УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЦИАНИДСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 1995 года по МПК C02F3/34 

Изобретение относится к очистке цианидсодержащих сточных вод и может быть использовано в золотодобывающей промышленности, а также в цветной металлургии.

Известно устройство для очистки цианидсодержащих сточных вод, содержащее биореактор и перемешивающее устройство.

Известное устройство в силу своих конструктивных особенностей может быть использовано для очистки цианидсодержащих сточных вод с невысоким содержанием цианидов и дисперсной фазы.

Цель изобретения создание установки для очистки цианидсодержащих сточных вод, конструктивные особенности которой позволили бы обеспечить очистку цианидсодержащих сточных вод с высоким содержанием цианидов и дисперсной фазы.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для очистки цианидсодержащих сточных вод, содержащей биореактор и перемешивающее устройство, дополнительно содержится по крайней мере один культиватор для микроорганизмов и по крайней мере одна сорбционная камера, соединенные с биореактором. Биореактор выполнен в виде емкости, которая дополнительно снабжена нагревательными элементами и барботерами и имеет отверстие для подачи очищаемой цианидсодержащей сточной воды, ввода микроорганизмов, отвода смеси цианидсодержащих сточных вод и микроорганизмов и удаления содержимого емкости биореактора. Перемешивающее устройство выполнено в виде центробежного насоса или аэролифта.

Предлагаемая установка позволяет производить очистку цианидсодержащих сточных вод с высоким содержанием цианидов и дисперсной фазы. Это обеспечивается конструктивными особенностями позволяющими осуществить интенсивное перемешивание очищаемой цианидсодержащей сточной воды с активным насыщением ее кислородом и поддерживанием во взвешенном состоянии обрабатываемой цианидсодержащей сточной воды в процессе ее обработки. Рекомендуется, чтобы барботеры были смонтированы на днище емкости биореактора, имеющей конусообразную поверхность, в вершине которой выполнено отверстие для удаления содержимого емкости биореактора. Указанная модификация обеспечивает оптимальное перемешивание биомассы и исключает образование отложений дисперсной фазы на дне емкости биореактора. Целесообразно, чтобы емкость биореактора была дополнительно снабжена электроактиватором. Указанная модификация обеспечивает дополнительную интенсификацию процесса очистки цианидсодержащих сточных вод.

Возможно, чтобы емкость биореактора была разделена перегородками на секции, причем в верхней части каждой перегородки было выполнено отверстие, через которое осуществляют подачу очищаемой цианидсодержащей сточной воды последовательно в каждую секцию, а каждая секция была снабжена перемешивающим устройством, нагревательным элементом и барботерами. Указанная модификация позволяет осуществить непрерывный процесс очистки цианидсодержащих сточных вод с высоким содержанием цианидов и дисперсной фазы. Целесообразно, чтобы барботеры были установлены в каждой секции на днище, имеющем конусообразную поверхность, в вершине которой выполнено отверстие для удаления содержимого биореактора. Указанная модификация позволяет обеспечить оптимальное перемешивание биомассы и исключает образование отложений дисперсной фазы на дне емкости биореактора при непрерывном процессе очистки цианидсодержащих сточных вод.

Возможно, чтобы сорбционная камера представляла собой емкость с днищем, имеющим конусообразную поверхность, в вершине которой выполнено отверстие для удаления содержимого сорбционной камеры и снабженную барботерами, смонтированными на днище сорбционной камеры и снабженную барботерами смонтированными на днище сорбционной камеры и аэролифтом, причем над сорбционной камерой предполагается установить дренажную сетку, поверхность которой с горизонтальной линией составляет угол α 20-40^о. Указанная модификация установки обеспечивает повышение степени очистки цианидсодержащих сточных вод от цианидов в виде металлокомплексов, не разрушенных в биореакторе, с одновременным извлечением цианкомплексов благородных металлов.

На фиг.1 изображена установка с биореактором в виде емкости; на фиг.2 то же, с биореактором, разделенным перегородками.

