобретение относится к способу очистки гальванических стоков и может быть использовано на производствах, связанных с переработкой тяжелых металлов. Способ обеспечивает повышение эффективности процесса за счет создания бессточной системы водоиспользования и заключается в предварительной очистке сточных вод реагентным осаждением и сорбцией на алюмосиликатах при pH=8-11, обессоливании в аппарате обратного осмоса с числом ступеней концентрирования 3-5 при pH 5,5-6,5, обработке концентрата на алюмосиликатах при pH 8-9 с последующей выпаркой до сухого остатка и повторном использовании очищенной воды, причем алюмосиликатный сорбент и обратноосмотические мембраны регенерируют периодически. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к способам очистки гальванических стоков и может быть использовано на производствах, связанных с переработкой тяжелых металлов.

Для очистки промышленных сточных вод от солей тяжелых металлов на предприятиях используются в большинстве случаев следующие методы: реагентный, электрокоагуляционный, сорбционный, флотационный, мембранный [1] В настоящее время наиболее перспективными с экономической и с экологической точки зрения являются комбинированные методы очистки промышленных стоков от солей тяжелых металлов и технологические комплексы гальванического производства с замкнутой системой водоснабжения.

Известны способы очистки сточных вод от тяжелых металлов с использованием комбинированных методов очистки: адсорбция на летучей золе с последующим фильтрованием и подачей воды на установку обратного осмоса с асимметричными ацетатцеллюлозными мембранами [2] В приведенном аналоге проводят обработку кислых сточных вод, а применение золы в качестве адсорбента требует дополнительного фильтрования перед стадией обессоливания.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ, реализованный на установке, предназначенной для очистки отработанных растворов и промывных вод [3] заключающийся в том, что сточные воды направляют после предварительной фильтрации на обратноосмотический аппарат с возвратом полученного фильтрата в промывную ванну. Утилизацию концентрата проводят в электролизе с последующей выпаркой до сухого остатка. Конденсат также возвращают в промывную ванну.

Однако известный способ имеет следующие недостатки:

для утилизации концентрата требуется специальный узел, который по стоимости сопоставим с обратноосмотическим аппаратом (например, электролизер);

обеспечение максимального возврата очищенной воды в замкнутый водооборот требует использования многоступенчатого обратного осмоса. Однако, в известном способе сточные воды, подаваемые после предварительной фильтрации на стадию обессоливания, имеют высокую концентрацию ионов тяжелых металлов, поэтому концентрация тяжелых металлов в отбираемом фильтрате повышается на каждой последующей ступени концентрирования, что не позволяет возвращать фильтрат в промывную ванну, т.к. его состав не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к промывной воде.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое решение, является повышение эффективности процесса за счет создания бессточной системы водоиспользования.

Указанная задача решается за счет того, что в известном способе предварительную очистку сточных вод проводят реагентным осаждением и сорбцией на алюмосиликатах при pH 8 11, обессоливание осуществляют в аппарате обратного осмоса с числом ступеней концентрирования 3 5 при pH 5,5 6,5; причем на каждой последующей ступени концентрирования рабочее давление повышают на 12 20кгс/см2. Концентрат перед выпаркой обрабатывают на алюмосиликатах pH 8 9. При этом алюмосиликатный сорбент регенерируют в две стадии: промывка обратным током обессоленной воды со скоростью 75 85 м/час через 10 12 дней работы и последовательная обработка 1 3%-ным раствором FeSO по 30 40 мин каждым реагентом через 90 100 дней работы, а регенерацию обратноосмотических мембран проводят в режиме обессоливания при pH 8 11 в течение 2 5 ч через 12 14 дней работы.

Выбор алюмосиликата в качестве адсорбента на стадии предварительной очистки обусловлен, во-первых, его высокими адсорбционными свойствами по отношению к малорастворимым гидрооксидам тяжелых металлов, способностью образовывать комплексы в виде коллоидных структур, которые под действием сил электростатического взаимодействия и сил Ван-дер-Ваальса закрепляются на поверхности зерен адсорбента и вымываются при последующей обратноточной промывке. Во-вторых, ввиду того, что алюмосиликат имеет рыхлую слоистую кристаллическую структуру и благодаря частичному изоморфному замещению в слоистых решетках, элементарные пакеты минералов заряжены отрицательно и фактически являются полимерными анионитами. Большой отрицательный заряд сосредоточен в основном на поверхности элементарных пакетов и нейтрализован обменными катионами Mg или Fe, расположенными в основном в межпакетных пространствах и в виде аквакомплексов, осуществляющими связь между пакетами.

