Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов Советский патент 1989 года по МПК C02F1/52 C02F1/24 C02F1/463 C02F1/64 C02F1/52 C02F101/20 C02F1/64 C02F101/20 C02F1/463 C02F101/20 C02F1/24 C02F101/20 C02F103/02 C02F103/16 

Изобретение относится к технологии очистю вод коагуляцией и флотацией и может быть использовано для очистки природных вод на хозбытовые нужды удаленных малонаселенных мест, а также для ОЧИСТ1Ш промышленных сточньос вод и сточных вод судов речного и морского флота о

Цель 1зобретения - повьшение степени очистки воды, снижение влажности образующегося осадка и упрощение способа. ,,,

Для осуществления способа обрабатываемую жидкость, например сточные воды гальванических производств, подают по трубопроводу под избыточным давлением в отстойнико При этом всю воду или часть (5-10% от всего расхода) подают по циркуляционному трубопро воду, соединяющему напорный трубопровод и всасьшающий патрубок насоса, на трассе которого установлен электрокоагулятор и эжектор для подсоса воздуха, причем целесообразно применять двухэлектродный дисковый электрокоагулятор (ЭК) с межэлектродным зазором не более 0,5 мм, что позволяет создать необходимую скорость воды в межэлектродном пространстве при ее небольщом расходе. Подсос воздуха через эжектор

to

составляет 0,8-1,0% от количества перекачиваемой жидкости.

Поступающие из циркуляционного трубопровода с жидкостью воздух, коагу- /1ЯНТ и электролитические газы диспергируются и равномерно перемешиваются, что способствует быстрому растворению воздуха и газов в жидкости, подаваемой по трубопроводу под давлением в отстойник. Давление при этом насос создает от 1,1 до 2,5 кгс/см и выше в зависимости от условий последующей обработки осветленной жидкости.

Далее жидкость, насьщ1енная гидрок- сидами железа, являющимися коагулянтом, и растворенными в ней под давлением газами, поступает в центральную трубку вертикального отстойника, где происходит интенсивное хлопьеобразо- вание гидроксидов двух- и трехвалентного железа. Первоначально идет обра- .зование хлопьев гидроксидов двухва- лентного железа, а затем трехвалентного, которые образуются за счет его продолжительного контакта с растворенным равномерно во всем объеме осветляемой жидкости газообразным кислородом с

Отстаивание жидкости с растворенны ми под избыточным давлением газами исключает фпотацию и за счет продолжительного контакта этих газов с растворенными загрязнениями обеспечивает более полную очистку, В результате значительно повышается эффективность осветления жидкости.

В связи с тем, что хлопьеобразова- ние происходит в объеме воды, в которой равномерно растворены газы, то они также в растворенном виде внедряются непосредственно в структуру хлопьев коагулянта, выпадающего в осадок Поэтому накопленный в отстойнике осадок отводится непосредственно во фло- тационный илоуплотнитель, где он уплотняется за счет выделяющихся из него в результате сброса давления газов.

Выпадение хлопьев коагулянта прн удалении избыточных газов до момента хлопьеобразования, при электрокоагуляции или введении коагулянтов, например, хлорного железа, происходит через 25-30 сек после введения коагулянта.

При исследовании временн пребывания сточной жидкости в ЭК установлено, что при 30 с с последующим вьшо

Q

Q

5

5

дом избыточных электролитических га- зов из корпуса ЭК достигается положительный эффект, а при 32 с эффект хуже, чем в известном способе (табл. 1).

При уменьшении времени начала отвода газов с момента их ввода до 23 с, снижается эффект очистки от железа (опыты I и 5). При этом повьпиается влажность осадка по сравнению с известным способом. Объясняется это тем, что большая часть газов еще не растворена и легко отводится. В результате сточная жидкость и соответственно осадок насьш аются газами недостаточно для полного окисления железа и для эффективного уплотнения осадка.