Установка для очистки цианидсодержащих сточных вод содержит биореактор, выполненный в виде емкости 1 с отверстием 2 для подачи очищаемой цианидсодержащей сточной воды, отверстием 3 для ввода микроорганизмов, отверстием 4 отвода смеси цианидсодержащей сточной воды и микроорганизмов и отверстием 5 для удаления содержимого емкости 1 биореактора. Емкость 1 снабжена перемешивающим устройством 6, нагревательным элементом 7 и барботерами 8. Перемешивающее устройство 6 представляет собой центробежный насос или аэролифт, который снабжен краном-регулятором 9. К центробежному насосу присоединена труба 10, которая опущена в емкость 1. Барботеры 8 установлены на днище емкости 1, имеющей конусообразную поверхность, в вершине которой выполнено отверстие 5 для удаления содержимого емкости 1 биореактора. В рабочем состоянии биореактора отверстие 5 закрыто заслонкой 11, которая открывается, например, при плановом освобождении емкости 1 биореактора. Отверстие 5 снабжено устройством пневморазрушения иловой пробки 12, соединенное с краном 13 и воздуховодом 14, который подключен к основному насосу 15 и дополнительному насосу 16. Нагревательный элемент 7 представляет собой ТЭН автоматического регулирования и может быть pасположен как внутри емкости 1, так и снаружи или одновременно внутри и снаружи и соединен с блоком управления ступенчатым нагревом 17.

Емкость 1 может содержать электроактиватор 18, который представляет собой два электрода, окруженных стенками из диэлектрика. Электроактиватор 18 соединен с блоком регулируемых выпрямителей электрического тока 19. Общее электропитание установки осуществляется через блок силового электропитания 20. В емкости 1 установлены также датчики рН 21, температуры 22, уровни жидкости 23, сигналы от которых поступают на блок КИП 24, где преобразуются в нужную для регистрации форму. Над отверстием для ввода очищаемой цианидсодержащей воды 2 установлен пескоотбойник 25, соединенный с каналом 26, по которому отводятся крупные фракции песка. Емкость 1 соединена с по крайней мере одним культиватором микроорганизмов 27 и с по крайней мере одной сорбционной камерой 28. Культиватор микроорганизмов 27 содержит три секции: на пять, двадцать пять и триста литров каждая. Предусмотрено термостатирование культиватора микроорганизмов. Сорбционная камера представляет собой емкость 28 с днищем, имеющим конусообразную поверхность, в вершине которой выполнено отверстие 29 для сброса содержимого сорбционной камеры, снабженное заслонкой 30. На поверхности днища емкости 28 установлены барботеры 31.

Емкость 28 сорбционной камеры снабжена аэролифтом 32, к которому присоединена труба 33. Над сорбционной камерой 28 установлена дренажная сетка 34, обеспечивающая при непрерывной работе устройства возврат ионообменной смолы в сорбционную камеру 28. Поверхность дренажной сетки 34 с горизонтальной линией образует угол α 20-40^о. Непрерывную работу устройства для очистки цианидсодержащих сточных вод обеспечивает возможность использования второй сорбционной камеры 35. В сорбционной камере 28 может быть установлена труба 36 таким образом, чтобы отверстие трубы 36 сообщалось с отверстием 4 в емкости 1 биореактора. Это может обеспечить дополнительное перемешивание обрабатываемой смеси цианидсодержащих сточных вод и микроорганизмов. Таким же образом, можно обеспечить дополнительное перемешивание и в емкости 1 биореактора. Для этого в емкости 1 может быть также установлена труба 36, таким образом, чтобы отверстия 2 и 3 емкости 1 биореактора сообщались с трубой 36.

