СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2000 года по МПК C02F1/52 C02F1/54 

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод различных предприятий и может быть использовано для подготовки оборотных вод и извлечения полезных компонентов из них на горнообогатительных, металлургических, химических и пищевых предприятиях, а также для нефтебаз, автохозяйств и т.д.

Известен способ очистки сточных вод с применением флотации (положительное решение по заявке N 95113929/26 (023632) от 3.04.97 "Способ очистки сточных вод", Гершенкоп А.Ш., Манькута Л.А., Ильченко Ю.В.) Способ основан на том, что в очищаемую воду вводят коагулянт, ведут отстаивание 0,5 - 1,5 минуты, а затем образованные агрегаты флотируют с добавкой собирателя с целью сокращения необходимой площади сгущения. Рассматриваемый способ не пригоден для извлечения полезных компонентов из воды, т.к. процесс удаления "взвешенных" происходит одновременно с удалением остальных компонентов воды, что затрудняет утилизацию удаленных компонентов из очищаемой воды.

Известен также способ очистки сточных вод лакокрасочных производств с использованием алюминийсодержащего коагулянта совместно с мелкодисперсным активным углем, осуществляемым в две стадии при pH 5,0 - 6,0 и при pH 8,5 - 9,5 в присутствии активного мелкодисперсного угля в количестве 3-5 г/л (А.с. СССР N 1183460, кл. C 02 F 1/52, способ очистки сточных вод лакокрасочных производств, Гандурина Л. В. , Воробьева Н.Я., Мясников И.Н., 1985. Бюл. N 37). Данный способ также непригоден при утилизации полезных примесей из сточных вод, т.к. они будут извлекаться вместе с активным углем при флотации. Кроме того, этот способ предусматривает применение больших концентраций мелкодисперсного торфяного активного угля, равных 3-5 г/л.

Заявляемое изобретение направлено на интенсификацию очистки сточных вод и связано с комбинацией процессов сгущения, коагуляции и флотации, и позволяет извлекать полезные компоненты из очищаемой воды.

Поставленная задача достигается тем, что процесс осуществляется в две стадии. В первую стадию добавляется известь и неорганический коагулянт, например железный купорос в необходимой области pH, после образования флокул вводят поверхностно-активное вещество (ПАВ) и образовавшиеся агрегаты флотируют с добавлением вспенивателя. Во вторую стадию вводят минеральную составляющую и неорганический коагулянт и после добавления вспенивателя флотируют.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Сточные воды направляются в отстойник, куда подается известь и другой неорганический коагулянт, например железный купорос. Время достижения системой коагуляции составляет 1-120 секунд. После чего вводят ПАВ и вспениватель, служащий для стабилизации пенного слоя при флотации, но можно последний исключить при повышенных пенообразующих свойствах ПАВ, а образовавшиеся агрегаты флотируют. Объем отстойника рассчитывается по времени коагуляции и объему очищаемой воды. После отстойника вода направляется во флотационную приставку, представляющую собой емкость прямоугольного сечения, на дне которой расположены диспергаторы воздуха, набранные из войлочных колец. Съем пены происходит самопроизвольно или с помощью механического пеносъемника. Пенный продукт направляется на извлечение полезных компонентов из воды. Очищенная вода после первой стадии направляется во вторую, куда вводится ПАВ, минеральная взвесь, например тонкодиспергированная апатит-нефелиновая руда, хвосты апатитовой флотации, полученные при переработке апатит-нефелиновой руды, шламы вермикулитовой руды, содержащие большое количество монтморилонита, вермикулитовый концентрат, вермикулитовый концентрат после обжига, шунгизит, цеолит, зола тепловых электростанций и т.д. Затем добавляется неорганический коагулянт и после введения вспенивателя образовавшиеся агрегаты флотируют. При работе через пруды-отстойники вторая стадия может проводиться без флотации.

Для интенсификации процесса может быть использована рециркуляция пенного продукта или осадка как в 1-й, так и во второй стадиях. Расход минеральной взвеси во 2-й стадии составляет 40-500 мг/л.

Сущность предлагаемого способа поясняется следующими примерами.