Эффективность предлагаемого способа зависит не только от времени пребывания сточной жидкости в ЭК, но и от времени начала отвода газов с мо- мента их ввода. Причем необходимо пользоваться вторым условием, выполнение которого обеспечивает более высокую эффективность как по степени очистки, так и по степени уплотнения. Обуславливается это тем, что время начала отвода газов с момента их ввода также ограничивает время пребывания сточной жидкости в электрокоагуляторе, так как невозможно начать отводить из нее избыточные газы пока она находится в межэлектродной пространстве ЭК. Кроме того, диапазон времени пребывания сточной жидкости в межэлектродном пространстве ЭК очень широк (0,1-30 с), поэтому, если отводить избыточные газы сразу, как только сточная жидкость прошла ЭК, при ее малом времени пребывания в нем, снижается эффект очистки и повышается влажность осадка.

Сокращение расхода воздуха менее 0,8% снижает эффект очистки из-за неполного окисления двухвалентного железа, увеличение до 1,2% не повышает эффект очистки от железа, а дальнейшее увеличение снижает эффект очистки за счет перенасыцения СВ газами.

Установлено, что предварительное введение коагулянта, а затем последующее насыщение жидкости воздухом способствует более быстрому образованию гидроксйдов и их с пузырьками воздуха (газа), но не позволяет полностью удалить избыточные га515

зы, что существенно нарушает процесс отстанвания под избыточным давлением Введение коагулянта после насьпцения жидкости газами перед отстаиванием под избыточным давлением также нарушает процесс отстаивания

Если в насыщенную газом сточную жидкость вводят коагулянт, то часть газа при этом вьщеляется в виде пу- зырьков, слипающихся с образую1цимися гцдроксидами, которые при поступлении в отстойник не выпадают в осадок„

Таким образом, оптимальным приемом введения коагулянта и газов в предла- гаемом способе является их одновременный ввод в обрабатываемую сточную жидкость Этот прием одинаково относится как к электрокоагуляции (при злектрокоагуляции в жидкость одновре- менно вводят газы и коагулянт), так и к коагулированию солями железа (II), при одновременном вводе воздуха (газов), только при злектрокоагуляции дополнительно вводят воздух в коли- честве 0,8-1,0% от объема обрабатываемой жидкости, для полного окисления железа (II).

Независимо от того, какой из двух вариантов коагуляции по предлагаемому способу осуществляется, его зффектив- ность достигается за счет совокупности новых приемов, обеспечивающих процесс отстаивания, что, в свою очередь обеспечивает повышение эффекта очист- ки за счет более длительного пребывания растворенных газов в объеме обрабатываемой жидкости и, кроме того, исключаются операции по барботирова- нию и затраты на дополнительное фпо- тационное уплотнение осадка.

Пример, Очистке подвергают промьтную сточную воду гальванического цеха с величной рН, равной 7,2, и концентрацией ионов шестивалентного хрома, цинка и меди (мг/л) соответственно 20, 28 и 22.

Осуществляют два опыта (1 и 2) с применением предлагаемого способа и один опыт (3) с применением известно- го способа.

I

Опыт 1. Обрабатываемую сточную воду отбирают из усреднителя насосом и

под давлением 230 кПа подают в элект-, рокоагулятор со стальным анодом, в котором она насыщается ионами железа (II) в количестве 100 мг/л. Одновременно в сточную воду вводят воздух

1

0

5 0 5

0 с 0

5

0

5

726

в количестве 1,0% от расхода СТОЧНЬЕХ вод.

Из электрокоагулятора сточную воду по трубопроводу под давлением подают в отстойник. Перед поступлением в отстойник через 28 с с момента ввода в сточную воду электролитических газов и воздуха из нее отводятся нераство- рившнеся газы. Затем сточную воду отстаивают под избыточным давлением, после чего выпавший обсадок отводят из отстойника в емкость, где он подвергается флотационному уплотнению за счет вьщелившихся из него газов.

