Спосіб очистки стічних вод

Спосіб очистки стічних вод, що включає фільтрування вод через полімерну засипку і наступну обробку їх в електрокоагуляторі, який відрізняється тим, що СТІЧНІ води перед фільтруванням через полімерну засипку попередньо пропускають зі швидкістю 5-20м/год через дрібнодисперсний молотий шлак доменного або ваграночного виробництва, висота засипки якого складає не менш ніж 0,2м, а розмір фракцій його 10 4 -3*10 3 м , здійснюють в подальшому ВІДСТІЙ їх протягом 5-Югод, а обробку вод в електрокоагуляторі ведуть при ЩІЛЬНОСТІ струму на електродах 0,001-0,01 А/см2 додаткових мір про техніку безпеки Крім того, обробка стічних вод кислотою потребує також додаткових мір по наступній нейтралізації очищеної води перед скиданням її до відкритих водоймищ або у випадку використання и як технічну воду Однак, це значно збільшує експлуатаційні витрати Найбільш близьким за технічною сутністю і досягнутому результату до запронованого технічного рішення є спосіб очистки стічних вод від нафтопродуктіві механічних домішок, що містить фільтрування вод через полімерну засипку і наступну обробку їх в електрокоагуляторі (а с СРСР №1673527, C02F1/463, 1991) Попереднє фільтрування стічної води через полімерну засипку знижує КІЛЬКІСТЬ ЯК ВІЛЬНИХ, так і емульгованих нафтопродуктів, які знаходяться в забрудненій рідині, за рахунок великої КІЛЬКОСТІ об'ємних поверхневих пор, які забезпечують адсорбцію нафтопродуктів з рідини Проте агрегативна СТІЙКІСТЬ емульсії при цьому не змінюється Це примушує здійснювати обробку вод в електрокоагуляторі при значній ЩІЛЬНОСТІ струму на електродах (0,5-1,5А/дм2), що потребує великих витрат електроенергії і розчинених електродів(анодїв) Крім того, полімерна засипка швидко забруднюється дрібнодисперсними механічними домішками, які знаходяться в СТІЧНІЙ ВОДІ Це потребує на час О 00 о> 1^ о ю 50798 ту регенерацію і заміну фільтруючого матеріалу, що негативно позначається на продуктивності і якості очистки води Завдання сучасного винаходу полягає устворенні способу очистки стічних вод від нафтопродуктів і механічних домішок, який знижує агрегативну СТІЙКІСТЬ водомасляних емульсій перед обробкою вод в електрокоагуляторі і запобігає засмічуванню полімерної засипки механічними домішками і підвищує, за рахунок цього,продуктивністьі якість очистки, а також зменшує витрати електроенергії і частоту регенерації фільтруючого матеріалу Поставлене завдання вирішується тим, що в способі очистки стічних вод від нафтопродуктів і механічних домішок, що містить фільтрування вод через полімерну засипку і наступну обробку їх в електрокоагуляторі, згідно з винаходом СТІЧНІ ВОДИ перед фільтруванням через полімерну засипку попередньо пропускають з швидкістю 5-20м/г через дрібнодисперсний молотий шлак доменного або ваграночного виробництва, висота засипки якого складає не менш ніж 0,2м, а розмір фракцій його-104-3 10 3 м і здійснюють в подальшому від стой їх протягом 5-10г, а обробку вод в електрокоагуляторі ведуть при ЩІЛЬНОСТІ струму на електродах 0,001-0,01 А/см2 Порівняння технічного рішення, що пропонується, з прототипом свідчить, що новими ознаками тут є наступні 1 Попереднє фільтрування стічних род через дрібнодисперсний молотий шлак доменного або ваграночного виробництва при висоті засипки його не менш ніж 0,2м, розміру фракцій шлаку 10 4-3 10 3 швидкості фільтрування 5-20м/г 2 Подальший ВІДСТІЙ ВОДИ ПІСЛЯ фільтрування и через молотий шлак протягом 5-10г 3 Проведення обробки води в електрокоагуляторі при ЩІЛЬНОСТІ струму на електродах 0,0010,01 А/см2 Дрібнодисперсний молотий шлак доменного або ваграночного виробництва Являє собою сплав заліза з кремнієм і за рахунок