Способ обезвреживания сточных вод, содержащих органические вещества Советский патент 1992 года по МПК C02F11/18 B01D37/00 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды от загрязнений и может быть использовано для обезвреживания токсичных сточных вод, в частности, хлорорганического стока, в химическбЙ и других отраслях промышленности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предложенному способу является способ термического обезвреживания сточных вод.

Сущность способа заключается в распылении сточных вод в топочные газы с температурой 900-1100°С. Вода при этом полностью испаряется, органические примеси сгорают с образованием газовых продуктов, а минеральные вещества образуют твердые и или расплавленные частицы, которые затем улавливаются.

Однако, указанный способ сжигания сточных вод не применим для обезвреживания химического стока, содержащего хло- ро р анические вещества, из-за слишком больших затраттоплива на испарение воды, поскольку химический сток содержит всего 0,5-1,0 мас,% твердых примесей, а общее количество стока при работе предприятия достигает 10-30 тыс.м3/сут.

Цель изобретения - сокращение энерг е- тических затрат за счет сгущения химического стока перед стадией огневого обезвреживания.

Поставленная цель достигается тем, что химический сток фильтруют в динамическом режиме на гибких трубчатнх элементах с подвижной структурой, на внутреннюю поверхность которых наносят динамическую мембрану из частиц твердой фазы химического стока, сток сгущают до содержание

Ч со

О

СА О

0

твердой фазы 35-50 мас.%, сгущенный осадок подвергают огневому обезвреживанию с получением малотоксичного твердого продукта.

Динамический режим фильтрования протекает в тонком слое, толщина которого на 2-3 порядка ниже, чем толщина слоя на перегородке при стационарном режиме фильтрования с образованием осадка. Поэтому, производительность процесса мало зависит от удельного сопротивле нияГосадка и динамический режим наиболее подходит для эффективного разделения труднофильтруемых суспензий,

В способе использования пористые гибкие трубчатые элементы с подвижной структурой, Такие элементы легко поддаются регенерации и поэтому наиболее подходят для фильтрования суспензий, содержащих липкие илистые взвеси с высокими адгезионными свойствами. Регенерацию элементов производят путем периодического резкого изменения рабочего давления. При этом, элементы схлопываются Vi сбрасывают осадок со своей поверхности.

Выбор в качестве фильтрующего слоя динамической мембраны из частиц дисперсной фазы химического стока обусловлен с одной стороны тем, что она обеспечивает высокое качество фильтрата, поскольку обладает практически 100%-ной задерживающей способностью, а с другой - сохраняет высокую проницаемость благодаря тонкому слою и периодическому обновлению при регенерации.

Выбор диапазона концентраций твердой фазы в сгущенном осадке от 35 до 50 мас.% обусловлен следующим. При концентрации менее 35 мас.% возрастает содержание жидкой фазы в сгущенном осадке и соответственно увеличиваются энергозатраты на ее испарение при огневом обезвреживании. Увеличение концентрации Ёыше 50 мас.% недопустимо, поскольку при этом наступает предел текучести сгущенного осадка и он теряет транспортабельность по трубопроводам.

Огневой способ обезвреживания химического стока наиболее целесообразен, поскольку позволяет практически полностью разрушить все токсичные хлорорганические примеси, После огневого обезвреживания ХПК стока уменьшается на 2-4 порядка и образующийся нетоксичный твердый продукт может найти применение в народном хозяйстве, например, в строительной промышленности.

Пример 1. Динамическому фильтрованию подвергают химический сток от производства хлорорганических соединений.

Сток фильтруют на опытно-промышленном модуль поверхностью 4,8 м2 с гибкими трубчатыми фильтрующими элементами, изготовленными из лавсановой фильтровальной ткани ТЛФ-5. Сток под давлением 0,3- 0,5 МПа подают на вход фильтра, он поступает внутрь и движется вдоль фильтрующих элементов, сгущается и в сгущенном виде выводится из противоположного конца

0 фильтра. Для увеличения степени концент- рирования осадка до предела текучести динамическое фильтрование ведут в режиме рециркуляции сгущенного осадка и с выводом очищенного стока.