Опыт 2. Обрабатъшаемую сточную воду отбирают насосом и под давлением 230 кПа подают в отстойник. С помощью эжектора, установленного на трубопроводе соединяющим напорный и всасывающий патрубки, в сточную воду вводят воздух в количестве 5% от расхода сточных вод и раствор хлорного железа (II) с величиной рН. равной 6,8, и содержащего ионы № и ft(OH). Количество раствора хлорного железа вводят в сточную воду из расчета 100 мг/л ионов железа (II). При этом часть железа (II) (6А мг/л) окисляется хромом (VI). Перед поступлением в отстойник сточной воды, через 28 с с момента ввода в нее воздуха нерастворившуюся его часть отводят. Затем сточную воду отстаивают под избыточным давлением, после чего скопившийся осадок отводят в емкость, где он подвергается флотационному уплотнению за счет вьщелившегося из него в результате сброса давления воздуха.

Опыт 3. В обрабатываемую сточную воду вводят раствор хлорного железа (II) с величиной рИ, равной 6,8, и содержащего ионы Ее и fe(OH)2. Количество хлорного железа вводят в сточную воду из расчета 100 мг/л ионов железа (II). Затем сточную воду аэрируют барботажем до полного перевода железа (11)в железо (III), часть которого (64 мг/л) окисляется хромом (VI) Продолжительность аэрации 4 мин. После этого сточную воду под давлением 230 кПа подают в отстойник, где ее отстаивают, а затем вьпавший осадок отводят в емкость, где он подвергается дополнительно гравитационному уплотнению.

Результаты опытов табл. 2.

приведены в

Как видно из полученных данных положительный эффект достигается как с применением коагуляции коагулянтом, так и с применением электрокоагуляции. Обуславливается это тем, что эффективность предлагаемого способа зависит не от вида коагуляции, а от одновременности ввода в сточную воду жидкости коагулянта и газов при свое- временном удалении нерастворившихся газов через 25-30 с после ввода Это обеспечивает повьпиение эффективности очистки сточной жидкости, а также исключение операции по барботированию и затрат.на флотационное уплотнение осадка, причем образуется осадок меньшей влажности.

Формула изобретения

1„ Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов, включающий подачу воды под избыточным давлением в отстойник, обработку коагулянтом - лями железа, отстаивание жидкости под избыточным давлением с последующим отделением образующегося осадка флотацией, отличающийся тем, что, с целью повьшения степени очистки воды, снижения влажности осадка и упрощения способа, обработку коагулянтом проводят с одновременным введением газов под избыточным давлением и отводом через 25-30 с нераст- ворившихся газов.

2.Способ по п.), отличающийся тем, что обработку коагулянтом и насыцение воды газами проводят, подвергая ее электролизу в двух- электродном дисковом электрокоагуляторе .

3.Способ по пп. и 2, о т л и -- чающийся тем, что обрабатываемую в электрокоагуляторе воду насьпца- ют воздухом в кoл г Iecтвi; 0,8-1% от расхода волы.

т а в л и ц .1 1

Изобретение относится к технологии очистки воды коагуляцией и флотацией и может быть использовано для очистки природных вод на хозбытовые нужды удаленных малонаселенных мест, а также для очистки промышленных сточных вод, например, гальванического производства и сточных вод судов речного и морского флота. Целью изобретения является повышение степени очистки, уменьшение влажности флотируемого осадка, а также упрощение способа. Для осуществления способа подаваемую в отстойник сточную воду под избыточным давлением одновременно с введением коагулянта - солей железа - насыщают газами под избыточным давлением с последующим отводом через 25-30 с нерастворившихся газов. Обработку коагулянтом и насыщение воды газами можно проводить, подвергая воду электролизу в двухэлектродном дисковом электрокоагуляторе, причем воду дополнительно насыщают воздухом в количестве 0,8 - 1% от расхода воды. Способ позволяет повысить эффективность очистки на 5 - 8% и получить осадок с влажностью 91,6-92% (по прототипу 99,4%), что исключает в предлагаемом способе дополнительные операции по уплотнению осадка. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.