В процессе прохождения сточных вод через слой алюмосиликата происходит ионный обмен с растворенными в воде слоями тяжелых металлов, сорбируя из воды катионы тяжелых металлов и отдавая катионы Mg, Fe, которыми алюмосиликат периодически насыщается при регенерации. Алюмосиликатный сорбент улавливает одновременно все ионы тяжелых металлов (никеля, железа, меди, цинка, кадмия, хрома) в достаточно широком диапазоне концентраций.

Для обеспечения высокой степени очистки стоков от ионов тяжелых металлов требуется прежде всего обеспечение таких условий процесса, при которых растворимость гидроксидов была бы минимальна. Это определяется главным образом значением pH среды.

Экспериментально определено, что для сточных вод, содержащих в своем составе набор тяжелых металлов таких, как Ni, Cu, Cr, Fe и др. гидроксиды которых имеют минимальную растворимость в широком диапазоне pH, оптимальное pH составляет 8 11.

Понижение или увеличение pH среды на стадии предварительной очистки влечет за собой уменьшение связанных в малорастворимые соединения тяжелых металлов и, как следствие, увеличение концентрации ионов тяжелых металлов в воде, подаваемой на адсорбер. В этом случае лимитирующим механизмом очистки на алюмосиликатах является ионный обмен, в результате чего быстро возрастает и достигает предельного значения ионообменная емкость адсорбента, что влечет за собой частые регенерации химическими реагентами и, как следствие, повышенный расход самих реагентов.

При более глубоком увеличении или понижении pH наблюдается разрушение сорбента, частичное вымывание его составляющих, что делает невозможным его дальнейшее использование.

Кроме того, регенерация обратноосмотических мембран проводится в режиме обессоливания исходной, имеющей щелочную реакцию водой, поэтому то понижение pH исходной водой делает невозможным использование фильтра после адсорбера для регенерации обратноосмотических мембран без дополнительного расхода реагента. Повышение pH среды может привести к разрушению селективного слоя мембран, особенно ацетатных.

Выбор pH среды на стадии обессоливания обусловлен созданием оптимальных условий для работы мембран с точки зрения осадкообразования. Повышение значений pH обрабатываемой среды увеличивает вероятность ухудшая транспортные характеристики.

При работе в кислой среде вероятность выпадения солей жесткости уменьшается, однако длительное воздействие кислой среды вызывает коррозию оборудования. Кроме того, повышение и понижение pH обрабатываемой среды может вызвать разрушение селективного слоя мембран.

Экспериментально определено оптимальное значение pH 5,5 6,5.

Число ступеней концентрирования при обессоливании связано с требованиями максимального использования воды в процессе замкнутого водооборота. С уменьшением числа ступеней концентрирования снижается выход концентрата, на последующее выпаривание которого требуется более высокие энергозатраты.

С увеличением числа ступеней концентрирования увеличивается выход фильтра и соответственно уменьшается объем концентрата. Но при этом ухудшается качество фильтрата (увеличивается концентрация тяжелых металлов) особенно на последних стадиях концентрирования. Максимальная степень концентрирования ограничена осмотическим давлением растворенных солей, при достижении которого скорость фильтрации через мембрану приближается к нулю.

Кроме того, увеличение числа ступеней концентрирования увеличивает сложность аппаратурного оформления стадии обессоливания, что приводит к увеличению капитальных затрат и понижает надежность работы всей установки, так как требует согласованной работы всех ступеней.

Экспериментально определено, что на стадии обессоливания достаточно 3 5 ступеней концентрирования.

По мере концентрирования количество растворенных солей в концентрате увеличивается, что приводит к повышению осмотического давления, и на каждой последующей ступени требуется более высокое рабочее давление, подаваемое на мембрану.

При уменьшении рабочего давления, подаваемого на мембрану, уменьшается разница между рабочим давлением на мембране и осмотическим давлением растворенных солей, которая определяет скорость фильтрации через мембрану. Повышение рабочего давления приводит к увеличению разницы между рабочим давлением и осмотическим, что повышает скорость фильтрации, одновременно с этим повышаются энергозатраты на проведение процесса. Кроме того, обратноосмотические мембраны, используемые для обессоливания, имеют предельно допустимое давление с точки зрения эксплуатации, превышение которого может привести к разрушению селективного слоя.

