Спосіб реагентного очищення природних і стічних вод

МПК С02П/48, С02Г1/64, В01 Г5/00 СПОСІБ РЕАГЕНТНОГО ОЧИЩЕННЯ ПРИРОДНИХ І СТІЧНИХ ВОД Винахід відноситься до способів очищення води і може бути використаний при обробленні природних і стічних вод газоподібними та рідкими реагентами з метою знезараджування та нейтралізації токсичних сполук. Відомий пристрій для очищення питних і стічних вод, якій містить засіб для створення кавітації в рідині [А.с. 1555302 СССР, кл. МКИ С02 f 1/64, Опубл. 07.04.90, Бюл. №13]. Недоліком зазначеного пристрою для реалізації способу очищення питних і стічних вод є невисока продуктивність, низька надійність і обмежені технологічні можливості. Ці недоліки обумовлені конструкцією пристрою у вигляді герметичної камери і, отже, - періодичністю його роботи, а також эксплуатацмним призначенням лише для руйнування бактеріальної мікрофлори і знешкодження розчинених речовин без застосування реагентів. Очевидно, що на якість такого очищення суттєво впливає ступінь забрудненості очищуваної води, шр обмеж ує використання зазначеного пристрою для реалізації способу очищення природних (питних) і стічних вод різної забрудненості. Відомий спосіб знезараджування води озоном шляхом розміщення в рідині засобу для створення кавітації [А.с. 1544714 СССР, кл. МКИ С02 f 1/48, Опубл. 23.02.90, Бюл. №7]. Недоліком зазначеного способу є невисока продуктивність процесу очищення і обмежені технологічні можливості. Ці недоліки викликані умовами здійснення способу, оскільки реагент-окислювач (озон) не подається безпосередньо в технологічний потік води, а вода оброблюється в атмосфері озону, яка створюється в камері пристрою для реалізації зазначеного способу. Крім того, спосіб не передбачає використання інших реагентів, крім газоподібних. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення способу реагентного очищення природних і стічних вод, в якому, шляхом зміни умов його здійснення, підвищується продуктивність процесу очищення і розширюються технологічні можливості його використання. Поставлена задача вирішується тим, що за способом реагентного очищення природних і стічних вод шляхом розміщення в рідині засобу для створення кавітації, відповідно до винаходу, реагент підводиться в зону виникнення кавітації через засіб для її створення. -- — Спосіб реагентного очищення природних і стічних вод реалізується таким чином. В потоці природної або стічної води, яка піддається очищенню, розміщують засіб для створення кавітації, наприклад, - гідродинамічної. Вона виникає при розміщенні в останньому засобу для її створення, який забезпечує локаль не гідродинамічної зниж ення тиску в кавітації потоці. В иникнення характеризується розривом суцільності середовища і утворенням кавітаційної каверни. При її розпаді виникає бульбашкове кавітаційне поле. Подальше захлопування кавітаційних бульбашок в зоні стабілізованого підвищеного тиску супроводжується утворенням мікрострумків високого енергетичного потенціалу, які ефективно діють на оброблюване середовище, спричиняючи також його інтенсивне перемішування. Сполучення засобу для утворення кавітації з джерелом реагенту (в газоподібному або рідкому стані) дозволяє підводити його безпосередньо в місце виникнення кавітації і утворену кавітаційну каверну, Такі умови забезпечують розвинену поверхню контакту "очищувана вода - реагент" і прискорюють реакції масообміну. Реагент, внаслідок локального зниження тиску в потоці, ежектується в оброблювану воду та інтенсивно перемішується в останній. Кумулятивні мікрострумки, що виникають при захлопуванні кавітаційних бульбашок, з сприяють руйнуванню дифузійних шарів на поверхні розподілу фаз, постійно оновлюючи площу масообміну. При таких умовах створюється розвинена поверхня масообміну і реакційна здатність підведених реагентів підвищується. Причому, це реакції відбуваються достатньо повно, а витрати реагенту найбільш раціональні. В порівнянні з традиційними способами підведення реагентів в оцищувану воду спосіб, що пропонується, має суттєві переваги. Ефективність запропонованого способу ілюструється прикладами його використання. Приклад 1. Реагентному очищенню піддавали стічну воду дріжджевого заводу. Реагент-окислювач у вигляді киснево-озонової суміші з вмістом озону 16 мг/л вводили в кавітуючий потік середовища через засіб створення кавітації. Контроль якості води проводили за показниками хімічної потреби в кисні (ХПК), забарвленості води, вмісту озону в киснево-озоновій суміші, яка міститься в воді до і після оброблення. Для порівняння воду з аналогічними характеристиками очищували в озонаторній колонці шляхом барботування киснево-озонової суміші з вмістом озону також 16 мг/л. Контроль якості води здійснювали аналогічно. Результати очищення за прикладом 1 наведено в таблиці 1. Таблиця 1 Параметри контролю Стічна вода до очищення Стічна вода,очище- Стічна вода, очина за способом, що щена в озонаторній пропонується ХПК, мг/л Забарвленість, колонці 825...850 155 285 625 80 80 1,5 10 град. Вміст озону в газовій фазі після очищення, мг/л н Приклад 2. Реагентному очищенню піддавали стічну воду гальванічного виробництва з рН 8,5, забруднену іонами важких і кольорових металів. Реагент-окислювач (вапняне молоко) вводили в кавітуючий потік середовища через засіб створення кавітації. Контроль якості води проводили за залишковим вмістом забруднювачів хроматографічним методом. Для порівняння, воду з аналогічним складом забруднювачів оброблювали в реакторі з механічним перемішуванням. Контроль якості води проводили аналогічно. Результати очищення за прикладом 2 наведено в таблиці 2. Таблиця 2 Склад Стічна вода Стічна вода, очищена Стічна вода, очищена в ре забруднювачів до очищення за способом, що акторі з механічним перемі шуванням пропонується Вміст забруднювачів, мг/л Сгв+ 0,15 Fe* 2,4 0 0,01 Fei+ 7,8 сліди 0,20 Си 0,04 0 0 Pb 0,05 0 0 Mg 46,0 сліди 0.27 о 0,03 Приклад 3. Реагентному очищенню піддавали природну воду, забруднену нафтопродуктами з сумарним вмістом останніх 45,6 мг/л. Реагент-окислювач у вигляді перекису водню Н2О2 вводили в кавітуючий потік через засіб створення кавітації. Контролья якості проводили хроматографічним методом. Для порівняння, воду з аналогіч ним складом і вм істом забруднювачів оброблювали в реакторі з механічним перемішуванням. Контроль якості очищення проводили становили 2,0 мг на 1 мг нафтопродукту. аналогічно. Витрати Н2О2 5 Результати очищення за прикладом 3 наведено в таблиці 3. Таблиця З Вміст забруднювачів в воді Вода, очищена за спосо до очищення, мг/л бом, що пропонується механічним перемішуванням Вміст залишків нафтопродуктів, мг/л 45,6 і 4,5 Вода, очищена в реакторі з 12,1 Таким чином, наведені приклади реалізації запропонованого способу реагентного очищення природних і стічних вод свідчать про ефективність його застосування при очищенні води з різним характером забруднень і при використанні як газоподібних, так і рідких реагентів.