Способ обработки гидроокисного осадка природных вод Советский патент 1982 года по МПК C02F11/12 C02F103/00 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ГИДРООКИСНСГО ОСАДКА Изобретение относится к способам очистки природных вод и может быть пользовано при раздепении суспензии, в частности осадков водопроводных станций Осадки, образуемые в процессе очистки и обработки ВОДЬ на водоочистных сооружениях, представплютсобой трудно фильтруемые суспензии с влажностью 96 99,5%. Обработка этих осадков является слож ным технологическим процессом, включающим их кондиционирование, уплотнение и обезвоживание. При этом производительность аппаратов дпя обезвоживания в значительной степени зависит от предварительной подготовки осадков, т.е. от улучшения их водоотдающей способности путем изменения их структуры и форм связи воды. Известен способ обработки осадка сточных вод, включающий уплотнение, нагревание до 135-145 С, добавление фильтрующего вещества и обезвоживание tl3.

ПРИРОДНЫХ ВОД Известен такжг способ подготовки гидроокисного осадка сточных вод к обезвоживанию путем введения медного концентрата в качестве присадочного материала 2, Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату явияется способ обработки гидроокисных осадков природных вод, вкпючаюпшй уплотнение осадка, введение в него добавки известкового коагулята с последующим нагревом и механическим обезвоживанием в нагретом состоянии З. Недостатками указанного способа яв11Я1РТСЯ дефицитность и высокая стоимость извести, нетехнологичность ее приготовления и использования в условиях водопроводных станций, а также необходимость дополнительной операции - предварительного уплотнения осадка перед введением реагента с целью максимально возможного снижения концентрапии последнего. 390 Цепь изобретения - повышение степени обезвоживания, производительности обезвоживаюшего оборудования и поныше ние экономичности процесса. Поставпенная цепь достигается тем, что согпасно способу обработки гидpov окисного осадка природных вод, вкпючаю щему уппотнение, нагревание и механическое обезвоживание уппотненного осад ка в нагретом состоянии, в качестве пр садочного вещества используют каопинитовую гпину, а нагревание уппотненного осадка осуществляют при скорости подъ ема температуры град/мин, Каогашитовую гпину вводят в копичестве 15-35% от массы сухого вещест ва осадка. Нагревание осуществляют до 5098аИепесообразность использования каолинитовой гпины в качестве присадки |для улучщения фильтруемости гидроокис ных осадков подтверждается двойственным механизмом ее воздействия на обадок: во-первых, глина, имеющая истин гую плотность 2,60-2,65 г/см , утяжеляет легкие хлопья гидрюокислов (ппот- ность 1,2.,4 г/см), способствует их агрегированию, ускоряет осаждение и, таким образом, обеспечивает уплоть-е ние гелеобразных осадков до влажности 90- 94%; во-вторых, глинистые минералы сложного строения, например каолинит, при. повышении температуры в условиях воздействия постоянной нагрузки проявляют стремление к ориентировке базаль- ных плоскостей частиц перпендикулярно прилагаемой нагрузке, что приводит к изменению структуры глинистых суспензий, максимально плотной укладке частиц, интенсивному уплотнению твердой фазы и выделению значительных количеств воды, находящейся ранее в связан ной форме. В процессе механического обезвожи вания к частицам твердого вещества осадка с присадкой глины прилагается постоянно действующая нагрузка-давление фильтр-прессования, поэтому нагрев такого осадка и обезвоживание его в нагретом состоянии является вторым фактором, обеспечивающим резкое улучшение фильтруемости осадков указанног типа, -снижение влажности и толщины слоя обезвоженного осадка и, спедова- тельно, повышение производитепьности обезвоживающего оборудования. При этом энергоемкая операция - нагрев производится не со всем объемом 4 осадка, а лишь с его уплотненной частью, составляющей 10-40% от первоначального количества, что позволяет значительно снизить затраты тепла. Ограничения по скорости подъема температуры осадка вызваны тем, что при более быстром нагреве наблюдается местное вскипание и вспучивание органических примесей осадка, а более медленное нагревание нецелесообразно осуществлять в условиях непрерывного движения потока осадка. Пример 1 „ Берут осадок горизонтальных отстойников водопроводной станции с влажностью 99,5%. Основной минеральной составляющей осадка является гепь гидроокислов алюминия, железа и кремния. Осадок смещивают с 50%ной суспензией каошшитовой глины, взятой в количестве 35% от массы сухого вещества осадка. ПостТё 24-часового отстаивания осадок с добавкой глины, упяот1 енный до влажности 92%, подвергают нагреву до со скоростью подъема температуры 5 град/мин. Нагре тый осадок выдерживают при конечной температуре в течение 3 мин, после чего обезвоживают на предварительно прогретом фильтр-прессе ФПАКМ-О,5 при средней температуре осадка 50°С. Полученный кек имеет влажность 62%; производительность фильтр-пресса 11 . Пример 2, Осадок Днепрювской водопроводной станции с влажностью 96,5% смещивают с 15% (по массе сухого вещества) каолинитовой глины в виде 30%-ной суспензии. Уплотненный до 90% осадок нагревают до 98 С со скоростью подъема температуры 8 град/мин, выдерживают в течение 5 мин при конечной температуре, после чего обезвоживают на ФПАКМ-0,5. Производительность фильтр-пресса ,12,5 кг/м-ч; влажность кека 59%. Ниже приведены данные уплотнения осадка водопроводной станции, имеклдего исходную влажность 99,5%, путем введения в качестве присадки ЗО%-ной суспензии каолинитовой гпины, Уппотнение ведут 24 ч. Расход глины,,Влажность % от массыосадка, % сухого вещества 599,5 1099,1 1596,2 2095,1 3594 4094 Иэ приведенных данных видно, что су щественное уменьшение влажности осадка набпюдается при расходе коагулянта (гпнны) не менее 15% от массы сухого вещества осадка. При увеличении расхода гпины свыше 35% качество осадка н улучшается. Влажность гидроокисного осадка, обработанного по известному способу через 8 ч 98,6, а через 24 ч 97,5%. Приемлемые для практических целей результаты уплотнения осадка достигаются при концентрации суспензии 30-5О%. В табл. 1 приведены рюзупьтаты обез воживания уплотненного осадка при разпи яоА скорости его нагрева. Как видно из данных табл. 1, при скорос ти нагрева выше 8 град/мин происходит местный перегрев, который вышлвает вскипание осадка, приводящее к срыву процесса. При скорости нагрева менее 3 град/мин процесс нагрева требует боль ших затрат времени, термообработа нный осадок несколько хуже отдает впагу (производительность фильтр-пресса сжижается). Поэтсниу рптимальной является скорость нагрева осадка в пределах от 3 до 8 град/мин. В т§бл. 2 представлены сравнительные характеристики гидроокисного осадка, обработанного по предложенному и известному способам. Применение предложенного способа позволяет повысить прюизводитепъность обеавоживакйдего оборудования в 3-4 раза; снизить расход на обработку осадка на 2,5-3 руб/т, так как стоимость в 5-6 раз ниже, чем обожженной извести. Глина :является недифицитным Лестным материалом, широко распространенным на территории нашей страны. При использовании глины значительно упрощается технология, так как отпадает необходимость в выполнении ряда мероприятий, необходимых при работе с едкими известковыми растворами. При этом значительно улучшаются условия труда. Фильтрат, образующийся при механическом обезвоживании осадков с добавкой глины, может быть использован в , процессе очистки воды, так.как основ ные показатели его качества не выходят за предепы норм, установленных для вод поверсхноотных водоисточников. Полученный после фильтр-прессования осадков продукт обезвоживания (кек) с влажностью 59-72% пригоден для хранения, транспортировки. Таблица 1

