Способ очистки природных и сточных вод Советский патент 1993 года по МПК C02F1/52 

ел

С

Использование: очистка сточных вод в горно-добывающей, химической промышленности, а также обработка бытовых сточных вод. Сущность изобретения: обрабатываемую воду подают под напором со скоростью 0,1-0,4 м/с в рабочую камеру, заполненную слоем металлической дисперсной загрузки. Под действием напора подаваемой воды частицы дисперсной загрузки образуют псевдоожиженный слой. Концентрация частиц дисперсной загрузки в псевдо- ожиженном слое составляет 600--1500 кг/м . Поток жидкости проходит весь объем камеры, подвергаясь обработке в псевдо- ожиженном слое загрузки, причем время прохождения потока жидкости через слой составляет 10-60 сек. Пройдя камеру, поток жидкости поступает в осадительную емкость, где начинается процесс коагуляции примесных частиц, а затем их осаждение. Время подачи жидкости из рабочей камеры в осадительную емкость не должно превышать 35 мин. Степень очистки воды при использовании способа 95,72-99,9%. 1 ил., 6 табл.

Изобретение относится к способам очистки жидкостей от взвешенных частиц путем их коагуляции и осаждения и может найти применение в горнодобывающей, химической промышленности, а также при обработке бытовых сточных вод.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса и увеличение степени очистки обрабатываемых жидкостей.

На чертеже представлена общая схема технологического процесса.

Подлежащая очистке многофазная жидкость подается в накопительный резервуар 1, откуда по трубопроводу 2 с помощью насоса 3 (или самотеком при наличии достаточного геодезического перепада высот) подается под напором в рабочую камеру 4, частично заполненную мелкими металлическими частицами - дисперсной загрузкой 5.

При этом скорость движения обрабатываемой жидкости в рабочей камере от дна до поверхности поддерживается в пределах 0,1-0,4 м/с. Под действием напора подаваемой жидкости частицы дисперсной загрузки всплывают и заполняют вместе с жидкостью весь объем рабочей камеры 4. Совместное действие струй жидкости и сил тяжести приводит частицы загрузки в вихревое колебательное движение с образованием псевдоожиженного слоя. Концентрация частиц металлической дисперсной загрузки в псевдоожиженном слое поддерживается в пределах 600-1500 кг/м1. В результате трения металлических частиц загрузки с частицами воды и частицами взвешенных примесей возникает трибоэлектрический эффект, приводящий к интенсивной электризации примесных частиц. Процесс элек00

g

4 СЛ

GJ

ризации примесных частиц начинается у дна рабочей камеры и продолжается во время движения потока жидкости снизу вверх до конца рабочей камеры, однако процесс коагуляции примесей не развивается из-за высокой турбулентности потока.

Время движения обрабатываемой жидкости от дна камеры 4 до ее верхнего края, т.е. время обработки многофазной жидкости в псевдоожиженном слое, составляет 10-60 с. Пройдя весь объем рабочей камеры 4, поток жидкости достигает сливного отверстия 6 и по трубопроводу 7 поступает в осадител ьную емкость 8, где во время отстоя жидкости начинается процесс коагуля- ции примесных частиц и их осаждение на дно емкости 8. При этом время прохождения обработанной жидкости из рабочей камеры 4 в осадительную емкость 8 составляет 0,1-35 мин.,т.к. за этот промежу- ток времени процесс активной коагуляции примесных частиц еще не начинается. Регулирование подачи многофазной жидкости на обработку, а также слива осветленной воды и сгущенного осадка осуществляется с помощью запорно-регулирующей арматуры 9,10и11.

Проведение процесса очистки жидкостей в виде двух этапов - прохождения через псевдоожиженный слой металлической загрузки и коагуляции с последующим осаждением в другом объеме - позволяет избежать коагуляции примесных частиц на частицах дисперсной загрузки и, следовательно, повысить эффективность обработки жидкости в псевдоожиженном слое. Кроме того, использование высоких скоростей перемещения жидкости и создаваемых ею колебаний частиц металлической загрузки, а также выбранный интервал времени обра- ботки значительно повышают степень очистки многофазных жидкостей.