розчину заліза вводі виникає утворення гідрооксидів, які позитивно заряджені з високим значенням потенціалу(+30 - +40мВ), що взаємодіють з негативно зарядженими емульгованими частками нафтопродуктів, за рахунок чого відбувається коаленсенція значних його часток Крім того, при проходженні через пори фільтруючої засипки з шлаку частки нафти змінюють(зменшують) свій електрокінетичний потенціал, який характеризує агрегативну СТІЙКІСТЬ емульсій Наступна обробка рідини відбувається, при значно нижчих значеннях ЩІЛЬНОСТІ струму на електродах Крім того, виконання шлаку дрібнодисперсним і молотим, фракція якого складає 104-3 10 3 м, дозволяє при показаних вище висоті засипки з молотого шлаку і швидкості фільтрування, виконувати, очистку стічних вод від механічних домішок різного ступеня, дисперсності, а також від нафтопродуктів і знизити або усунути засмічування фільтра з полімерною засипкою ВІДСТІЙ СТІЧНИХ ВОД ПІСЛЯ фільтрування через молотий шлак на протязі показаного вище часу забезпечує доочистку рідини від механічних домішок перед проходженням її через полімерну заси пку, що знижує частоту регенерації останньої і, за рахунок цього, підвищує продуктивність очистки Проведення обробки стічних вод в електрокоагуляторі при току на електродах 0,001-0,01 А/см2 сприяє зниженню електроенергії і коштовних розчинених металевих електродів При патентному пошуку був знайдений відомий спосіб очистки стічних вод від нафтопродуктів і гідрооксидів металу електродів, який містить фільтрування їх через гранульований шлак доменного виробництва (ас СРСР №385931,С02с5/00, 1973) Запропонований спосіб очистки стічних вод від відомого має наступні відзнаки і переваги 1 Фільтрування через молотий шлак з розмірами часток 10 4-3 10 м забезпечує за рахунок високого ступеня дисперсності більш високі адсорбційні властивості його по відношенню до нафтових емульсій в порівнянні з фільтруванням рідини через гранульований шлак з розмірами гранул 1 103-1,2 10 3 м (ас СРСР №385931) 2 Фільтрування забрудненої рідини через молотий шлак в новому рішенні відбувається в сукупності з наступною обробкою її через полімерну засипку і в електрокоагуляторі з розчиненими електродами Тому фільтрування тут є як засіб по зниженню агрегативної СТІЙКОСТІ водомасляних емульсій за рахунок зниження електрокінетичного потенціалу негативно заряджених часток емульсії, а також зменшенню об'єму механічних домішок перед подачею рідини в фільтр з полімерною засипкою При цьому значно знижуються токові режими електрокоагуляції і частота регенерації фільтра з полімерною засипкою Таким чином, попереднє фільтрування стічних вод через молотий шлак доменного або ваграночного виробництва є в сукупності з наступними відстоєм і фільтруванням їх через фільтр з полімерною засипкою і обробкою в електрокоагуляторі є суттєво новим Других рішень з схожими ознаками у патентних шуканнях не встановлено Це дозволяє зробити висновок, що дане технічне рішення є новим, промислово корисним і має винахідницький рівень На кресленні показана схема установки для реалізації пропонуємого способаочистки стічних вод від нафтопродуктів і механічних домішок Установка містить приймальну ємкість і, яка з'єднана за допомогою відцентрового насосу 2 і напорного трубопровода 3 з фільтром 4, який має засипку з молотим дрібнодисперсним шлаком 5 доменного або ваграночного виробництва Даний шлак уявляє собою сплав заліза з кремнієм з питомою вагою2,7-2,9т/м3 і розташовується між двома, верхньою 6 і нижньою7 сітками і шарами 8 і 9 великогранульованого (2-510 2м шлаку, Верхня частина фільтра заповнена водою Розмір фракцій молотого дрібнодисперсного шлаку виконаний рівним як 10 4 -3 