Спосіб очистки стічних вод електричною обробкою

1. Спосіб очистки стічних вод електричною обробкою шляхом проведення процесу у проточній електролітичній камері, який відрізняється тим, що процес очистки здійснюють при градієнті потенціалу 150-200В/см, використовують вібруючий електрод і процес здійснюють при об'ємному співвідношенні рідини і піни у міжелектродному просторі, що дорівнює 1:8,0-1:9,5. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що електрод вібрує з частотою 80-100кГц. (19) (21) 20031213221 (22) 31.12.2003 (24) 15.11.2004 (46) 15.11.2004, Бюл. № 11, 2004 р. (72) Гончарук Владислав Володимирович, Маляренко Валентин Володимирович, Яременко Валентин Олексійович, Самсоні-Тодоров Олександр Олегович, Жукова Олена Миколаївна (73) ІНСТИТУТ КОЛОЇДНОЇ ХІМІЇ ТА ХІМІЇ ВОДИ ІМ. А.В.ДУМАНСЬКОГО Н АЦІОН АЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ Н АУК УКРАЇНИ 3 71475 4 киснем, що дозволяє знизити показник хімічного Для вирішення поставленої задачі запропоноспоживання кисню ряду промислових стічних вод. вано спосіб очистки стічних вод електричною обНами було проведено перевірку способу (3) на робкою шляхом проведення процесу у проточній прикладі очистки стічної води звалища побутових електролітичній камері, у якому, згідно з винаховідходів с. В. Димитровичі (Київської обл.), з надом, процес очистки оброблюваної стічної води ступними фізико-хімічними показниками; здійснюють при градієнті потенціалу 150-200В/см, - Біхроматною окнсністю, що характеризує причому використовують вібруючий з частотою 80вміст розчинених у воді органічних і неорганічних 100кГц електрод, і процес здійснюють при об'єм3 ному співвідношенні рідини і піни у міжелектродречовин - ХСК. мгO/дм , (хімічне споживання кисному просторі, що дорівнює 1:8,0-1:9,5. 3 ню), яке складає 1200-1600мгО/дм , [Ю.Ю. Лурьє. Експериментальними дослідженнями нами Унифицированные методы анализа вод, встановлено, що у процесі очистки стічних вод у М.,«Химия», 1972г., с.261-263, (4). заявленому режимі обробки (використанні вібрую- Коефіцієнтом світлопропускання (А, %), обучого з частотою 80-100кГц електроду, градієнті мовленим вмістом завислих і колоїдних органічних потенціалу 150-200В/см, об'ємному співвідношенні і мінеральних речовин, який знаходиться в межах рідини і піни рівному 1:8,0-1:9,5) у міжелектродно8,0-11,5%. Величина А, %, визначалась на приладі му просторі у водній системі, як вважає заявник, КФК-2 (колориметр фотоелектричний концентраутворюються умови сильної неоднорідності електційний), [(4), с.235-236]. ричного поля, яка викликає не впорядковану, ха- При визначенні якості очистки стічних вод рактерну для коронного розряду емісію активних згідно способу (3), попередньо готували 10%-ний частинок, супроводжувану сильною кавітаційною розчин, що вміщував NaCI і NaBr у співвідношенні дією і інтенсивним утворенням вільно-радикальних 80:20, який добавляли у стічну воду для корегувисокоактивних окислювальних частинок. У ревання питомої електропровідності близько зультаті, відбувається прискорення процесу вида0,025Сименс/см. Потім пропускали підготовлену лення завислих і колоїдних забруднень коагуляцітаким чином стічну воду через електролітичну каєю і флотацією, і інтенсифікація процесу меру з міжелектродною відстанню 1,6мм між заліелектролітичного окислення за радикальним мезним анодом і титановим катодом, підтримуючи ханізмом забрудників, які знаходяться у стічній рекомендовані способом (3) щільність струму воді у істино розчиненому стані, що призводить до 2 2,0А/см і швидкість протікання рідини 0,5л/хв. підвищення ступеню очистки стічної води. Обробка одного літру стічної води