СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КРАСИТЕЛЕЙ И ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 1995 года по МПК B01D61/00 

Изобретение относится к очистке сточных вод от красителей и поверхностно-активных веществ (ПАВ) методом обратного осмоса и ультрафильтрации и может быть использовано в легкой и пищевой промышленности.

Известен способ очистки сточных вод от ПАВ (см. а.с. СССР N 1212965, кл. С 02 F 1/44, 1986) путем ультрафильтрации и обратного осмоса с последующей утилизацией полученных продуктов.

Наиболее близким техническим решением является способ очистки сточных вод от красителей и ПАВ (см. Установка для очистки сточных вод красителей информационный листок серии Р 70.25.17 (Р11-90) Владимирского ЦНТИ, г. Владимир, 1990 г.), включающий предварительную очистку, разделение обратным осмосом с получением потока очищенной воды и потока концентрата, выпаривание концентрата до сухого остатка.

Недостатком этого способа является невысокая эффективность процесса из-за больших затрат энергии на выпаривание концентрата до сухого остатка. Выделение ПАВ происходит в основном на стадии разделения обратным осмосом, причем получают концентрат, содержащий 500-700 мг/л ПАВ. Их присутствие в таких количествах существенно снижает эффективность использования выпарного оборудования, главным образом, за счет ухудшения условий теплопередачи, так как образующаяся пена блокирует греющую поверхность.

Целью предложенного способа является повышение эффективности процесса за счет снижения затрат на стадии выпаривания.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе очистки сточных вод от красителей и ПАВ, включающем предварительную очистку, разделение обратным осмосом с получением потока очищенной воды и потока концентрата, выпаривание концентрата до сухого остатка, согласно изобретению, разделение обратным осмосом ведут с получением концентрата, содержащего ПАВ в количестве, превышающем концентрацию мицеллообразования, после чего проводят его ультрафильтрацию. При этом ультрафильтрацию концентрата проводят, возвращая часть или весь поток получаемого концентрата для повторной ультрафильтрации с помощью струйного насоса, при этом поток возвращаемого концентрата направляют в патрубок насоса для ввода пассивного потока, а поток концентрата, полученного при разделении предварительно очищенных сточных вод обратным осмосом в патрубок для ввода активного потока.

При очистке сточных вод от красителей и ПАВ выделение указанных примесей, а также имеющихся в сточных водах минеральных солей происходит на стадии разделения обратным осмосом. Очищенная вода отвечает требованиям, предъявляемым к воде, используемой в производстве, и возвращается в технологический цикл, а получаемый концентрат содержит, в основном, минеральные соли и ПАВ, причем содержание ПАВ в концентрате может быть доведено до 500-700 мг/л и выше, что для большинства ПАВ превышает критическую концентрацию мицеллообразования и позволяет применить для отделения образовавшихся мицелл ультрафильтрацию. Содержание ПАВ в получаемом ультрафильтрате может быть снижено в несколько раз и доведено до уровня, когда выпарные аппараты работают достаточно эффективно. Количество концентрата, направляемого на утилизацию также значительно уменьшается.

Сочетание стадий разделения обратным осмосом и ультрафильтрацией в такой последовательности необычно для практики мембранного разделения. Дополнительный эффект дает использование энергии потока концентрата, отводимого из обратноосмотического аппарата.

Из известных преобразователей энергии потока жидкости в условиях переработки сточных вод, содержащих красители и ПАВ, наиболее приемлемы струйные насосы, где концентрат, полученный при разделении предварительно очищенной сточной воды обратным осмосом, направляют в патрубок для ввода активного потока, а часть или весь поток получаемого при ультрафильтрации концентрата направляют в патрубок струйного насоса для ввода пассивного потока.

На чертеже приведена технологическая схема способа очистки сточных вод от красителей и ПАВ, где 1 узел предочистки, 2 аппарат разделения обратным осмосом; 3 аппарат ультрафильтрации; 4 центрифуга; 5 выпарная установка.

Предлагаемый способ очистки сточных вод от красителей и ПАВ реализован следующим образом.

Очищаемую сточную воду, содержащую красители (20 мг/л), ПАВ (70 мг/л) и минеральные соли (600 мг/л), с расходом 10000 л/ч подают на узел предварительной очистки 1 (см. чертеж), где ее очищают от взвешенных веществ, осветляют и нейтрализуют введением раствора NaOH. При этом происходит удаление красителей и ПАВ (до концентрации 7 и 28,7 мг/л) соответственно), но содержание минеральных солей увеличивается до 625 мг/л за счет вводимых реагентов.

Предварительно очищенную воду подают в аппарат разделения обратным осмосмом 2, из которого отводят поток очищенной воды, содержащей ПАВ (2 мг/л) и минеральные соли (10 мг/л), и возвращаемой в производство, и концентрат, содержащий краситель (325 мг/л), ПАВ (600 мг/л) и минеральные соли (22 г/л). Причем концентрат отводят с давлением 30 кг/см² и расходом 150 л/ч и направляют в патрубок струйного насоса, предназначенный для ввода активного потока. Геометрические характеристики насоса обеспечивают создание в аппарате ультрафильтрационного разделения 3 рабочего давления 3 кг/см ² и скорости потока над мембраной 1,2 м/с. После ультрафильтрации получают концентрат в количестве 100 кг/сут, содержащий краситель (3,5 г/л), ПАВ (15,4 г/л) и минеральные соли (39 г/л) и направляемый на утилизацию или захоронение, и ультрафильтрат, содержащий краситель (230 мг/л), ПАВ (180 мг/л) и минеральные соли (21 г/л). Ультрафильтрат направляют на выпаривание, например, в аппарат с падающей пленкой и шнековой выгрузкой сухого остатка. Полученный сухой остаток может быть использован, например, в стекольном производстве или направлен на захоронение.

Сравнение суммарных показателей (расход греющего пара на выпаривание и общие затраты энергии на осуществление очистки, нанесенные к 1 кг очищаемой воды) известного и предлагаемого способов позволяет сделать вывод о повышении эффективности стадии выпаривания на 17% и всего процесса в целом на 12%

Сущность изобретения: способ очистки сточных вод от красителей и поверхностно-активных веществ включает их предварительную очистку, разделение обратным осмосом с получением потока очищенной воды и потока концентрата, содержащего поверхностно-активные вещества в количестве, превышающем критическую концентрацию мицеллообразования, ультрафильтрацию концентрата и его последующее упаривание. При этом предпочтительно ультрафильтрацию проводить с возвратом части или всего потока получаемого концентрата на повторную ультрафильтрацию с помощью струйного насоса, при этом поток возвращаемого концентрата направляют в патрубок насоса для ввода пассивного потока, а поток концентрата, полученного при разделении предварительно очищенных сточных вод обратным осмосом направляют в патрубок ввода активного потока. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КРАСИТЕЛЕЙ И ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ, включающий их предварительную очистку, разделение обратным осмосом с получением потока очищенной воды и потока концентрата, выпаривание концентрата до сухого остатка, отличающийся тем, что разделение обратным осмосом ведут с получением концентрата, содержащего поверхностно-активные вещества в количестве, превышающем критическую концентрацию мицеллообразования, после чего проводят его ультрафильтрацию. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ультрафильтрацию проводят с возвратом части или всего потока получаемого концентрата на повторную ультрафильтрацию с помощью струйного насоса, при этом поток возвращаемого концентрата направляют в патрубок насоса для ввода пассивного потока, а поток концентрата, полученного при разделении предварительно очищенных сточных вод обратным осмосом, направляют в патрубок ввода активного потока.