СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 2004 года по МПК C02F1/52 C02F103/34 C02F103/38 

Изобретение относится к очистке природных и сточных вод от твердых и жидких диспергированных веществ, в частности к разработке способа очистки вод хозяйственно-питьевого назначения, а также слабозагрязненных стоков промплощадок химкомбинатов, где основное производство связано с производством и переработкой полимеров, в основном каучуков и производством резиновых изделий на их основе.

Известен способ очистки сточных вод, содержащих твердую или жидкую диспергированную фазу, который сводится к добавлению в обрабатываемую воду сульфата алюминия (глинозема) (А.К.Запольский, А.А.Баран. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. Ленинград, “Химия”, 1987, с.42 -47). Недостатком этого способа является сравнительно небольшое содержание водно-растворимой части (сульфат алюминия, около 65%) поэтому при использовании этого коагулянта необходимо непрерывно удалять шлам (около 35%) из зоны подготовки реагентов.

Известен способ очистки сточных вод, содержащих твердую или жидкую диспергированную фазу, который сводится к добавлению в обрабатываемую воду гидроксихлорида алюминия (ГОХА) (патент РФ №2083495). Основным недостатком данного способа является высокая стоимость гидроксихлорида алюминия (ГОХА), кроме того из-за узкого интервала рН, при которых он работает эффективно, применение его затруднено.

Целью изобретения является разработка экономически выгодного способа очистки вод, содержащих твердую или жидкую диспергированную фазу, путем использования оптимального соотношения коагулянтов (гидроксихлорида алюминия (ГОХА) и глинозема), которые в предлагаемом соотношении дают значительно больший эффект очистки, чем при использовании каждого компонента по отдельности. Поскольку стоимость коагулянтов зависит от доли содержания в нем алюминия, то при определении оптимального соотношения коагулянтов использовался пересчет на алюминий, т.е. по доле содержания алюминия в веществе или смеси.

Выбранное соотношение смеси ГОХА и сульфата алюминия объясняется различным значением рН очищаемой воды, удешевлением очистки, а также различной устойчивостью диспергированных веществ к действию коагулянтов.

В качестве примера (1) рассмотрим процесс подготовки воды хозяйственно-питьевого назначения. Коагулирование проводится тремя различными коагулянтами: сульфатом алюминия (глиноземом), гидроксихлоридом алюминия (ГОХА), и предлагаемым коагулянтом, состоящим из смеси гидроксихлорида алюминия (ГОХА) и глинозема в весовом соотношении при пересчете на алюминий(1:1), далее СК. Для иллюстрации действия коагулянтов речная вода была искусственно замутнена суспензией каолина до значения мутности 10 мг/дм³, что примерно соответствует мутности речной воды в период проливных дождей и весенних паводков.

Пример 1.

В 15 сосудов емкостью 1,5 дм³ заливают по 1 л речной воды, имеющей следующие показатели качества:

рН 6,8; мутность - 10,0 мг/дм³.

В первые пять сосудов при перемешивании добавляем коагулянт - глинозем в дозах, в пересчете на Аl, от 0,05 мг до 2,0 на 1 дм³ очищаемой воды. Во вторую серию сосудов добавляем коагулянт ГОХА в таких же дозах - 0,05 до 2,0 мг на 1 дм³ очищаемой воды в пересчете на Аl. В третью серию (следующие 5 сосудов) добавляется смешанный коагулянт (СК) в таких же расчетных дозах. После процесса коагуляции и 1,5 часов отстаивания очищенная вода подвергается анализу по ГОСТ 2874-82.

Основным показателем эффективности того или иного реагента в процессе коагуляции является мутность, мг/дм³. Так как коагулянты, выбранные в соответствии с аналогами, и предлагаемый смешанный (СК), содержат в своем составе Аl, наличие которого нормируется СанПиН на питьевую воду (не более 0,5 мг/дм³), то он также является одним из основных критериев эффективности коагулянтов.

Результаты опытов примера 1 приведены в таблице 1.