Экспериментально определено, что на каждой последующей стадии концентрирования требуется повысить рабочее давление на 12 30 кгс/см2

По мере работы фильтра, состоящего из зерен алюмосиликатного сорбента, увеличивается количество задержанных им загрязнений в виде коллоидных структур малорастворимых гидроксидов, нарастает толщина на поверхности зерен адсорбента, увеличивается количество загрязнений, отложивших в толще фильтрующей загрузки, и глубина их проникновения, что приводит к проскоку загрязнений в фильтрат. При этом увеличивается потеря напора на фильтре, снижается скорость фильтрования.

Для восстановления пропускной способности адсорбера проводится обработочная промывка. Продолжительность работы адсорбера между промывками (продолжительность фильтроцикла) определяется либо по степени потери напора в фильтрующем слое, либо по проскоку коллоидных структур гидрооксидов тяжелых металлов в фильтрат.

Увеличение продолжительности фильтроцикла приводит, во-первых, к увеличению потери напора и постепенному достижению величины, характеризующей сопротивление предельно загрязненного фильтра, что значительно затрудняет последующую промывку загрузки, увеличивая расход промывной воды и время, необходимое для промывки. Во-вторых, при достижении предельного значения грязеемкости загрузки наблюдается увеличение концентрации коллоидных структур гидрооксидов в фильтрате, что затрудняет последующее обессоливание из-за забивания поверхности мембран коллоидными частицами.

Уменьшение продолжительности фильтроцикла нецелесообразно, так как при этом сопротивление сорбционной загрузки еще мало и потеря напора не оказывает влияния на режим работы установки еще мало и потеря напора не оказывает влияние на режим работы установки, тем более, что частые промывки влекут за собой дополнительные расходы на промывку, а также дополнительные энергозатраты, что экономически не выгодно.

Экспериментально определено, что промывку алюмосиликатного сорбента следует проводить через 10 12 дней.

Скорость промывки обусловлена транспортирующей способностью выходящего потока промывной воды, которая должна обеспечить вынос основной массы загрязнений за пределами адсорбера.

При малой линейной скорости потока отмывка сорбента от накопившихся в нем загрязнений будет происходить недостаточно полно, при этом остаточные загрязнения в загрузке будут накапливаться.

Увеличение линейной скорости промывной воды обеспечивает более высокую степень отмывки, но может привести к уносу сорбента из аппарата.

Экспериментально определено, что оптимальной скоростью промывки алюмосиликатного сорбента является скорость 50-55 м/ч.

Момент регенерации алюмосиликатного сорбента химическими реагентами определяется потерей ионообменных свойств алюмосиликата по уровню проскоковой концентрации ионов тяжелых металлов в фильтрате. Период времени, в течение которого фиксируется допустимый предел проскоковой концентрации ионов тяжелых металлов в фильтрате, регенерации не требуется. Уменьшение периода работы между регенерациями приводит к необоснованному дополнительному расходу реагентов, что экономически невыгодно. Увеличение времени работы недопустимо из-за ухудшения качества фильтрата за счет повышения концентрации ионов тяжелых металлов.

Экспериментально определено, что рекомендуемым периодом проведения регенерации алюмосиликатного сорбента является 90-100 дней работы.

По мере работы фильтра и при наличии в исходной воде органических загрязнений, особенно нефтепродуктов, зерна алюмосиликата покрываются пленкой, которая блокирует активную поверхность сорбента, что затрудняет диффузию ионов тяжелых металлов к поверхности зерен алюмосиликата для дальнейшего ионного обмена. в результате этого резко снижаются ионообменные свойства алюмосиликата и, как следствие, увеличивается проток ионов тяжелых металлов в фильтрат. Для удаления поверхностной пленки с зерен сорбента используют известный реагент - раствор гидрооксида натрия. Выбор концентрации раствора реагента обусловлен удалением органических загрязнений с поверхности сорбента. При этом низкая концентрация реагента не обеспечивает полного удаления органической пленки с поверхности сорбента и не приводит к восстановлению его ионообменных свойств. Повышение концентрации реагента способствует более полному удалению органической пленки и практически полному восстановлению его свойств, однако чрезмерное повышение концентрации реагента нецелесообразно, так как приводит к его перерасходу.