Емкость 1 биореактора может быть разделена перегородками 37 и 38 на три секции 39,40,41. Каждая из секций снабжена нагревательными элементами 7, перемешивающим устройством 6 и барботерами 8. Днище каждой секции представляет собой конусообразную поверхность, в вершине которой выполнено отверстие 5 для удаления содержимого секции. Отверстие 5 в каждой секции в рабочем состоянии закрыто заслонкой 11 и снабжено устройством пневморазрушения иловой пробки 12 соединенное с краном 13 и воздуховодом 14, подсоединенным к основному насосу 15 и дополнительному насосу 16. На поверхности днища каждой секции установлены барботеры 8. В верхней части перегородок 37 и 38 выполнены отверстия 42 и 43, через которые цианидсодержащая сточная вода самотеком из секции 39 попадает в секции 40 и 41. Вплотную к перегородкам могут быть установлены трубы 44 и 45. Отверстие 42 в перегородке 37 сообщается с отверстием трубы 44, а отверстие 43 в перегородке 38 сообщается с отверстием в трубе 45. По крайней мере в двух секциях 39 и 40 могут быть установлены электроактиваторы 18.

Установка для очистки цианидсодержащих сточных вод работает следующим образом.

Вначале выращивается культура микроорганизмов. Культивирование осуществляется в культиваторе микроорганизмов 27 путем последовательных пересевов из меньших емкостей в большие. Для выращивания микроорганизмов используется питательная минеральная среда с добавками глюкозы. Температура для интенсивного культивирования микроорганизмов поддерживается на уровне 27-30^оС. Выращенная культура микроорганизмов подается в емкость 1 биореактора через отверстие 3.

Цианидсодержащие сточные воды с содержанием дисперсной фазы более 1 г/л подаются на пескоотбойник 25 для отделения крупной фракции песка, которая через канал 26 удаляется, а цианидсодержащие сточные воды, содержащие мелкую фракцию минералов, через отверстие 2 подается в емкость 1 биореактора. При этом и культура микроорганизмов, подаваемая через отверстие 3, и цианидсодержащая сточная вода, подаваемая через отверстие 2, протекая по трубе 36, подаются в нижнюю часть емкости 1 биореактора. В момент запуска устройства цианидсодержащая сточная вода, предварительно введенная в емкость 1 биореактора может быть также использована для выращивания микроорганизмов. Нагревательным элементом 7 создается необходимый температурный режим, контролируемый датчиком температуры 22. Контроль рН осуществляется датчиком рН 21. Результаты измерений от датчиков рН 21 и температуры 22 подаются на блок КИП 24.

Воздух, подаваемый по воздухопроводу 14 от насосов 15, 16 через барботеры 8 в емкости 1 биореактора, обеспечивает насыщение смеси цианидсодержащей сточной воды и микроорганизмов кислородом и поддерживает ее во взвешенном состоянии, исключая образование застойных зон и создавая условия для биодеструкции цианидов. Центробежный насос 6 или аэролифт осуществляют интенсивное перемешивание указанной смеси.

Усиление биодеструкции происходит если пропускать обрабатываемую цианидсодержащую сточную воду через электроактиватор 18. В этом случае переключением крана-регулятора 9 центробежного насоса 6 обрабатываемая цианидсодержащая сточная вода по трубе 10 подается в пространство между электродами электроактиватора 18 с нижней части емкости 1.

Окончательная очистка осуществляется в сорбционной камере 28, куда предварительно вводят ионообменную смолу. Очищенная в емкости 1 биореактора сточная вода подается в сорбционную камеру 28 через отверстие 4 в емкости 1 биореактора по трубе 36. В сорбционной камере 28, как и в емкости 1 биореактора, сточная вода интенсивно перемешивается и насыщается воздухом, подаваемым через барботеры 31. Смесь сточной воды и ионообменной смолы через трубу 33 аэролифтом 32 выбрасывается на дренажную сетку 34, угол наклона которой к горизонтальной линии α 20-40^о позволяет ионообменной смоле, отделяемой на ней, скатываясь возвращаться в сорбционную камеру 28. Очищенная сточная вода, пpошедшая через отверстия в дренажной сетке 34,отводится в предназначенный для этого канала. Поскольку предлагаемое устройство предназначено в основном для работы в непрерывном режиме предусмотрено использование дополнительной сорбционной колоны 35, которая подключается по мере необходимости в регенерации ионообменной смолы в сорбционной камере 28.