здійснювалась Таким чином, сукупність суттєви х ознак заяв10хв., таким чином число циркуляції становило 5. леного способу очистки стічних вод є необхідною і Після закінчення досліду проводили відділення достатньою для досягнення забезпечуваного виочищеної води від осадку фільтр уванням. находом технічного результату - підвищення стуСтупінь очистки стічної води від розчинених пеня очистки від завислих, колоїдних і істино розорганічних і мінеральних забрудни-ків визначали чинених забруднень до 68,3-80,4% за показником 3 за зниженням значень ХСК, мгО/дм , і розраховуХСК і підвищення коефіцієнту світло-пропускання вали із виразу: (А, %) до 67,3-76,5%. Ст (хск)=[(ХСКвих-ХСК очщ )/ХСКвих]100%, Спосіб реалізується наступним чином. Очистці де ХСКвих - значення біхроматної окисності випіддають стічні води звалища побутови х відходів 3 хідної стічної води, мгО/дм ; с. В. Димитровичі (Київської обл.), з наступними ХСКочщ - значення біхроматної окисності елекфізико-хімічними показниками: біхроматною окис3 трохімічно очищеної стічної води, мгО/дм . Отриністю (ХСК, мгО/дм 3) - 1200-1600,0; коефіцієнтом мано, що показники ступеня очистки стоків від світлопропускання (А, %) - 8,0-11,5%. Стічна вода, розчинених забрудників (Ст(хск)) знаходились у що підлягає очистці, за допомогою насосу пропусмежах 55,7-62,4%. кається через проточну електролітичну камеру. Показники коефіцієнту світло пропускання Електролітична камера виготовлена з електро(А, %), що характеризує ступінь прозорості води, ізоляційного матеріалу, має верхній і нижній плоскі залежні від присутності завислих і колоїдних оргамалорозчинні електроди, розташовані горизонтанічних і мінеральних речовин, визначені на прилально. Площина нижнього електроду дорівнює ді КФК-2, досягали значень 45,5-51,9%. 9,0см 2. Верхній електрод виконаний змінним і заТаким чином, основним недоліком відомого безпечений пружинним кріпленням, яке допускає способу очистки стічних вод (3) є недостатньо виможливість його вібрації з величиною амплітуди сокий ступінь очистки стічних вод, як від істино до 0,8мм у напрямку, перпендикулярному робочій розчинених, так і від завислих і колоїдних забрудповерхні електроду. Площина верхнього електроників. ду може мати величину від 6,4 до 8,2см 2, при цьоВ основу винаходу поставлена задача вдоскому, в залежності від розміру, частота його колиналити спосіб очистки стічних вод шляхом електвань під час роботи апарату складає від 100 до ричної обробки у проточній електролітичній камері 80,0кГц. у режимі з підвищеним градієнтом потенціалу і Електрична напруга на електроди подається вібруючим з певною частотою електродом, що від джерела постійного струму, що дозволяє ствозабезпечило б досягнення технічного результату рювати градієнти від 150 до 200В/см. Електролітипідвищення ступеню очистки стічних вод від істино чна камера споряджена акустичним датчиком, розчинених, завислих і колоїдних органічних і міякий приєднаний до осцилографу типу С1-69, за неральних забрудників (наприклад, очистки стічдопомогою якого можна контролювати частоту них вод міських звалищ побутових відходів). вібрації електроду. Для визначення величини об' 5 71475 6 ємного співвідношення рідини до піни у камері є світлопропускання (А, %), дорівнює 75,1% (табл., бокове вікно, яке дозволяє за допомогою катетопр.2). метру вимірювати висоту шарів піни і рідини у міжАналогічно прикладу виконання за винаходом, електродному просторі, за якими потім розраховубули проведені досліди по очистці стічної води ється співвідношення рідина: піна. Для здійснення запропонованим способом електричної обробки з очистки, стічна вода із ємності насосом прокачувикористанням