СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 1998 года по МПК C02F1/52 

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод различных предприятий и может быть использовано для подготовки оборотных вод горно-обогатительных предприятий, автохозяйств, предприятий химической и мясо-молочной промышленности, кондитерских фабрик и т.д.

Известны способы очистки сточных вод флотацией (Рубинштейн Ю.Б. Флотационная очистка сточных вод, ЦНИИцветмет экономики и информации, м.: 1980, 43 стр. ), сгущением (отстаиванием) с применением коагулянтов (У.Д.Бабенков, Очистка воды коагулянтами. М. Наука, 1977, 355 с.). Первый из них предполагает флотацию "взвешенных". По второму способу в сточные воды добавляют коагулянт и ведут отстаивание, что способствует удалению нефтепродуктов, ПАВ, "взвешенных" и т.д.

Первый способ малоэффективен ввиду слабой очистки сточных вод этим методом. Второй способ очень длителен, необходимое время отстаивания достигает нескольких часов, что относится к его недостатку.

Известен также способ очистки сточных вод с использованием сгущения, флотации, коагуляции (см. Очистка сточных вод предприятий мясной и молочной промышленности /С.М.Шифрин, Г.В.Иванов, Б.Г.Мишуков, Ю.А.Феофанов. - М,:Легкая и пищевая промышленность 1981 , стр.63), включающий отстаивание для удаления крупных частиц жира и взвешенных веществ и флотацию для извлечения тонкодиспергированных взвешенных веществ, обладающих гидрофобными свойствами. Недостатком данного способа является слабая флотационная активность "взвешенных" и жиров, что не позволяет в достаточной степени очистить сточные воды.

Заявляемое изобретение направлено на интенсификацию очистки сточных вод, связанную с комбинацией процессов сгущения и коагуляцией для значительного сокращения необходимой площади сгущения.

Поставленная задача достигается тем, что необходимое время сгущения определяется порогом коагуляции, после чего образовавшийся осадок флотируют с использованием вспенивателя и собирателя при очистке сточных вод, содержащих природно негидрофобные частицы, или только со вcпенивателем при наличии в сточных водах гидрофобных частиц.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Сточные воды направляются в отстойник, куда подается собиратель и коагулянт. Время нахождения обрабатываемой воды в отстойнике определяется по порогу коагуляции и составляет 0,5 - 1,5 мин в зависимости от состава сточных вод. После прохождения водой отстойника, где ее нахождение не превышает 1,5 мин, вода направляется на флотацию во флотационную приставку. В качестве отстойника используется пластинчатый сгуститель, площадь которого рассчитывается исходя из времени нахождения воды в сгустителе и объемов очищаемой воды. Флотационная приставка представляет собой короб, на дне которого расположены войлочные диспергаторы. Ее объем и необходимое количество диспергаторов рассчитывается по времени флотации и расходу воздуха, необходимого для флотации. Отделение пенного слоя осадка происходит самопроизвольно, а очищенная вода удаляется со дна флотационной приставки. Исходная вода после коагуляции подается на пенный слой.

Ввод собирателя перед коагулянтом необходим, чтобы он предварительно адсорбировался на поверхности частиц, находящихся в очищаемой воде. При введении собирателя после коагулянта происходит образование мыл, тончайших коллоидных частиц, что ухудшает очистку воды флотацией и увеличивает содержание в воде "взвешенных" и ХПК. Для интенсификации процесса сгущенная часть пенного продукта вводят в сгуститель.

Сущность предложенного способа поясняется следующими примерами:
Пример 1. В очищаемую воду, например автоколонны, вводят 120 мг/л сульфата алюминия, после достижения порога коагуляции вода направляется на флотацию, куда подают мыла сырого таллового масла - 50 мг/л и вспениватель - 30 мг/л. Содержание "взвешенных" снизилось с 278 мг/л до 86 мг/л, Fe_общ с 5,5 мг/л до 0,3 мг/л, нефтепродуктов с 9,3 до 1,2 мг/л.