Работа установки для очистки цианидсодержащих сточных вод при наличии в емкости 1 биореактора перегородок 37 и 38, разделяющих емкость 1 на секции 39, 40, 41 осуществляется аналогичным образом. При этом цианидсодержащая сточная вода, содержащая микроорганизмы после обработки в секции 39, через отверстие 42 в перегородке 37 попадает в трубу 44, а затем в секцию 40. После обработки, аналогичной обработке в секции 40, смесь цианидсодержащей сточной воды и микроорганизмов, попадает через отверстие 43 в перегородке 38 в трубу 45, а затем в секцию 41, откуда после отработки через отверстие 4 попадает в сорбционную камеру 28. Обработка в сорбционной камере 28 происходит аналогично описанному выше.

Контроль за эффективностью процесса осуществляется путем периодического отбора проб. В случае ведения процесса в трехсекционной емкости биореактора отбор проб осуществляется из третьей секции емкости биореактора и на выходе процесса после сорбционной камеры.

Установка для очистки цианидсодержащих сточных вод позволяет производить очистку цианидсодержащих сточных вод с содержанием дисперсной фазы > 1 г/л и содержанием цианидов 30,9 мг/л и обеспечивает полную очистку от цианидов и тиоцианатов с одновременным извлечением тяжелых металлов, в том числе благородных.

Использование: для очистки цианидсодержащих сточных вод в золотодобывающей промышленности, а также в цветной металлургии. Сущность изобретения: установка для очистки цианидсодержащих сточных вод содержит биореактор, перемешивающее устройство, расположенное в нем, а также по крайней мере один культиватор для микроорганизмов и по крайней мере одну сорбционную камеру. Биореактор выполнен в виде емкости, которая снабжена нагревательным элементом и барботером и имеет отверстия для подачи очищаемой цианидсодержащей сточной воды, ввода микроорганизмов, отвода биомассы и удаления содержимого емкости биореактора. Перемешивающее устройство выполнено в виде центробежного насоса или эрлифта. Установка позволяет осуществлять очистку цианидсодержащих сточных вод с высоким содержанием цианидов и дисперсной фазы. 6 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЦИАНИДСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД, содержащая биореактор в виде емкости с днищем и отверстиями для подачи очищаемых сточных вод, отвода обработанных вод и удаления содержимого емкости, перемешивающее устройство и воздухопровод с барботерами, отличающаяся тем, что она снабжена культиватором для микроорганизмов и по крайней мере одной сорбционной камерой, сообщенными с биореактором, а также нагревательным элементом, в емкости биореактора выполнено отверстие для ввода микроорганизмов, а перемешивающее устройство выполнено в виде центробежного насоса или эрлифта. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что барботеры установлены на днище емкости биореактора, которое выполнено в виде конусообразной поверхности с отверстием для слива содержимого в вершине поверхности. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что емкость биореактора снабжена электроактиватором. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена перегородками, разделяющими емкость биореактора по крайней мере на три секции, а также дополнительными перемешивающими устройствами, нагревательными элементами и барботерами, установленными в каждой секции, в верхней части каждой перегородки выполнены отверстия для последовательного перелива обрабатываемой воды из предыдущей секции в последующую. 5. Установка по пп.1 и 4, отличающаяся тем, что днище каждой секции выполнено в виде конусной поверхности, в вершине которой расположены отверстия для удаления содержимого каждой секции емкости, а барботеры установлены на днище каждой секции. 6. Установка по пп.1 и 4, отличающаяся тем, что по крайней мере две секции емкости биореактора снабжены электроактиваторами. 7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что сорбционная камера выполнена в виде емкости с днищем, имеющим конусообразную поверхность, в вершине которой выполнено отверстие для удаления содержимого и снабженную барботерами, установленными на днище камеры, и эрлифтом, а также дренажной сеткой, установленной над сорбционной камерой под углом 20 40^o к плоскости горизонта.