величин співвідношення рідина: ється через електролітичну камеру, у якій створюпіна, градієнту потенціалу і частоти вібрації електють об'ємне співвідношення рідина: піна у межах роду, як у заявленому інтервалі, так і при позаме1:8,0-1:9,5, частота вібрації електроду знаходиться жних значеннях. Отримані дані представлені у у межах від 80 до 100кГц. Після закінчення досліду таблиці. обробленій воді дають відстоятися 30-40хв. і відВстановлено, що використання заявлених паділяють очищену воду від утвореного осадку шляраметрів режиму обробки стічної води у електроліхом фільтрації. тичній камері шляхом вибору об'ємного співвідноСтупінь очистки стічних вод характеризують шення рідина: піна, рівню градієнту потенціалу і наступними показниками: діапазону частот вібрації електроду, забезпечує 1. Ступінь очистки від розчинених органічних і підвищений ступінь очистки від істино розчинених, мінеральних речовин визначають за зниженням завислих і колоїдних органічних і мінеральних зазначень ХСК і розраховують з виразу: брудників води (табл., пп.1-8). СT(XCK)=[(ХСКвих-ХСКочщ )/ХСКвих]100% Зміна заявленої величини градієнту потенціаде, ХСКвих - значення біхроматної окисності лу у бік його зменшення, наприклад, 130В/см, при вихідних стоків, мгО/дм 3; збереженні інших заявлених параметрів, призвоХСКочщ - значення біхроматної окисності очидить до зменшення емісії активних частинок і, як щених стоків, мгО/дм 3. наслідок, недостатньої ефективності вільно2. Ступінь очистки від завислих і колоїдних оррадикальних процесів; в результаті спостерігаєтьганічних і мінеральних речовин оцінюють за зросся значне погіршення якості очистки стічної води: танням коефіцієнту світлопропускання (А, %), що показник Стр (хпк) зменшується до 55,2%, коефіцієнт визначається на приладі КФК-2. світлопропускання А, % зменшується до 44,9% З метою очистки обробляють стічні води зва(табл., пр.10). лища побутових відходів с. В. Ди-митровичі (КиївУ випадку зміни режиму обробки стічної води, ської обл.), з біхроматною окисністю при якому частота вібрації електроду нижче заяв(ХСК)=1200мгО/дм 3 і коефіцієнтом світлопропусленої, наприклад, 60кГц, спостерігається погіркання (А, %) - 11,5%. шення показників очистки стічної води: показник Як електролітичну камеру використовують виСт(хпк) зменшується до 55,%, коефіцієнт світлопроготовлену з оргстекла проточну камеру з розташопускання А, % зменшується до 52,4% (табл., ваними горизонтально плоскими малорозчинними пр.11). Це відбувається, на думку заявника, внаелектродами, наприклад, з платинованого титану. слідок послаблення енергії вібраційної і, можливо, Площина нижнього електроду - 9,0см 2. Верхній, кавітаційної дії, обумовлених неоднорідністю елекзмінний електрод має пружинне кріплення і плотричного поля у спіненій рідині, що послаблює щину 6,4см 2, відстань між електродами складає очисні процеси у оброблюваній стічній воді. 1см. Електролітична камера споряджена акустичПри позамежному зменшенні об'ємного співним датчиком, приєднаним до осцилографу типу відношення рідина: піна, наприклад 1:7,5, за умови ЕО-200-8, за допомогою якого контролюється часзбереження градієнту потенціалу і частоти у заявтота вібрації електроду. Через бокове вікно камери лених межах, відбувається зменшення внеску у за допомогою катетометру вимірюється висота очистку води процесів взаємодії завислих і колоїдшарів піни і рідини у міжелектродному просторі, за них частинок у електричному полі; якість очистки якими розраховується співвідношення рідина: піна. води погіршується, що проявляється у зниженні Електрична напруга на електроди подається від показників CТ(ХСК) до 65,0% і