Экспериментально определено, что оптимальный концентрацией гидрооксида натрия в качестве регенерирующего раствора является 3 5%

Время обработки также зависит от степени загрязнения зерен сорбента органическими веществами. Недостаточное время действия регента не обеспечивает полного удаления органических загрязнений с поверхности адсорбента и, следовательно, не восстанавливает его свойства. Увеличение времени обработки обеспечивает глубокую очистку зерен сорбента, полностью восстанавливает свойства сорбента, однако дальнейшее повышение обработки нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшему повышению свойств сорбента, а только увеличивает перерыв в работе установки и требует дополнительных энергозатрат, что экономически невыгодно.

Экспериментально определено, что оптимальным временем обработки раствором гидроксида натрия является 30 40 мин.

В результате ионного обмена в элементарных пакетах алюмосиликата происходит постепенное уменьшение обменных катионов Mg и Fe и насыщение пакетов ионами тяжелых металлов. При достижении предельного значения ионной емкости адсорбента наблюдается проскок ионов тяжелых металлов в фильтрате. Для восстановления первоначальной ионной формы адсорбента проводят регенерацию загрузки раствором сернокислого железа или магния закисного либо их смесью, при которой происходит переход части катионов Fe и/или магния из раствора в кристаллическую структуру алюмосиликата в обмен на катионы тяжелых металлов.

Концентрация сернокислого железа или закисного магния или их смеси должна обеспечить такое количество ионов Fe и/или Mg, которое необходимо для полного обмена ионов тяжелых металлов в структуре алюмосиликата.

Низкая концентрация реагента не восстанавливает полностью ионообменные свойства, повышение концентрации реагента увеличивает степень регенерации адсорбента, однако, дальнейшее повышение концентрации нецелесообразно, так как приводит к перерасходу реагента.

Экспериментально определено, что оптимальной концентрацией сернокислого железа или магния либо их смеси в качестве регенерирующего раствора является 3 5%

Выбор времени обработки алюмосиликатного сорбента раствором сернокислого железа или магния закисного либо их смеси обусловлен степенью восстановления ионообменных свойств сорбента. Уменьшение времени обработки приводит к неполному переходу катионов Fe из раствора в кристаллическую структуру адсорбента. Увеличение времени обработки влечет за собой более полное восстановление свойств сорбента, однако, дальнейшее увеличение времени обработки нецелесообразно, так как не вызывает дальнейшего улучшения свойств сорбента, а приводит к увеличению перерывов в работе и требует

Экспериментально определено, что оптимальным временем обработки раствором сернокислого железа или магния закисного либо их смеси является 30 40 мин.

В процессе обессоливания, проводимого в условиях кислой среды, снижается вероятность образования осадка на мембранах, содержащего соли жесткости, но наблюдается сорбция веществ органического происхождения поверхностью мембран, что приводит к снижению транспортных характеристик мембран. Регенерация мембраны обеспечивает удаление органических загрязнений с ее поверхности и перевод их в моющую жидкость в виде растворов и дисперсий и основана на снижении адгезии частиц загрязнений между собой и с поверхностью мембран. В процессе регенерации увлекаемые моющей жидкостью органические загрязнения переходят в раствор и удаляются вместе с ним. Поскольку обычно используется щелочное моющее средство, то концентрация моющего средства или его щелочность является важнейшим фактором, влияющим на эффективность очистки. Моющая жидкость при низких значениях щелочности не обладает достаточной способностью к очистке поверхности мембран по описанному выше механизму, при этом не восстанавливаются транспортные характеристики мембран. Увеличение концентрации щелочи приводит к улучшению условий перехода загрязнений в моющий раствор, что обеспечивает полное восстановление транспортных характеристик мембран. Дальнейшее увеличение влечет за собой перерасход реагента. Кроме того, увеличение щелочности ограничено стойкостью селективного слоя мембран к указанной среде.

Экспериментально определено, что регенерацию обратноосмотических мембран следует проводить при pH 8 11.

Продолжительность стадии регенерации обратноосмотических мембран зависит от степени восстановления транспортных характеристик мембран. Снижение времени обработки не обеспечивает удаления органических загрязнений с поверхности мембран и не приводит к восстановлению их транспортных характеристик. Увеличение времени обработки обеспечивает полное удаление органических соединений с поверхности мембран. Однако длительная регенерация может привести к отложению солей жесткости на поверхности мембран.

Экспериментально определено, что регенерацию обратноосмотических мембран следует проводить в течение 2 5 ч.