10 З м, а висота засипки його складає не менш ніж 0,2м Нижня частина фільтра 4 з'єднана з проміжним ВІДСТІЙНИКОМ 10, який, в свою чергу, з'єднаний послідовно з фільтром 11, який уявляє собою вертикальну ємкість, що заповнена гранульованим полімерним матеріалом, за допомогою трубопроводу 12, і з електрокоагулятором 13 Останній містить блок розчинених і нерозчинених електродів 50798 14, які підключені до джерела постійного струму Установка містить також додатковий ВІДСТІЙНИК 15 обробленої рідини, а також ємність 16 для збору нафтопродуктів і шламозбірник 17 Для забезпечення безперервної роботи установи під час регенерації фільтрів 4 і 11 останні мають бути виконаними у вигляді двох ємкостей, які паралельно розташовані і з'єднані між собою, одна з яких є як робоча Спосіб очистки стічних вод відбувається наступним чином Вихідна стічна рідина, яка забруднена нафтопродуктами і механічними домішками, з приймальної ємності і за допомогою насоса 2 по напірному трубопроводу 3 подається до фільтра 4з дрібнодисперсного молотого шлаку Швидкість подання, рідини, а отже і швидкість проходження її через показаний фільтр складає як 5-20м/г Нафтопродукти в СТІЧНІЙ ВОДІ знаходяться як у вільному, так і в емульгованому стані Нафтові емульсії за своїм змістом є полідисперсними і складають з часток, які є різними за розміром та величиною негативного заряду При проходженні води через шлак частки емульсії, які контактують з позитивно зарядженою поверхнею шлаку, частково нейтралізуються При цьому висота енергетичного бар'єра відштовхування часток, яка характеризує агрегативну СТІЙКІСТЬ емульсії, знижується Шлак затримує великі частки емульсії, які мають більш великий негативний заряд Крім того, за рахунок великого об'єму поверхні дрібнодисперсних часток шлаку, які мають високу адсорбційну властивість, відбувається спочатку адсорбція в цьому фільтрі вільних нафтопродуктів і великих часток нейтралізованих емульсій, а потім коаленсенція, тобто збільшення цих часток у великі агрегати Останні спливають до поверхні рідини усередині фільтру і накопичуються там Механічні домішки, які знаходяться в СТІЧНІЙ ВОДІ, при проходженні через засипку з шлаку, затримуються частками останнього При виконанні висоти засипки більш ніж 0,2м, швидкості фільтрування 5-20м/г і розміру фракцій шлакуЮ -3 10 м забезпечується затримання нафтопродуктів до 80% і механічних домішок - до97,5-98% При висоті засипки менш ніж 0,2м і швидкості фільтрування більш ніж 20м/г КІЛЬКІСТЬ нафтопродуктів і механічних домішок, які пройшли разом з стічною рідиною через фільтр 4, збільшується пропорцюнально зменшення висоти засипки і підвищення швидкості фільтрування Така ж ситуація спостерігається і при використанні молотого дисперсного шлаку з розмірами часток більш ніж 3 10 м за рахунок зниження загальної поверхні шлаку Стічну рідину, яка пройшла попередню очистку і частково загубила агрегативну СТІЙКІСТЬ нафтової емульсії, яка в ній знаходиться, подають до проміжного відстійника 10, де за час 5-10г відбувається осадження механічних домішок, які не затримуються фільтром 4, головним чином дрібних часток і вільних нафтопродуктів, які утягуються потоком рідини Час відстою менш ніж 5г є недостатнім для осадження дрібних часток домішок, що може визвати наступне забруднення іми фільтра 11 з полі мерною засипкою Збільшення часу опаду рідини більш ніж 10г не змінює суттєво ступені осадження домішок, проте негативно сприяє на матеріальні витрати Після відстійника 10 оброблювана рідина надходить до фільтра и з полімерною засипкою Дрібні емульговані частки нафтопродуктів, які проходять через цей фільтр, обволікають полімерні гранули, проникають в їх пори