Спосіб комплексного очищення висококонцентрованих стічних вод

Винахід відноситься до області багатостадійної очистки високонцентрованих стічних вод багатокомпонентного складу, наприклад, дренажних вод звалищ і може бути використаний в комунальному господарстві та різних галузях промисловості. Відомий спосіб очистки стічних вод [1], що включає обробку 10% розчином вапняного молока до створення рН 11,5¸11,7; відстоювання, що необхідне для видалення вапняного осаду; аерацію з метою віддувки аміака при температурі 90°С з наступним фільтруванням. Даний спосіб не може забезпечити високий ступінь очистки висококонцентрованих багатокомпонентних стічних вод. Тому що при його реалізації не забезпечується комплексний вплив на компоненти різної хімічної природи, ступеня дисперстності і концентрації: не забезпечується вилучення ПАР, нафтопродуктів, детергентів тощо; знезараження висококонцентрованих водних розчинів, що знижує ефективність віддувки аміаку. Найбільш близьким до способу, що пропонується по технічній суті та результату, який досягається є спосіб очистки висококонцентрованих стічних вод [2], що включає послідовно виконані віддувку аміаку, корегуваня рН, коагуляцію, фільтрування. Недоліком цього способу є низька ефективність вилучення аміаку, так як відомо, що віддувка аміаку при високому ступеню мінералізації водного розчину характеризується низьким коефіцієнтом віддувки і є неефективною. В основу винаходу поставлена задача в способі комплексної очистки висококонцентрованих стічних вод шляхом введення передочистки для зменшення ступеня мінералізіції стічних вод і вмісту органічних домішок, підвищити ефективність способу, за рахунок збільшення ступеню видалення аміаку зі стічних вод. Поставлена задача досягається в способі комплексної очистки висококонцентрованих стічних вод, що включає послідовно виконані віддувк у аміаку, корегування рН, фільтрування, при цьому перед віддувкою аміаку проводять передочистку шля хом послідовної обробки стічних вод коагулянтом і флокулянтом з наступним відстоюванням та фільтруванням, окисником з кислотою, потім лужним реагентом з наступним відстоюванням та фільтруванням. Поставлена задача досягається в способі комплексної очистки висококонцентрованих стічних вод в якому на стадії передочистки в якості окисника застосовують пероксид водню. Поставлена задача досягається в способі комплексної очистки висококонцентрованих стічних вод завдяки тому, що на стадії передочистки обробку стічних вод кислотою проводять до утворення розчину з рН £ 2,1 та Eh+500¸550мВ. Поставлена задача досягається в способі комплексної очистки висококонцентрованих стічних вод завдяки тому, що на стадії передочистки обробку стічних вод лужним реагентом проводять до утворення розчину з рН 10,5¸11 та Eh+85мВ. В стічних водах при умовах високих концентрацій компонентів органічного та неорганічного походження різного ступеня дисперстності аміак та його похідні практично повністю знаходяться в зв’язаному стані, тому його віддувка є неефективною. Застосування передочистки дозволяє вилучити компоненти, які зв'язують аміак та підвищити ефективність способу. Попередня обробка стічних вод коагулянтом та флокулянтом забезпечує умови для дестабілізації колоїдної суспензії, флокуляції дисперсних часточок та їх видалення відстоюванням та фільтруванням. В запропонованому способі обробка стічних вод коагулянтом підвищує ефект наступного етапу обробки - дії окисника на 15-30%. При цьому зменшується загальний вміст аміаку, а також мінеральних компонентів за рахунок процесів хімічного співосадження. Обробка окисником, підкислення забезпечує глибоке руйнування комплексних сполук аміаку з компонентами розчину [3] та умови для подальшого його вилучення віддувкою. В якості окисника в запропонованому способі застосовується Н 2О2. Відомо, що властивості окисника H2О2 проявляє в кислому середовищі і використовується для руйнування комплексних сполук йонів важких металів з аміаком для наступного їх вилучення у формі оксидів та гідроксидів під дією лужного реагенту [3]. Крім того, Н2О2 забезпечує повне окислення токсичних органічних компонентів (CN-, NO2-, H2S, N2Н2, ПАВ та ін.) без утворення проміжних токсичних продуктів окислення та підвищення загального солевмісту, а також забезпечити дезінфекцію, видалення одорантів та стерилізацію стічних вод [4]. Таким чином, збільшується ефективність очистки. Проведеними дослідами встановлено, що максимальна дія Н 2О2 як окисника проявляється при Eh+500¸550мВ, що досягається підкисленням стічних вод кислотою до рН £ 2,1. Таким чином, регулювання рН при додаванні кислоти забезпечує підвищення ефективності очистки. При додаванні лужного реагенту забезпечуються умови для вилучення йонів металів у формі оксидів, гідроксидів та перехід аміаку у форму NH3. Обробка лужним реагентом проводиться до рН 10,5¸11 і Eh+80мВ, що дозволяє знизити концентрацію важких металів в межах 0,001¸0,002мг/л [5], а також