Способ флотационной очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ Советский патент 1993 года по МПК C02F1/24 

Изобретение относится к флотационным способам очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ.

Цель изобретения - повышение степени очистки сточных вод от нёионогенных ПАВ.

Поставленная цель достигается тем, что флотационную колонку заполняют гидрофильной насадкой, которая представляет собой кольца Рашига, приготовленные из гидрофильного материала, например стекла или керамики.

Положительный эффект действия насадки обусловлен тремя механизмами.

1. Ориентацией молекул ПАВ.

Эффективность флотационного метода очистки уменьшается по сравнению с теоретической за счет низкой скорости сорбции ПАВ на пузырьке. По своей структуре молекулы ПАВ являются комбинацией гидрофоб ных и гидрофильных частей. Молекулы ПАВ ориентируются гидрофобной стороной к гидрофобной фазе и гидрофильной стороной к гидрофильной фазе. Пузырьки воздуха, проходя через раствор, захватывают те молекулы ПАВ, которые ориентированы к ним гидрофобным концом. При введении насадки молекулы ПАВ вначале будут адсорбироваться на насадке, гидрофильным концом-к насадке, гидрофобным наружу. Таким образом, они заранее сориентируются и вероятность захвата пузырьков воздуха молекулы увеличивается.

2. Вблизи поверхности насадки происходит концентрирование ПАВ за счет адсорбции на твердой поверхности, что повышает сорбцию на пузырьках воздуха.

3. Возможно измельчение на насадке пузырьков воздуха с увеличением поверхности раздела раствор - воздух.

Очистку проводили в стеклянной трубке диаметром 30 мм и длиной 300 мм, заполненной насадкой. Насадка представляет собой отрезки стеклянной трубки диаметром 5 мм и длиной 10-20 мм. В трубку наливают раствор ПАВ ОП-10. Верхняя граница раствора находится на расстоянии 30 мм от верхней границы трубки. Снизу в трубку чеу

Ё

со

Ы VJ Ю

ю

рез фильтрующую воронку подают воздух с помощью микропроцессора АЭН-4. Расход воздуха измеряют с помощью ротаметра. Образующуюся пену, вытекающую через верхний край трубки, собирают. Для сравнения трубку заполняют раствором без насадки. Эксперимент проводят в стационарном и проточном режимах.

Пример1,В стационарном режиме. Концентрацию раствора ОП-10 30 мг/л. Каждые 5-10 мин работы в трубку доливают до метки исходный раствор, измеряя объем. Через 60 мин продувания воздуха измеряют концентрацию ОП-10 в оставшемся растворе и в пене. Введение насадки в 1,5-3 раза повышает концентрацию ПАВ в пене, уменьшая количество пены и на 20% ускоряет процесс.

Полученные данные представлены в табл.1.

П р и м е р 2. В проточном режиме. Раствор подают в верхнюю часть трубки и вы водят через нижний край со скоростью 2 л/ч.. Объем подаваемого воздуха 17,7 л/ч. При концентрации ПАВ 3--10 мг/л степень очистки раствора с применением насадки увеличивается на 48%. При концентрации раствора 1 мг/л без применения насадки раствор не чистится, с насадкой - очистка на 35%.

Полученные результаты представлены в табл.2.

Таким образом, видно что с насадкой степень очистки увеличивается на 35-40%, уменьшается объем пены, появляется возможность работы в непрерывном режиме при скорости движения жидкости.0,5-10 м/ч. Нижний предел скорости определяется размерами аппарата:(чем больше аппарат, тем меньше скорость, так как при большой скорости раствор не будет чистится и при .меньшей скорости на очистку раствора будет затрачиваться очень много времени), Верхний предел скорости определяется временем сорбции ПАВ на пузырьках воздуха (при более высокой скорости движения

раствора время контакта раствора и насадки становится малым и не успевает пройти процесс ресорбции, т.е. молекулы ПАВ не успевают десорбироваться с насадки на воздушные пузырьки).

Установлено, что степень очистки раствора концентрацией 3 мг/л падает с 60% при скорости 10 м/ч. Эта величина принята за максимальную скорость потока в установке. Снижение скорости ведет к повышению степени очистки/однако в этом случае существенно увеличиваются размеры аппаратов.

Предлагаемый способ флотационной очистки сточных вод от ПАВ имеет следующие преимущества:.

повышает эффективность очистки за

счет повышения концентрации ПАВ в пене;

позволяет работать при более низких

концентрациях поверхностно-активных веществ в сточных водах;

позволяет работать в проточном режиме.

Формула.изобретения 1. Способ флотационной очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ, включающий пропускание воздуха через раствор, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки от неио- ногенных поверхностно-активных веществ, флотацию осуществляют в проточном режиме со скоростью движения раствора 0,5-10 м/ч и в присутствии гидрофильной насадки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидрофильного материала насадки используют стекло или керамику.

Использование: флотационная очистка сточных вод от поверхностно-активных веществ (ПАВ). Сущность: флотацию ведут в проточном режиме со скоростью 0,5-10 м/ч в присутствии насадки из гидрофильного материала - стекла или керамики. Способ обеспечивает повышение концентрации ПАВ в пене в 1,5-3 раза, сокращает количество пены и на 20% ускоряет процесс. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Таблица 1

Таблица 2