Необходимость проведения стадии регенерации обратноосмотических мембран определяется по степени снижения их транспортных характеристик.

Увеличение рабочего цикла между регенерациями приводит к значительному снижению производительности обратноосмотического аппарата за счет загрязнения поверхности мембран. Длительное отсутствие регенерации может привести к такой степени загрязнения, что сделает невозможным полное восстановление транспортных характеристик мембран. Уменьшение рабочего цикла также нецелесообразно, так как при этом степень загрязнения мембран не оказывает влияния на транспортные характеристики, т.е. не вызывается значительного снижения производительности обратноосмотического аппарата, а приводит только к частным изменениям режима работы, что невыгодно с точки зрения эксплуатации установки.

Экспериментально определено, что регенерацию обратноосмотических мембран следует проводить через 12 14 дней работы.

Выбор pH среды на стадии обработки концерна на алюмосиликатах обусловлен, с одной стороны, минимальной растворимостью всего набора гидроксидов тяжелых металлов, с другой стороны, ограничен присутствием значительного количества щелочи в сухом остатке после выпарки концентрата. При уменьшении pH среды наблюдается уменьшение связанных в малорастворимые соединения тяжелых металлов и, как следствие, повышение содержания ионов тяжелых металлов в воде перед обработкой на алюмосиликатах. В этом случае лимитирующим механизмом очистки является ионный обмен, в результате из-за частых регенераций химическими реагентами резко увеличивается расход реагентов. Кроме того, понижение pH вызывает коррозию материала оборудования. Увеличение pH среды также приводит к увеличению растворимости осадка гидроксида некоторых тяжелых металлов и, одновременно к появлению значительного количества щелочи в сухом осадке после выпарки, что делает невозможным использовать сухой осадок повторно.

Экспериментально определено, что оптимальной средой для обработки концентрата на алюмосиликатах является pH 8 9.

Предлагаемый способ глубокой очистки сточных вод от тяжелых металлов реализован на установке, работающей по технологической схеме, представленной на чертеже, где: -1 усреднитель сточных вод; 2 отстойник; 3 адсорбер; 4 емкостная сборная; 5 обратноосмотический аппарат; 6 емкостная сборная; 7 адсорбер; 8 емкостная сборная; 9 теплообменник; 10 выпарной аппарат; 11 узел обезвоживания осадка; 12 узел реагентной обработки.

Пример. Сточные воды состава Crобщ. 40 мг/л; Ni 220 мг/л; Feобщ. 300 мг/л с общим солесодержанием 1400 мг/л поступают в усреднитель 1, куда для реагентной обработки подают щелочь NaOH в количестве 32 мг/л, при этом pH составляет 11.

В качестве щелочного агента возможно использования отработанных в производстве щелочных растворов.

Далее сточные воды подают в отстойник 2. В отстойнике происходит выпадение в осадок образовавшихся в процессе смещения гидроксидов тяжелых металлов. Осадок из нижней части периодически удаляют на узел обезвоживания осадка 11, а осветленную воду состава: Feобщ. 17,4 мг/л; Crобщ. 0,5 мг/л; Ni 0,8 мг/л; общее солесодержание 1810 мг/л с расходом 500 л/час подают на адсорбер 7. Адсорбер представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат D 0,250 м с ложным днищем, на которые засыпана загрузка - алюмосиликат в количестве 160 кг. При этом высота загрузки составляет 1,6 м. Подача сточной воды осуществляется сверху вниз.

Сточную воду после адсорбера фильтрат состава: Crобщ. 0,002 мг/л; Ni 0,008 мг/л; Fe 1,0 мг/л собирают в емкости 4 и непрерывно со скоростью 500 л/ч подают на обратноосмотический аппарат 5.

Предварительно с узла реагентной обработки 12 проводят нейтрализацию сточной воды серной кислотой в количестве 47,5 мг/л. При этом pH сточной воды составляет 6,5.

Обратноосмотический аппарат 5 включает три ступени концентрирования с применением рулонных элементов общей площадью 20 м2.

В качестве мембраны используют композитную мембрану с селективностью по 0,15%-ному раствору NaCl 95%

Концентрат с первой ступени подают на вторую и далее на третью и собирают в емкости 6. Подача с первой ступени на вторую и далее на третью осуществляют насосом, воспринимающим давление предыдущей ступени и создающим необходимое дополнительное давление, равное 20 кг/см2 на последующей смеси. Таким образом, давление по ступеням составляет P1 20 кг/см2; p2 40 кг/см2; p3 кг/см2.