Пример 1. В очищаемую воду, например в сточные воды предприятий цветной металлургии, содержащие "взвешенных" 32 мг/л, Cu - 5 мг/л, Ni - 3 мг/л, Co - 2 мг/л, вводится известь в количестве 50 мг/л и железный купорос 25 мг/л по железу. Время достижения порога коагуляции равно 1 секунде. После чего добавляются ПАВ, щелочь и вспениватель, и подготовленная таким способом система подвергается флотации. Очищенная вода содержит, мг/л: Fe - 0,32; Cu - 0,3; Ni - 0,42; Co - 0,08. Пенный продукт направляется на гидрометаллургическую переработку. Вода, прошедшая первую стадию очистки, поступает во вторую стадию, в отстойник, куда последовательно вводится тонкодиспергированная апатит-нефелиновая руда - 200 мг/л, железный купорос - 40 мг/л, ПАВ - 100 мг/л. После отстаивания 5 секунд подготовленная таким образом вода подается на флотацию. В очищенной воде после второй стадии очистки содержится, мг/л: "взвешенных" - 24; Fe - 0,4; Cu - 0,014; Ni - 0,019; Co - 0,023.

Пример 2. С очищаемой водой состава по примеру 1 проводят 1-ю стадию очистки аналогично предыдущему опыту. Во вторую стадию вводится тонкодиспергированная апатит-нефелиновая руда в количестве 500 мг/л, железный купорос - 50 мг/л, ПАВ - 100 мг/л. После введения вспенивателя вода направляется на флотацию. Очищенная вода после второй стадии содержала, мг/л: Fe - 0,4; Cu - 0,017; Ni - 0,012; Co - 0,016.

Пример 3. В очищаемую воду состава по примеру 1 вводится железный купорос в количестве 60 мг/л, щелочь - 80 мг/л, ПАВ. Вода направляется в отстойник, где она находится в течение 2-х минут, после чего направляется на флотацию. Вода, прошедшая первую стадию очистки, содержала, мг/л: Fe - 2,94; Cu - 1,14; Ni - 0,506; Co - 0,354, направлялась на 2-ю, куда вводится тонкодиспергированная апатит-нефелиновая руда - 200 мг/л, железный купорос - 80 мг/л, ПАВ - 70 мг/л. После введения вспенивателя проводится флотация. Очищенная вода содержала, мг/л: Fe - 2,94; Cu - 0,069; Ni - 0,054; Co - 0,069.

В таблице представлены данные по очистке сточной воды при разных условиях проведения процесса. Параметры исходной сточной воды, мг/л: Cu - 5; Ni - 3; Co - 2.

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод различных предприятий и может быть использовано для подготовки и извлечения полезных компонентов из них на горнообогатительных, металлургических, химических, пищевых предприятиях, а также для нефтебаз, автохозяйств и т.д. Способ включает две стадии подготовки сточных вод: первая стадия служит для извлечения полезных компонентов выводом большей части их из сточных вод осаждением коагулянтом и флотацией, вторая стадия служит для очистки сточных вод от составляющих до значений ПДК по примесям и осуществляется искусственным введением минеральной взвеси, коагулянта, поверхностно-активного вещества. Нежелательные примеси отделяются флотацией или осаждением. Способ обеспечивает интенсификацию процесса очистки за счет определенной комбинации процессов сгущения, коагуляции и флотации. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ двухстадийной очистки сточных вод, включающий обработку воды коагулянтом, осаждение осадка и его флотацию, отличающийся тем, что первую стадию очистки ведут с использованием извести и гидролизирующейся соли железа или алюминия, ПАВ, а вторая стадия ведется с последовательным вводом тонкодисперсной минеральной взвеси, коагулянта и ПАВ при оптимальных значениях pH. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что минеральную взвесь вводят в количестве 40 - 500 мг/л. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что время отстаивания осадка перед флотацией в первой и второй стадиях составляет 1 - 120 с. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве минеральной взвеси используется любое минеральное вещество с развитой поверхностью, например апатит-нефелиновая руда, вермикулитовая руда, вермикулитовый концентрат после обжига, цеолит, шунгизит, зола тепловых электростанций, любой органический сорбент. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что крупность минеральной взвеси составляет меньше 100 мкм.