11,9

9,4

98

Примечание: Осадок выдерживают при конечной

температуре нагрева в течение 5 мин.

Каолинитовая гпина

Известь

12,3 12,5

То же Таблица 2

135

11,5 35О 3,5 7Й052 Формула изобретения 1. Способ обработки гидроокисного. осадка природных вод, включающий уппотнение в присутствии присадочного вешест- 5 ва, нагревание и механическое обезвожнвание уплотненного осадка в нагретом состоянии, отличающийся тем, что, с целью повышения степени обезвоживания, производительности обезвожива- Ю ющего обо :7дования и экономичности процесса, в качестве присадочного вешества используют каопинитовую гпину, а нагревание уплотненного осадка осуществляют при скорости подъема температуры 3- 5 8 град/мин. 118 2, Способ по п. 1, отличающий с я тем, что каотюнитовую гпину вводят в коппячестве 15-35% от массы сухого вешества, 3. Способ попп. 1 и2,отпича ю щ я и с я тем, что нагревание осушествпяют до 50-98°С. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 54942О, кл. С 02 F 11/12, 1975. 2, Авторское свидетельство СССР № 635О46, кл. С О2 F 11/12, 1976, 3. Авторское свидетельство СССР № 7О1953, кл, С 02 С 3/00, 1979.