Пример 1. Очистке подвергалась вода шахтного водоотлива на промышленной установке с производительностью 600-800 м3/час, смонтированной на шахте Распад- ская. Водоотлив шахты представлял собой водо-угольную суспензию с соотношением твердого к жидкому 1:500 с крупностью частиц твердой фазы 25-2 104 мкм. Суспен- зия на обработку подавалась насосом под давлением 1,5 эти. Рабочая камера заполнялась металлической стружкой (Ст.З d 8-10 мм), предварительно промытой для снятия масляных пленок. Высота загрузки камеры стружкой варьировалась и обеспечивала ос- редненную по высоте камеры концентрацию металлических частиц дисперсной загрузки в псевдоожиженном слое соответственно: Ci 600 кг/м3; Cz 1200 кг/м3; Сз

о

1500 кг/м Время обработки жидкости и скорость ее прохождения через рабочую камеру также варьировались и соответственно составили: Vi 0,4 м/с, И 15 с; V2 0,2 м/с, ta 30 с; Va 0,1 м/с, ta 60 с. Обработанная суспензия после прохождения рабочей камеры подавалась по трубопроводу в осадительную емкость. Время начала активной коагуляции составило 25 мин после поступления суспензии в емкость.

Пример 2. Очистке подвергалась природная вода из реки Томь. Вода привозилась в необходимом количестве и обраба- тывалась на стендовой установке производительностью до 6 м /ч. Рабочая камера стендовой установки также заполнялась металлической стружкой, осредненная концентрация которой в псевдоожиженном слое.хоставляла соответственно: Ci 600 кг/м; С2 1200 кг/м3; Сз 1500 кг/м3 Режимы обработки варьировались так же, как и в примере Мг 1 Vi 0,4 м/с. ti 15 с; V2 0,2 м/с, т2 30 с; Уз 0,1 м/с, ts 60 с. Время активной коагуляции примесей составило 30-33 мин после момента поступления обработанной жидкости в осадительную емкость.

Пример 3. Очистке подвергалась сточная вода хозяйственно-бытовых очистных сооружений г. Новокузнецка, которая привозилась к месту обработки в необходимом количестве и обрабатывалась на той же стендовой установке, что и в примере 2. Режимы обработки те же. Время активной коагуляции обработанной воды после поступления в осадительную емкость составило 24-27 мин.

Из результатов испытаний описываемого способа очистки природных и сточных вод очевидно, что повышение эффективности процесса очистки и увеличение степени очистки происходит при росте концентрации металлической дисперсной загрузки в псевдоожиженном слое, увеличении времени обработки в псевдоожиженном слое и уменьшении скорости прохождения обрабатываемой жидкости через псевдоожиженный слой.

Формула изобретения

Способ очистки природных и сточных вод, включающий их обработку.в псевдоожиженном слое дисперсной загрузки с последующим осаждением скоагулированных частиц, отличающийся тем что, с целью повышения эффективности процесса и увеличения степени очистки, обработку ведут в псевдоожиженном слое дисперсной металлической загрузки при ее концентрации 600- 1500 кг/м , который создают путем подачи

воды под избыточным давлением в нижний слой загрузки со скоростью 0,1-0,4 м/с, при этом время прохождения воды через слой загрузки составляет 10-60 с, после чего в

Влияние режима обработки

Примечание, При t 10 С, концентрации загрузки С 1200 кг/м .

Влияние концентрации дисперсной загрузки

Примечание. При , ,2 м/с, с;

Влияние режима обработки

пк.и. /о

Примечание. При , концентрации загрузки С,1200 кг/м3

Влияние концентрации дисперсной загрузки

.

Примечание, При , ,2 м/с, с.

отдельной емкости проводят осаждение скоагулированных частиц, причем время подачи обработанной в слое загрузки воды в емкость составляет 0,1-35 мин.

Т а б л и ц а 1

Таблица2

Сз-150бкг/мГ

0.00(1) 99,9(9)

ТаблицаЗ

Таблица4

Влияние режима обработки

При м е ч а н и е. npnt° 12°C, концентрации загрузки кг/м3.

Влияние концентрации дисперсной загрузки

Примечание. При , ,2 м/с, с.

Та б л и цаб

Таблица

Сз 1500кг/м3 025 99,87