Как видно из таблицы, для достижения требуемой величины мутности (не более 1,5 мг/дм³) необходимая доля коагулянта СК (смесь глинозема и ГОХА) уменьшается вдвое и составляет 0,05 мг Аl на 1 дм³ по сравнению с глиноземом (1,0 мг Аl на 1 дм³) и ГОХА (1,0 мг Аl на 1 дм³), когда они применяются по отдельности. Остаточное содержание алюминия при этом не превышает требуемой нормы для хозяйственно-питьевой воды. Применение предлагаемой смеси в качестве коагулянта в количестве более 0,5 мг на 1 дм³ в пересчете на Аl неприемлемо из-за возникновения явления стабилизации, вызванной передозировкой коагулянта.

Пример 2.

В этом примере обосновывается применение заявляемого способа для очистки слабозагрязненных химстоков путем использования оптимального соотношения коагулянтов глинозема и гидроксихлорида алюминия (ГОХА). Очищаемая вода (слабозагрязненные химстоки и поверхностный сток с территории промплощадок химкомбинатов) имеет исходное значение мутности 25 мг/дм³.

В три ряда, в каждом из которых по 10 цилиндров емкостью 1,5 дм³, наливаем по 1,0 дм воды технической. В первый ряд цилиндров добавляют раствор глинозема в количествах от 0,5 до 80 мг (в пересчете на Аl) на 1 дм³ очищаемой воды. Во второй и третий ряды соответственно добавляется раствор ГОХА и смешанного коагулянта. По истечении процесса коагуляции испытуемую воду подвергают анализам, результаты которых представлены в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, требуемая мутность (не выше 6,0 мг/дм³) при использовании СК достигается при дозе 20 мг (по Аl) на 1 дм³ очищаемой воды, тогда как при отдельно примененных глиноземе и ГОХА требуемый результат не был достигнут даже при 80,0 мг/дм³ в пересчете на алюминий, т.е. эффект очистки при дозе 20,0 мг/дм³ в пересчете на Аl составляет: 55,2% (глинозем), 58,0% (ГОХА) и 81,2% - смешанный коагулянт (СК). Дальнейшее увеличение дозы смешанного коагулянта не имеет смысла по двум причинам: во первых, начинается процесс стабилизации системы, во-вторых, противоречит поставленной задаче - экономии алюминия.

Из приведенных примеров следует, что использование предложенного способа очистки хозяйственно-питьевых вод и слабозагрязненных химстоков дает значительную экономию алюминия в 2 и более раза в зависимости от состава и степени мутности обрабатываемых вод.

Изобретение относится к реагентным способам очистки природных и сточных вод от твердых и жидких диспергированных веществ в частности к разработке способа очистки водохозяйственно-питьевого назначения, а также слабозагрязненных стоков промплощадок химкомбинатов, где основное производство связано с производством и переработкой полимеров, в основном каучуков и производством резиновых изделий на их основе. Очистка сточных вод от взвешенных веществ включает введение коагулянта, перемешивание и отделение образующегося осадка путем отстоя, причем в качестве коагулянта используют смесь сульфата алюминия (глинозема) и гидроксихлорида алюминия (ГОХА), взятых в массовом соотношении (0,3-0,7):(0,7-0,3) в пересчете на алюминий. Коагулянт вводят в количестве от 0,05 до 0,5 мг Al на 1 дм³ при очистке речной воды и в количестве от 5,0 до 20 мг Al на 1 дм³ при очистке слабо загрязненных промышленных стоков в зависимости от исходной мутности обрабатываемой воды. Способ обеспечивает экономически выгодную технологию за счет сокращения расхода алюминия в 2 раза и более в зависимости от состава и степени мутности обрабатываемых вод. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ очистки сточных вод от взвешенных веществ, включающий введение коагулянта, перемешивание и отделение образующегося осадка путем отстоя, отличающийся тем, что, с целью удешевления процесса и повышения степени очистки, в качестве коагулянта используют смесь сульфата алюминия (глинозема) и гидроксихлорида алюминия (ГОХА), взятых в массовом соотношении (0,3-0,7):(0,7-0,3) в пересчете на алюминий.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что коагулянт вводят в количестве 0,05-0,5 мг Аl на 1 дм³ при очистке речной воды, в зависимости от ее исходной мутности.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что коагулянт вводят в количестве 5,0-20 мг Аl на 1 дм³ при очистке слабо загрязненных промышленных стоков в зависимости от ее исходной мутности.