Пример 2. В очищаемую воду, содержащую 302 мг/л "взвешенных", 4,96 мг/л Fe_общ, нефтепродуктов 9,7 мг/л вводят вспенивателя Т-80 - 30 мг/л МСТМ - 50 мг/л и 120 мг/с сульфата алюминия. После достижения порога коагуляции (0,5 мин) вода направлялась на флотацию. В очищенной воде содержание "взвешенных" снизилось до 26 мг/л, Fe_общ до 0,02 мг/л, нефтепродуктов до 0,51 мг/л, содержание алюминия - следы, ХПК повысилось с 56 мг/л до 67 мг/л. Необходимая площадь сгущения составила 7,5 м² при 400 м³/сутки очищаемой воды.

Пример 3. В воду составом по примеру 2 вводят 120 мг/л сульфата алюминия. Время осветления составило 2,3 ч, затем проводится флотация. Содержание "взвешенных" в осветленной воде было равно 120 мг/л, Fe_общ - 2,3 мг/л, нефтепродуктов - 3,4 мг/л. Необходимая площадь сгущения составляет 200 м².

Пример 4. В промстоки молокозавода, где "взвешенных" содержится 548 мг/л, ХПК - 930 мг/л добавляют железный купорос в количестве 120 мг/л, вспенивателя Т-80 0 30 мг/л. Собиратель не вводился ввиду гидрофобности самих флокул. Порога коагуляции система достигала за 1,5 мин. После этого подготовленная таким образом вода поступала на флотацию. После флотации вода содержала "взвешенных" - 47 мг/л, ХПК-127 мг/л. Рассчитанная площадь сгущения для образования флокул должна составлять 12,4 м ².

Пример 5. В промстоки молокозавода подают 120 мг/л железного купороса. Необходимое время осветления обрабатываемой воды составило 1,5 ч, что требует 144 м² площади сгущения, рассчитанной по скорости осветления и объему обрабатываемой воды, после чего проводят флотацию. Очищенная вода содержала "взвешенных" - 187 мг/л, ХПК - 192 мг/л.

Пример 6. В оборотные воды АНОФ-2 АО "Апатит", содержащие, мг/л: Fe_общ 5,52, SiO₂ - 10,43, Al - следы, "взвешенных"- 1090,1 ХПК 91,97 мг/л подается 200 мг/л сульфата алюминия. После 30 мин отстаивания вода содержала, мг/л: Fe_общ - 3,48, SiO₂ - 8,66, "взвешенных" 93,3, ХПК - 85,6 мг/л. Необходимая площадь сгущения - 49000 м².

Пример 7. В оборотную воду составом по примеру 6 вводится МСТМ - 75 г/м³, вспенивателя - 30 г/м³, сульфата алюминия - 200 г/м³. Определяется время достижения порога коагуляции, которое составляет 10 с, после чего проводится флотация образовавшихся флокул. В очищенной воде содержится, мг/л: Fe_общ - 0,14, SiО₂- 7,88, "взвешенных" - 84,0, ХПК - 82,49 мг/л. Необходимая площадь сгущения составляет 555 м².

Из анализа экспериментальных данных, приведенных в примерах следует, что наиболее благоприятные условия очистки оборотных вод обогатительных фабрик, промстоков молокозаводов, автоколонн достигаются при совместном применении коагуляции и флотации.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет в десятки раз сократить необходимую площадь сгущения для очистки сточных вод, что в свою очередь в десятки раз сокращает капитальные затраты.

Использование: очистка сточных вод различных предприятий и подготовка оборотных вод горно-обогатительных предприятий, автохозяйств, предприятий химической и мясо-молочной промышленности, кондитерских фабрик и т.д. Сущность изобретения: сточную воду отстаивают в присутствии коагулянта в течение 0,5 - 1,5 мин, а затем флотируют. Перед подачей коагулянта дополнительно вводят собиратель. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ очистки сточных вод, включающий введение коагулянта, отстаивание и отделение осадка флотацией, отличающийся тем, что время отстаивания составляет 0,5 1,5 мин. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно вводят собиратель. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что собиратель вводят перед подачей коагулянта.