та накопичуються в цьому фільтрі За рахунок наявності великої КІЛЬКОСТІ об'ємних і поверхневих пор в гранулах полімерної засипки відбувається затримка і накопичування тут дрібних часток емульсій порядку 10 м до15-18% від загальної КІЛЬКОСТІ їх в СТІЧНІЙ рідині Крім того, наявність на поверхні полімерних гранул позитивних заряді в сприяє додаткової нейтралізації емульсованих часток нафтопродуктів Загальний склад нафтопродуктів в рідині, яка пройшла подвійне фільтрування і ВІДСТІЙ, становить порядку 2-5% від його початкового складу в вихідний рідині Далі по трубопроводу 12 стічна рідина проступається до електрокоагулятора ІЗ з електродами 14, За рахунок дії електричного струму, який проходить через оброблювану рідину, відбувається анодний розчин металу електродів Катіони металу (наприклад, алюмінію), які перейшли в рідину, гідролізуються в ній і утворюють гідрооксиди металу, які є активними коагулянтами рідини За рахунок взаємодії часток нафтопродуктів з частками електрогенерованого коагулянту утворюються агрегати часток, які флотуються до поверхні рідини в електрокоагуляторі 13 газом, який ВІДДІЛЯЄТЬСЯ на електродах 14 ЩІЛЬНІСТЬ струму на електродах підтримується в межах 0,001 -0,01 А/см2, що забезпечує якісну до очистку рідини При збільшенні ЩІЛЬНОСТІ струму більш ніж 0,01 А/см2 до рідини надходить надмірна КІЛЬКІСТЬ гідрооксиду метала, яка потрібна для повної коагуляції нафтових домішок і очищена рідина забруднюється ними Крім того, при цьому нераціонально збільшуються витрати електроенергії і електродів При зниженні ЩІЛЬНОСТІ струму менш ніж 0,001 А/см2 знижується якість очистки рідини в електрокоагуляторі 13 Рідина, яка очищена таким чином, з електрокоагулятора прямує до додаткового відстійника 15, де відбувається відділення надмірної КІЛЬКОСТІ гідрооксиді в металу електродів, які не прореагували з нафтовими домішками від очищеної рідини Піна, яка створюється при обробці рідини в електрокоагуляторі 13, разом з коагулянтами домішок, які знаходяться в неї, з верхньої частини електрокоагулятора прямує до шламозбірника 17 Частину очищеної рідини з відстійника 15 спрямовують для регенерації фільтрів 4 і 11 шляхом зворотної прокачки рідини через ці фільтри, Продукти очищення показаних фільтрів при їх регенерації спрямовують по сполученим трубопроводам до приймальної ємності 1 ВІЛЬНІ нафтопродукти, які накопичилися в фільтрах 4 і 11, спрямовують до ємності 16 Нижче зображена таблиця даних порівняльних ІСПИТІВ пропонуємого і відомого (за прототипом) способів очистки стічних вод Очистці підлягали льняні СТІЧНІ ВОДИ нафтона 50798 ливних танкерів і других морських суден з початковою концентрацією нафтопродуктів 2000мг/л і 8 механічних домішок1500мг/л Таблиця Порівняльних ІСПИТІВ різних способів очистки стічних вод Параметри очистки 1 Продуктивність очистки м'/г 2 ЩІЛЬНОСТІ струму на електродах, А/см' 3 Питомі витрати електроенергії, Аг/м' 4 Залишок нафтопродуктів в очищеної рідині, мг/л 5 КІЛЬКІСТЬ регенерацій фільтрів на 1000м' 6 Висота засипки фільтра з шлаком, м 7 Розмір фракцій шлаку, м 8 Швидкість проходження, рідини через фільтр з молотим шлаком, м/г 9 Час відстою рідини попереду фільтра з полімерною засипкою, г Відомий Приклади пропонуємого спосіб способу очистки очистки 1 2 3 4,8 14,2 12,4 8,6 0,15 0,001 0,005 0,01 15,0 2,6 4,5 8,6 0,5-10 0,02-0,3 0,05-2 3-Ю 330 ЗО ЗО 35 0,2 0,5 1,0 10 4 10' 310' 5 10 20 5 10 3 Результати порівняльних ІСПИТІВ свідчать, що пропонуємий спосіб очистки стічних вод підвищує його продуктивність в 2,8-3,0 рази, якість очистки - 1,8-2,4 рази, знижує витрати електроенергії в 3,4-4,5 рази, з частота регенерації фільтрів при цьому знижується в 5-10 раз