Способ очистки сточных вод Советский патент 1979 года по МПК C02F1/46 C02F1/463 C02F1/46 C02F101/30 C02F101/32 

Изобретение относится к электрохимическим способам очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ белков растительного происхождения и т.д. Известен способ очистки сточных йод, содержащих жиры и протеины, включающий введение в сточные воды лигносульфонатного адсорбента, модифицированного углеродными частицами, и электролитическую обработку 1. Недостатком способа является длительное время обработки сточных вод. Известен также способ очистки сто ных вод от поверхностно-активных веществ путем предварительной обработки сточных вод окисью кальция до рН 11-11,5 с последующей электрокоагуляцией с применением анода из алюминия при плотности тока 0,015-0,3 А/с при напряжении ЗВ в течение 20-30 мин. 2. Недостатком известного способа яв ляется высокий расход электроэнергии и материала анода. С целью устранения указанного недостатка предложен способ очистки сточных вод от ПАВ, белков раститель ного происхождения и т.п. путем обра ботки капьцийсодержащим соединением с последующей электрокоагуляцией с алюминиевым анодом, в качестве кальцийсодержащего соединения используют карбонат кальция, перед электрокоагуляцией дополнительно проводят электролиз с нерастворилими электродами при Напряженности электрического поля 2-4 В/см а ;течёниё 2-3 мин и обработку карбонатом кашьция ведут одновременно с электролизом и электрокоагуляцию ведут при плотности тока 0,005-0,007 А/см S-1 мин. При таком способе обрабатываемая вода на стадии электролиза с нерастворимыми электродами нейтрализуется за счет реакции. iC карбонат-ионами, а переходящие в раствор ионы кальция из-за низкого значения рН не гидролизуются и способны в электрическом поле реагировать с кислотными группами белков и ПАВ с образованием нерастворимых соединений. С другой стороны, поляризация алкильных и белковых цепочек приводит к слипанию нерастворимых соединений кальция за счет их дипольного взаимодействия. Выделяющиеся в процессе нейтрализации и электролиза пузырьки газов подхватывают образовавшиеся агрегаты и флотируют их ic поверхности обрабатываемой жидкости, откуда последние могут быть удалены одним из известных способов. Кроме того, природный карбонат кальция, например мел, всегда содержит трудно растворимые примеси, кот-орые образую взвесь, обладают адсорбционной спосо костью и служат центрами коагуляции при электрохимической очистке. При электрокоагуляции благодаря тому, что большая часть загрязнител связана ионами кальция- в нерастворимые соединения и среда нейтральная, требуется меньший расход металла растворимых электродов и меньше зат раты электроэнергии. Кроме того, вода после очистки имеет нейтральную реакцию (рН 7,0) и не,требует дальнейшей реагентной обработки.. Способ осуществляют следующим об разом. Первую секцию электролизера с электродами в виде двух графитовых пластин, расположенных вдоль боковых стенок на расстоянии 200 мм одна от другой, заполняют до половины мелом с размерами кусков 10-15 мм и через патрубки, расположенные в днище секции, подают сточную воду со значением рН 4,5-5 и содержанием белков растительного происхождения 800 мг/л. .Одновременно с обработкой СаСО воду подвергают воздействию электрического поля напряженностью 2-4 В/см 2-3 мин, доводя рН среды до 6,5-7, а затем направляют во вторую секцию, снабженную растворилими электродами, находящимися на расстоянии 15 мм друг от друга. Материал электродов алюминий, плотность тока во второй секции 0,005-0,007 А/см , время пребывания воды во второй секции 5-7 мин. Результаты очистки известными способами приведены в табл. 1. / , Таблица 1

Цвет

Запах

Содержание белка,г/л

Эффект очистки, %

РН

Расход алюминия,г/м

Время обработки,мин

Расход электроэнерги

КВТ-Ч М:

На графике представлена зависимость периода коагуляций -Г от плотности тока 1. Как видно из графика, участок m является диапазойомоптимальных значений плотности тока, так как при меньших значениях длотнрсти тока Г резко увеличивается, а при по-вышении плотности тока выше оптимальной снижение S происходит очень медленно и на незначительную величин.у;в. то же время расход электроэнергии с

2,6

1,8

3,8

повышением плотности тока увеличизается.

Таким образом, очевидно, что оптимальные значения плотности ток дпя предлагаемого способа лежат в интервале ши равны 0,005-0,007 А/см.

Для доказательства оптимальности параметров предлагаемого способа были проведены исследования, результаты которых приведены в табл. 2.

20,0

Эффект очистки cL (%) рассчитывается по формуле

0-lt),

где CQ- концентрация загрязнителя в исходной воде;

С - концентрация в момент времени обработки сточной воды при напряжении электрического поля Е.

Первые три колонки таблицы характеризуют электролиз с нерастворимыми злектродс1ми, остальные колонки относятся к способу в целом, включая и электрокоагуляцию.

Таблица 2

3,8

106,6

Из приведенного видно, что процесс очистки при электролизе с нерастворимлми электродами стабилизируется при . Дальнейшее увеличение напряженности электрического поля Е и времени обработки не приводит к заметному улучшению показателя роста расхода электроэнергии.

Оптимальные параметры по расходу аллюминия и электроэнергии лежат в интервале: для Е 2-4 В/см, для -t 2-3 мин.

В колонке 6 приведены средние значения для расхода электроэнергии v ; в колонке 7 те же значения при опти: // -L.. ( мапьных параметрггх Е и t , среднее арифметическое из этих трех значений составит величину 1,7 квт-ч/м. С учетом 95%-ного уровня значимости каждого результата берем значение для общего расхода электроэнергии 1,7 + + 5% 1,8 КВТ ч/м. Диапазон параметров, в котором предлагаеьый способ эффективнее прототипа составляет по Е2-5 В/см, по t 2-5 мин. Значение рН выбрано-близким к нейт ральной реакции, т.е. 6,5-7, Предлагаелый способ позволяет очитать сточные водал, загрязненные ПАВ, белками растительного происхождения и сопутствующими компонентами,например хлорогеновой кислотой, снижая их содержание на 93-99%, при этом достигается существенная экономия металла- в 2,6-3 раза и электроэнергии - в 1,5 раза, что актуально в настоящее время для многих производств.

в,аг o.oot gfloe ofoe 0,10 Ллотнасть matro i, A/en 80 Формула изобретения Способ очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ путем обработки кальцийсодержащим соединением с последуЬщей элёктрокоагуляцией с алюминиевым анодом, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода электроэнергии и материала анода, в качестве кальцийсодержащего соединения используют карбонат .кальция, перед электрокоагуляцией дополнительно проводят электролиз с нерастворимыми электродами при напряженности электрического поля 2-4 В/см в течение 2-3 мин и обработку карбонатом кальция ведут одновременно с электролизом и электрокоагуляцию ведут при плотности тока 0,005-0,007 А/см 5-7 мин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство №524776, кл. С 02 С 5/12, 31.07.74. 2.Авторское свидетельство 399462, кл. С 02 С 5/12, 09.1Г.71.