СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 1996 года по МПК C02F1/66 C02F1/74 

Изобретение относится к различным отраслям промышленности и сельского хозяйства, в частности к производствам, сточные воды которых содержат в больших количествах примеси органического, животного и другого происхождения, подверженные химическому и биологическому окислению.

Известны способы очистки сточных вод с использованием абсорбирующих минеральных добавок [1] в числе которых могут быть цементирующие материалы (портландцементи, глиноземистые цементы, пуццолановый цемент, гипс, оксиды и гидроксиды щелочных металлов).

Наиболее близким к изобретению является способ очистки сточных вод с использованием минеральной добавки кристобалита (тяжелый шпат в кристаллической форме) [2] Химический состав, мас. SiO₂ 82,6; Al₂O₃ 7,0; Fe₂O₃ 2,2; K₂O 1,0; MgO 0,8; Na₂O 0,4; TeO₂ 0,3; CaO 0,3; остальное 5,5. Способ предполагает обработку воздухом в абсорбционной колонне.

Малая производительность, частая смена насадки абсорбционной колонны из-за высокой насыщенности загрязнениями сточных вод ограничивают применение данного способа в промышленном масштабе.

Технический результат изобретения разработка способа очистки сточных вод, обладающего высокой эффективностью и производительностью с минимальными вторичными загрязнениями сточных вод. Применение предлагаемого способа позволяет достигать высокую (до 99%) степень очистки сточных вод по основным показателям БПК₅ и ХПК и практически отсутствует вторичное загрязнение, способ не ограничен объемами стоков.

Способ пригоден для разработки технологии очистки сточных вод не только при проектировании вновь строящихся, но и для реконструкции существующих очистных сооружений с целью повышения их эффективности. Эффективность существующих очистных сооружений, построенных по типовым проектам, составляет по основным показателям БПК₅ и ХПК около 70% Способ может быть использован для реконструкции очистных сооружений, работающих по различным технологическим схемам, включающим возврат активного ила. Реконструкция позволит повысить эффективность до 90-99% Интенсификация процесса окисления примесей сточных вод уже на стадии их усреднения до 90-99% позволяет исключить из типовых проектов очистных сооружений центробежные окислительные каналы, занимающие значительные площади, эксплуатация которых затруднена в зимнее время вследствие замерзания. Способ не ограничен производительностью и пригоден для разработки технологий очистки сточных вод предприятий с любым объемом стоков.

Внедрение способа не требует больших капитальных затрат. Типовые схемы дополняют несложным стандартным оборудованием для хранения цементной пыли и приготовления суспензии. Кроме того, способ предусматривает автоматическую подачу суспензии в сточные воды по показанию рН-метра.

В предлагаемом способе в качестве минеральной добавки используют водную суспензию отходов цементного производства (пылей, улавливаемых электрофильтрами), при содержании твердого вещества 0,001-0,010 мас. Суспензию вводят в сточные воды при непрерывной обработке воздухом. В твердой фазе суспензии присутствуют нерастворимые вещества и плохо растворимые вещества, находящиеся в составе цементной пыли, в жидкой фазе растворимые вещества. Растворимость цементной пыли в воде составляет 40-50% (по массе).

Состав твердой и жидкой фазы зависит от состава цементной пыли. В состав пыли в зависимости от местонахождения цементного производства входят компоненты, мас. CaO 33,0-46,41 Al₂O₃ 0,83-4,80 SiO₂ 9,65-13,88 Fe₂O₃ 2,53-2,94 MgO 0,48-0,82 Fe₂O₃ 0,64-9,30 K₂O₃ 0,67-10,8
П р и м е р. Готовят суспензию из расчета 100 г цементной пыли на 1000 г воды. Тщательно перемешивают в течение 15 мин. Отстаивают смесь в течение 15 мин, затем сливают верхний слой суспензии с осадка и используют его для очистки сточной воды, при этом рН суспензии составляет 13,4. В исходные сточные воды свинокомплекса с различным исходным значением рН в количестве 50 л вводят полученную суспензию до значения рН 8,4. Проводят непрерывную продувку воздухом в течение 9 ч. После отстоя в течение 30 мин производят отбор проб воды на анализ. Результаты испытаний приведены в табл.1.

Таким образом, степень очистки по БПК₅ по предлагаемому способу составляет 94,0-99,0% по ХПК 95-99,4% Из данных, представленных в табл.1 видно, что эффективность очистки сточных вод по показателям ХПК и БПК₅ практически одинакова, поэтому в дальнейших исследованиях степень очистки определяют наиболее быстрым методом по показателю ХПК.

Проводят исследования сточных вод, полученных в результате обработки предлагаемым способом при различном содержании твердой и жидкой фаз суспензии и продолжительности обработки воздухом. Результаты приведены в табл.2 и 3.

Из данных, приведенных в таблице, степень очистки при различных соотношениях твердой и жидкой фаз составляет 95-97% Степень очистки не зависит от соотношения фаз в указанных пределах.

Однако наличие твердой фазы в указанных пределах диктуется тем, что получить суспензию с концентрацией твердых веществ менее 0,001% (по массе) на практике невозможно, а увеличение содержания твердой фазы более 0,01% (по массе) при длительной эксплуатации типовых очистных сооружений, схема которых предусматривает возврат активного ила, может привести к их загрязнению.

Как видно из таблицы, степень очистки по ХПК зависит от продолжительности обработки воздухом и в указанных пределах 4-10 ч составляет 44-99% Уменьшение времени обработки до 4 ч приводит к снижению степени очистки до 44-58% увеличение до 10 ч практически не сказывается на степени очистки, которая составляет 94-99% Оптимальная продолжительность 9 ч, что соответствует среднему времени пребывания стоков в приемном отделении существующих очистных сооружений, перемешивание стоков в которых осуществляется продувкой воздухом.

В табл. 4 приведены данные по определению оптимального значения рН сточных вод после добавления суспензии.

Степень очистки зависит от рН и в выбранных пределах рН 8,0-8,5 составляет 61-99% Оптимальным является рН 8,4.

Уменьшение рН, а следовательно, уменьшение количества вводимой суспензии приводит к снижению степени очистки до 61% увеличение рН до 8,5 не влияет на степень очистки. Оптимальное значение рН 8,5 не превышает установленного санитарными нормами предельно допустимого значения рН для водоемов 8,5.

Использование: для обработки сточных вод, которые содержат в больших количествах примеси органического и другого происхождения, подверженные химическому и биологическому окислению. Сущность изобретения: в сточные воды вводят добавку - суспензию цементной пыли при содержании твердого вещества 0,001 - 0,010 мас. % до рН сточных вод 8,0 - 8,5 при непрерывной продувке воздухом в течение 4 - 10 ч. 4 табл.

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, включающий введение минеральной добавки и обработку воздухом, отличающийся тем, что в качестве минеральной добавки вводят суспензию цементной пыли при содержании твердого вещества 0,001 - 0,010 мас.% до pH сточных вод 8,0 - 8,5 при непрерывной обработке воздухом в течение 4 - 10 ч.