коефіцієнту сві тлоджерела постійного струму і дорівнює 200 вольт. пропускання А до 50,2% (табл., пр.9). Для здійснення очистки стічна вода із ємності Позамежне підвищення об'ємного співвіднооб'ємом 1л насосом прокачується через електрошення рідина: піна, також як і позамежне підвилітичну камеру з швидкістю 50мл/хв. протягом щення параметрів градієнту потенціалу або часто10хв. У даному досліді об'ємне співвідношення ти вібрації електроду, на думку заявника, рідина: піна дорівнює 1:8,0, частота вібрації електнедоцільне, тому що не дає суттєвого впливу на роду, виміряна осцилографом, дорівнює 100кГц, покращання якості очистки, що видно з незначного градієнт потенціалу - 200В/см. Після закінчення приросту величин показників Ст(хпк) і А, % (табл., досліду обробленій воді дають відстоятися 30хв. і пр.12, 13, 14, відповідно). відділюють очищену воду від утвореного осадку Перевагою запропонованого способу очистки шляхом фільтрації. У отриманому фільтраті вистічних вод, у порівнянні з відомим способом (3), є значають величину біхроматної окисності, яка донаступне: реалізацією запропонованого способу рівнює, у даному випадку, 268,8мгО/дм 3. досягаються більш високі показники очистки стічСтупінь очистки стоків від розчинених органічних вод від істино розчинених, завислих і колоїдних і мінеральних речовин Ст(хск) складає: них забруднень. Так, ступінь очистки стічних вод Ст(хск)=[(1200-268,8)/1200]100%=77,6%; Ст(хск) від розчинених органічних і мінеральних при цьому ступінь очистки стічної води від заречовин, згідно із запропонованим способом, довислих і колоїдних органічних і мінеральних речосягає 68,3 - 80,4%, що в середньому на 12,6 вин, що характеризується величиною коефіцієнту 18,0% перевищує аналогічні показники відомого 7 71475 8 способу (55,7 - 62,4%). Зростають показники коеколоїдних органічних і неорганічних забруднень є фіцієнту сві тлопропускання (А, %) до 67,3-76,5%, відсутність необхідності використання будь-яких що на 11,8-24,6% перевищує показники відомого реагентів у процесі очистки і відсутність утворення способу (3), це свідчить про більш глибоку очистку додаткових відходів у процесі очистки, що робить стічних вод від завислих і колоїдних забруднень, у спосіб привабливим своєю екологічністю. Утворюпорівнянні з відомим способом (45,5-51,9%). вані шлами очистки не забруднені додатковими Достоїнством запропонованого способу очистхімічними реагентами і можуть бути використані у ки стічних вод звалищ, зокрема, очистки від важко виробництві будівельних матеріалів. руйнівних, токсичних істино розчинених, завислих і Таблиця пп 1 Вихідні показники стічної води ХСК, А, % мгО/дм 3 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 1200 1200 1200 1200 1600 1600 1600 1600 11,5 11,5 11,5 11,5 8,0 8,0 8,0 8,0 9 10 11 12 13 14 1600 1600 1600 1600 1600 1600 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 15 16 1200 1600 11,5 8,0 Співвідношення рідГрадієнт кої фази і піни у міжпотенціалу, електродному просВ/см торі 4 5 За винаходом 1:9,5 150,0 1:8,0 200,0 1:8,5 150,0 1: 9,5 200,0 1:9,5 200,0 1:8,0 200,0 1:9,0 190,0 1:9,0 180,0 Позамежні значення 1:7,5 160,0 1:8,5 130,0 1: 8,5 160,0 1:9,8 190,0 1:9,0 220,0 1:9,0 150,0 За способом (3) Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко Частота вібрації Ступінь очистки стіелектроду, чних вод кГц Ст ХСК, А, % % б 7 8 Підписне 80,0 100,0 80,0 80,0 80,0 100,0 100,0 100,0 79,5 77,6 69,5 80,4 75.4 68,3 72,8 70,1 76,5 75,1 71,2 78,9 72,3 67,6 69,3 67,3 90,0 90,0 60,0 90,0 90,0 120,0 65,0 55,2 55,5 80,4 81,0 80,4 50,2 44,9 52,4 76,8 76,5 76,6 62,4 55,7 51,9 45,5 Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601