5 Осадок сгущают до содержания твердой фазы 30 мас.%. Сгущенный осадок подвергают огневому обезвреживанию при температуре 900-1100°С в окислительной воздушной среде. Токсичность полученного

0 твердого продукта характеризуют величиной ХПК (химическое поглощение кислорода), Анализу на ХПК подвергают также исходный сгущенный осадок.

Полученные экспериментальные дан5 ные приведены в табл. 1.

Примеры 2-5. Динамическое фильтрование хлорорганического стока проводят аналогично примеру 1, но содержание твердой фазы в сгущенном осадке изменя0 ют в диапазоне 35-55 мас.%.

Полученные опытные данные приведены в табл.1.

Из таблицы видно, что в заявляемом диапазоне концентраций твердой фазы в

5 сгущенном осадке динамическое фильтрование химического стока и последующее огневое обезвреживание сгущенного осадка обеспечивает получение малотоксичного твердого продукта. Степень обезврежива0 ния химического стока по предложенному способу составляет 99,8-99,9%.

Пример 6. Динамическое фильтрование сточных вод, содержащих хлорорганические вещества, ведут на опытно-про5 мышленном модуле поверхностью 4,8 м с гибкими трубчатыми фильтрующими элементами, изготовленными из лавсановой фильтровальной ткани ТЛФ-5 аналогично примеру 1. Сток фильтруют под давлением

0 0,3 МПа. В результате получают сгущенный осадок с концентрацией твердой фазы 35 мас.%, который подвергают огневому обезвреживанию при 900°С.

Полученные результаты приведены в

5 табл. 2,

Пример 7. Проводят динамическое фильтрование хлорорганического стока аналогично примеру б, но фильтрование ведут под давлением 0,5 МПа. В результате получают сгущенный осадок с концентрацией твердой фазы 50 мас.%, который подвергают огневому обезвреживанию при 1100°С.

Полученные результаты приведены в табл. 2.

Из таблицы видно, что в диапазоне давлений 0,3-0,5 МПа при динамическом фильтровании стока через фильтрующие элементы из ткани ТЛФ-5 содержание твердой фазы в сгущенном осадке составляет от 35 до 50 мас.%. При этом, чем выше давление, тем выше концентрация твердой фазы в осадке.

В диапазоне концентраций твердой фазы 35-50 мас.% сгущенный осадок сохраня- ет подвижную структуру, что позволяет распылять его.в печах огневого обезвреживания с помощью форсунок. Последнее резко интенсифицирует процесс прокаливания осадка.

В диапазоне температур 900-1100°С достигается высокая степень обезвреживания сгущенного осадка, равная 99,8-99,9%. При этом, как видно из примеров 6 и 7, чем более концентрированный по твердой фазе осадок, тем выше должна быть температура прокаливаниями наоборот. Так, при содержании твердой фазы в осадке 35 мае. % температура может быть снижена до 900°С, а

для более концентрированного осадка с содержанием твердой фазы 50 мас.% она должна быть повышена до 1100°С,

Таким образом, способ является экологически чистым поскольку позволяет пол- учать нетоксичные прокаленные осадки, что позволяет использовать их в народном хозяйстве, например, в качестве добавки к строительным материалам.

Способ обеспечивает переработку хи- мичзского стока с получением очищенного фильтрата, содержащего не более 50 мг/л взвешенных частиц, что соответствует требованиям его биологической очистки.

Формула изобретения Способ обезвреживания сточных вод, содержащих органические вещества, включающий термическую обработку при 900- 1100°С, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергетических затрат при обезвреживании сточных вод, содержащих хлорорганические вещества, сточные воды предварительно фильтруют в динамическом режиме под давлением 0,3-0,5 МПа и на термическую обработку подают сгущенный осадок с содержанием твердой фазы 35-50 мас.%.

Использование: очистка хлорорганиче- ского стока. Сущность изобретения: сточные воды предварительно фильтруют в динамическом режиме под давлением 0,3-0,5 МПа и образующийся сгущенный осадок с содержанием твердой фазы 35-50 мас.% подают на огневое обезвреживание при 900-1100°С. Способ обеспечивает сокращение энергети- ческих затрат и получение очищенного фильтрата, содержащего не более 50 мг/л взвешенных веществ, и нетоксичного прокаленного осадка, который может быть использован в качестве добавки к строительным материалам. 2 табл.

Таблица 1