Пермеат со всех трех ступеней концентрирования в количестве 475 л/ч с солесодержанием 274 мг/л направляют на повторное использование. Выход фильтрата составляет 95%

Концентрат в количестве 25 л/сутки состава Crобщ. 0,0795; Ni 0,398; Feобщ. 19,7 мг/л с солесодержанием 31,0 г/л подвергают обработке на алюмосиликатах.

Предварительно с узла реагентной обработки 12 в емкость 6 подают едкий натр в количестве 28,2 мг/л, при этом pH концентрата составляет 9, после чего концентрат со скоростью 30 л/ч направляют на адсорбер 7. Диаметр адсорбера 0,03 м. Количество загружаемого адсорбера 20 кг, высота загрузки 1,6 м.

При этом время непрерывно работы адсорбера при переработке всего объема концентрата составило 8,3 ч.

Концентрат после адсорбера состава Crобщ. 0,001 мг/л; Ni 0,0042 мг/л; Feобщ. 0,67 мг/л; общее солесодержание 31,2 мг/л собирают в емкости 8.

Далее через теплообменник 9 весь объем концентрата направляют на выпарной аппарат (типа роторно-пленочный испаритель), где происходит выделение солей в виде сухого остатка, содержащего в основном сульфаты и хлориды натрия.

После 10 дней непрерывной работы при достижении перепада давления в адсорбере 0,3 атм для восстановления адсорбционных свойств проводят обратноточную промывку адсорбера обессоленной водой. Для этого в нижнюю часть адсорбера подают воду со скоростью 50 м/ч и в течение 6 мин промывают адсорбер, при этом промывную воду, содержащую коллоидные структуры гидроокисей тяжелых металлов, направляют в отстойник 2.

Через 90 дней непрерывной работы при достижении проскоковой концентрации по Ni 0,01 мг/л, Cl 0,03 мг/л проводят после промывки обессоленной водой регенерацию химическими реагентами. Регенерацию осуществляют в два этапа:

обработка 4%-ным раствором едкого натра, для чего 250 л приготовленного раствора с узла реагентной обработки 12 циркулируют через слой адсорбента в течение 30 мин. Отработанный раствор сливают в усреднитель 1;

обработка 4%-ным раствором сернокислого железа закисного, для чего 250 л приготовленного раствора с узла реагентной обработки 12 циркулируют в течение 30 мин через слой адсорбента.

При этом степень регенерации адсорбера составила 98,5%

Через 12 дней непрерывной работы при снижении производительности по пермеату на 20% обратноосмотическую мембрану регенерируют. Для этого с узла реагентной обработки 12 прекращают подачу серной кислоты и в режиме обессоливания при pH исходной воды, равной 11, проводят концентрирование в течение 2 ч. По истечении этого времени переходят на рабочий режим обессоливания. Степень регенерации мембраны, т.е. восстановление транспортных характеристик и селективности по 0,15%-ному раствору NaCl, составила 99,0%

В таблице приведены основные параметры и результаты глубокой очистки сточных вод от тяжелых металлов по предлагаемому способу.

Использование предлагаемой технологии позволило значительно повысить эффективность очистки сточных вод и создать бессточную систему водоиспользования. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ глубокой очистки сточных вод от тяжелых металлов, включающий стадию предварительной очистки, обессоливание обратным осмосом, утилизацию концентрата с выпаркой до сухого остатка и повторное использование очищенной воды, отличающийся тем, что предварительную очистку проводят реагентным осаждением и сорбцией на алюмосиликатах при pH 8 11, обессоливание проводят в аппарате обратного осмоса с числом ступеней концентрирования 3 5 при pH 5,5 6,5, концентрат перед выпаркой обрабатывают на алюмосиликатах при pH 8 - 9, причем регенерацию алюмосиликатного сорбента проводят в две стадии: промывка обратным током обессоленной воды со скоростью 50 55 м/ч через 10 - 12 дней работы и последовательная обработка 3 5%-ным раствором NaOH и 3 - 5%-ным раствовом FeSO4 или MgSO4, или их смесью по 30 40 мин каждым реагентом через 90 100 дней работы, а регенерацию обратноосмотических мембран проводят в режиме обессоливания при pH 8 11 в течение 2 5 ч через 12 14 дней работы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на каждой последующей ступени концентрирования рабочее давление повышают на 12 20 кгс/см2.




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