Способ обесцвечивания сточных вод Советский патент 1980 года по МПК C02F1/78 C02F1/78 C02F101/30 C02F103/14 

(54) СПОСОБ ОБЕСЦВЕЧИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД

I

Изобретение относится к очистке и обесцвечиванию сточных вод, преимущественно, содержащих красители.

Известен способ обесцвечивания водных растворов красителей с помощью озонирования П.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обесцвечивания вод, содержащих органические вещества, с помощью озоно-воздушной смеси при повыще1шых рН и температуре 5-40°С 2

Недостатком известного способа является низкая производительность установок при относительно высоком расходе озона за счет частичного разложения его в щелочной среде. С цепью повыщения степени использования озона контактирование озоно-воздушной смеси с водой осуществляют в пенном режиме с обесцвечиванием воды на 40-60% и последующей нейтрализацией щелочью образовавщихся соединений.

При озонировании нейтральных сточных вод .содержащих красители, в процессе их обесдае1чиванкя уменьщается величина рН. Понижение

|рН раствора сопровождается уменьшением скоjpocTH обесцвечивания растворов. Создание в исходных растворах щелочной среды, обесцвечивающей нейтрализацию образующихся в процессе озонирования кислотных продуктов, нецелесообразно, так как при зтом увеличивается удельный расход озона. Увеличение удельного расхода озона в этом случае объясняется тем, что в растворах, имеющих рН выще 7 скорость распада озона в воде резко увеличивается. Так, скорость распада озона при рН 9,65 более, чем в 6 раз выше соответствующей скорости при рН раствора, равного 7, 6. Значительное образование кислых продуктов наблюдается только при достижении степени обесцвечивания

5 вод, равной 40-60%. Поэтому ДЛЯ ускорения процесса обесцвечивания при сокращении постоянным удельного расхода озонацелесообразно подавать щелочь в сточные воды после их обесцвечивания на 40-60%.

0

Для обеспечения з1ффективного действия озона на воду необходимо интенсивное перемешивание.

С другой стороны, концентрация растворен- ого в воде озона может быть повышена за чет увеличения объема газа, подаваемого на диницу объема воды. Последнее иШётосоеййо важное значение при озошгровании про№fflrfeSMf koHiit нителей в которых значительно выше, чем в природных водах. Вместе с тем, возможности обеспечения эффективного контактирования газа и жидкости при барботировании газа в толщину жидкости ограничены. Так, отношение объема газовой смеси к объему обрабатываемой воды в промышленных контактных камерах барботажного типа обычно не превышает 1.

При осуществлении озонирования сточных вод в пенном режиме поверхность контактированш гетерогенных фаз значительно выше, чем при барботаже газа в жидкость. Соотношение объемов газового потока и жидкости при озонировании в пенном слое не менее 10, что позволяет организовать многократный газа с жидкостью при соблюдении их противоточного движения. Поэтому целесообразно проводить озонирование сточных вод, содержащих красйтепй, вВер тикальных цилиндрических аппаратах колонного типа, секционированных по высоте массо-обменными тарелками, при осуществлении нисходящего движения сточных вод навстречу Восходящему потоку рзоно-воз; душной смеси. При указанном осуществлении озонирования воды достигается (фактически ;л6лное расходывание озона. , Пример. Обесцвечивание сточных вод, содержащих триарилметановые красители, осуществляли на установке, представляющей верликальную стеклянную колонку .30 мм ивь1сотой - 1000 мм,секционировайную по высоте та-: релками с перфорированными отверстиями 2- 3 мм. Площадь свободного сечения тарелки равнялась 10-15% от сечения колонки. Расстояние между тарелками 70 мм. Сточные воды подавали на верхнюю тарелку со скоростью ; 550 л/час. Переток мойкостйнакШдую нюкележащую тарелку осуществляется через специИсход сточной воды, л/час

Расход оэоно-воздушной . смеси, л/час

альпые переливные устройства. Озоно-воздушную civiecb подавали под нижнюю тарелку со

скоростью 510 л/час.

СточнаявоШ перемещалась по тарелкам колОНки вниз, многократно контактируя с восходящим ШЬн о-ШздушнЫм потоком в пенном слое на тарелках. Таким образом, озоно-воздушная смесь последовательно проходила каскад массообмеН йБ1х аппаратов, что позволило увеличить отнощение объема газовой смеси к объему жидкой фазы в колонке.

На пятую тарелку непрерывно дозировался 10%-ный раствор в количестве, достаточном

для нейтрализации образовавшихся при озонировании продуктов кислого характера.

Обесцвеченнь1е сточные воды выводили из нижней части колонки, а обработанный озоновоздушный поток - через верх колонки. В

отходящем газовом потоке озон отсутствовал. Для сопоставления выполняли также обесцвечивание зтих же сточных вод согласно прототипу барботированйем озоно-воздушной смеси в толшу воды.

Шя этого в вертикальную стеклянную колонку 30 мм помещали 80 мл сточной воды. Озоно-ваздушНая смесь подавалась в нижнюю часть колонки через пористое дно (фильтр Шотта № 1) со скоростью 35 л/час. Полное

обесцвечивание сточных вод наблюдалось через 3 мин. При этом был зафиксирован значительный проскок неиспользованного озона. Так, через 0,5 мин проскок озона составлял 20%, через 1,0 мин 30%, через 1,5 мин 50%.

Для сопоставления вьшолняли также

обесцвечивание сточных вод в секционированной колонке в пенном режиме при тех же условиях, но без нейтрализации образующихся продуктов кислотного характера. В этом случае полное обесцвечивание стоков наблюдалось при подаче сточной воды не Выше 20 л/час.

Во всех приведенных примерах концентрация озона в воздушной смеси равнялась 15 мг/л, температура в ацпаратах поддерживалась 20°С.

Полученные результаты представлены в таблице.

20

36,8

275

510

Степень использования Oj, %

Расход Оз на I л стоков, мг/л

Проскок Оз по отношению к расходованному, %

Технико-экономическая эффективность способа составляется путем увеличения степени использования озона и сокращения схемы улавливания его из отходящей газовой смеси, снижения металлоемкости оборудования и интенсификации процесса.

Формула изобретения

Способ обесцвечивания сточных вод путем контактирования озоно-воздущной смеси с водой при температуре 5-40С, отличающийся тем, что, с цепью повышения степени использования озона, контактирование

Продолжение таблицы

100

100

205

205

340

осуществляют в пенном режиме с обесцвечиванием воды на 40-60% и последующей нейтрализацией щелочью образовавшихся соединений.

. Источники информации,

принятыево внимание при экспертизе 1- Яковлев С. В. и Ласков Ю. М. Очистка сточных вод предприятий легкой промыщленности. М., йзд1 лит. по строительству, 1972, с. 77-79.

2. Кульский Л. А. и Шевченко М. А. Озонирование воды для хозяйственно-питьевых цепей . Журнал Водоснабжение и санитарная техника № 3, 1960, с. 10-13.