забезпечити 100 - відсоткове [5] перетворення амонійного азоту на газ, який можна видалити його подальшою віддувкою. Таким чином, забезпечується підвищення ефективності очистки. На Фіг.1 показано графік впливу витрати кислоти на корегування рН стічної води. На Фіг.2 показано графік впливу витрати кислоти на корегування Eh стічної води. Спосіб здійснюється наступним чином. Стічні води, наприклад дренажні води звалищ твердих поб утови х відходів, склад яких вказаний в таблиці 1, подають в реактор-змішувач, де під дією реагентів, які надходять з реагентного господарства, проходять процеси коагуляції, флокуляції нерозчинних компонентів, високомолекулярних сполук, хімічне і динамічне співосадження розчинних компонентів. Таким чином, забезпечують умови для утворення завису компонентів, що обумовлює мутність води, колірність, токсичність, загальний рівень мінералізації. Далі для відділення твердої фази стічні води подають у відстійник освітлювач. Освітлена вода поступає на фільтр, в якому проходить повна очистка її від зважених речовин. Згідно експериментальних даних, в результаті знижується БПК на 60%, зважених речовин - на 80%, фосфатів - на 90%, загальний солевміст - на 20%. Далі очищена вода знову поступає в реактор-змішувач, куди подають пероксид водню для окислення органічних компонентів, руйнування аміакатних комплексів і кислоту для забезпечення рН £ 2,1 (Фіг.1) і Eh+550мВ (Фіг.2) для максимальної окисної дії Н 2О2. Наступне додавання лужного реагенту дозволяє максимально вилучити мінеральні компоненти у формі оксидів і гідроксидів. Обробка лужним реагентом відбувається до досягнення рН 10,5¸11 та Eh+80мВ, що відповідає максимальному перетворенню амонійного азоту в газ NН3. Для відділення твердої фази оброблена вода поступає у відстійник-освітлювач, а освітлена вода поступає на фільтр, в якому проходить повна очистка від зважених речовин. Завдяки чому забезпечується повна очистка від зважених речовин, колірності - на 70%, концентрація фосфатів - 0,9мг/л, БПК - не більше 20мг О2/л. Таблиця 1 Склад дренажних вод звалищ твердих поб утови х відходів. Найменування показника рН БПК ХПК Азот амонійний Фосфор загальний Загальний солевміст Залізо Цинк Свинець Хром Кадмій Од. виміру Од. мг О2/л мг О2/Л мг/л мг/л мг/л мг/л мг/л мг/л мг/л мг/л Значення 7-8 2000 4000 900¸3000 30 8000 25 £0,5 £0,05 £0,05 £0,01 Стічну воду після передочистки подають у верхню частину десорбера, в нижню частину десорбера подають повітря з вентилятора для віддувки аміаку з десорбера. Попередня обробка стічних вод згідно запропонованого способу значно збільшує ступінь видалення аміаку (таблиця 2). Таблиця 2 Зміна параметрів стічних вод після віддувки. Параметр, що змінюється Вміст азоту амонійного, мг/л Величина рН Запропонований спосіб До віддувки Післявіддувки 3000 10 7,8 2,5 Прототип До віддувки Післявіддувки 900 200 7,8 5,3 Після віддувки стічна вода подається в накопичувальну ємність, туди ж можуть поступати реагенти для забезпечення рН до 7,6, що дозволяє створити умови наступного фільтрування крізь шар завантаження йонобмінного сорбенту (наприклад цеоліту). В резельтаті кінцевого етапу обробки практично повністю видаляється аміак; збільшується ступінь вилучення важкоокислюваних біологічним методом органічних сполук на 50%. В таблиці 3 представлена зміна параметрів стічних вод в результаті обробки по стадіям очистки. Таблиця 3 Зміна параметрів стічних вод в результаті обробки по стадіям очистки. Параметр, що змінюється БПК, мг О2/л ХПК, мг О2/л Азот амонійний, г/л Залізо, мг/л Цинк, мг/л Свинець, мг/л Хром, мг/л Кадмій, мг/л Після обробки коагулянтом, флокулянтом з наступним відстоюванням і фільтруванням 1600 800 0,67¸2,20 Найменування стадій Після обробки окисником, кислотою та Після віддувки аміаку, лужним реагентом з корегування рH, наступним фільтрування відстоюванням і фільтруванням 20 1,52 8 0,6 0,12¸0,21 0,5 0,2 0,05 0,002 0,002 0,001 0,002 0,001 0,001 Таким чином, за рахунок передочищення для збільшення ступеня вилучення аміаку значно підвищується ефективність способу. Джерела інформації 1. Власова В.И., Петряев Е.П., Уодова Н.Н. Физико-химическая очистка хозяйственно-бытовых сточных вод с целью подготовки воды для технического водоснабжения. - Сб. Химическая промышленность и промышленность по производству минеральных удобрений. Сер. «Охрана окружающей среды», вып. 2. М., 1990, с.4-6. 2. Способ глубокой очистки высококонцентрированных сточных вод и устройство для его осуществления. Патент RU №2099294 СІ, кл. С02F9/00, 1/32, 1997. 3. Метод обработки сточных вод содержащих медноаммиачный раствор. Заявка 62-270417. Япония МКН С01G3/02, С01С01/02. №61-112370. 4. Окислительная очистка сточных вод с помощью пероксида водорода. Exidative-Reinigung mit Wasserstoffperoxid. Schwarzer Hans. "GWF: Wasser/Abwasser", 1988, 129, №7487-491. 5. Способ очистки аммонийсодержащих сточных вод от тяжелых металлов. А.с. СССР 710979, кл. С02F1/62, 1978.