Спосіб очищення багатокомпонентних стічних вод від важких металів

Реферат: Спосіб очищення багатокомпонентних стічних вод від важких металів включає попереднє підлужування води до рН 4-5, введення коагулянта, підлужування до рН осадження металів, відстоювання, первинне фільтрування, додавання сульфіду натрію та алюмінієвого коагулянта, вторинне фільтрування. Перед додаванням сульфіду натрію у воду вводять гранули кліноптилоліту і/або бруситу. UA 70051 U (12) UA 70051 U UA 70051 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способів очищення стічних вод промислових підприємств від важких металів та органічних домішок і може бути застосована для глибокого очищення виробничих стічних вод, що мають багатокомпонентний склад забруднюючих домішок. Відомий спосіб очищення стічних вод гальванічних виробництв від важких металів, що включає підлужування стічної води до рН осадження важких металів, відстоювання, введення сульфіду натрію, надалі солей заліза (II) або заліза (ІІІ) як коагулянта та фільтрування стічної води [1, с. 15-23]. Цей спосіб дозволяє вилучати важкі метали у присутності органічних домішок за рахунок утворення сульфідів металів, які мають меншу розчинність, ніж гідроксиди та карбонати. Недоліком даного способу є недостатній ступінь очистки стічної води важких металів при наявності органічних компонентів та коливанні рН у вихідній воді. Це пояснюється тим, що при утворенні сульфідів металів, які мають меншу розчинність, ніж гідроксиди та карбонати, спостерігається утворення дуже мілких пластівців металів за рахунок їх стабілізації органічними домішками, що призводить до неефективного вилучення зависі під час седиментації та фільтрування стічної води. Додавання залізних коагулянтів після сульфіду натрію не дозволяє скоагулювати завись. Вода змінює колір, утворюється також значна кількість мілкої зависі, яка практично не затримується при фільтруванні. Сульфід натрію, в першу чергу, реагує з іонами заліза з утворенням сульфідів заліза, які мають значно меншу розчинність, ніж сульфіди інших металів. Внаслідок цього ефективність вилучення важких металів у вигляді сульфідів є недостатньою. Крім того, при коливаннях вихідних значень рН досить важко встановити точне значення цього параметру при одноступеневому дозуванні лужного реагенту, необхідного для утворення малорозчинних сполук металів. Найбільш близьким до технічного рішення, що пропонується, є спосіб глибокої очистки багатокомпонентної стічної води від важких металів, що включає її підлужування до рН осадження металів, введення коагулянта, відстоювання, первинне фільтрування, додавання сульфіду натрію і вторинне фільтрування. При цьому воду попередньо підлужують до рН 4-5, введення коагулянта проводять до підлужування стічної води для рН осадження металів, а після введення сульфіду натрію додають алюмінієвий коагулянт. Підлужування води проводять за допомогою системи автоматичного керування технологічним процесом з використанням промислового контролера та пропорційного закону регулювання для попереднього підлужування і пропорційно-інтегрально-диференціального закону регулювання для підлужування до рН осадження металів [2] (прототип). Цей спосіб сприяє більш високій ефективності вилучення металів в умовах багатокомпонентного складу забруднень стічної води, особливо при наявності органічних домішок та коливаннях вихідних значень рН. Однак недоліком даного способу є те, що при високих вимогах до якості очищення за важкими металами не завжди досягаються встановлені нормативні показники якості води, що пояснюється стабілізацією гідроксидів та сульфідів металів органічними домішками. Крім того, при наявності емульгованої органіки та сполук важких металів утворюються спливаючі комплекси, що негативно впливає на седиментацію зависі у стічній воді. При цьому додавання різних за властивостями реагентів утруднює досягнення точного кінцевого значення рН стічної води навіть при застосуванні пропорційноінтегрально-диференціального закону регулювання. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ступеня очищення багатокомпонентної стічної води від важких металів при наявності органічних домішок. Поставлена задача вирішується тим, що у способі очищення багатокомпонентних стічних вод від важких металів, що включає попереднє підлужування води до рН 4-5, введення коагулянта, підлужування до рН осадження металів, відстоювання, первинне фільтрування, додавання сульфіду натрію та алюмінієвого коагулянта, вторинне фільтрування, перед додаванням сульфіду натрію у воду вводять гранули кліноптилоліту і/або бруситу. При цьому підлужування води проводять за допомогою системи автоматичного керування технологічним процесом на базі адаптивної системи з використанням регулятора на основі нечіткої логіки. Завдяки тому, що гранули кліноптилоліту та бруситу мають високі сорбційні властивості, то додавання їх у воду перед введенням сульфіду натрію дозволяє адсорбувати із стічної води емульговані та розчинні органічні домішки, що підвищує ефективність утворення сульфідів важких металів та наступну їх коагуляцію за допомогою алюмінієвого коагулянта. При цьому додавання кліноптилоліту та бруситу може проводитись окремо або спільно в залежності від властивостей та виду органічних домішок. В тому випадку, коли додавання сульфіду натрію разом з алюмінієвим коагулянтом недоцільне внаслідок неефективного осадження сполук важких металів у присутності значної 1 UA 70051 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 кількості емульгованих органічних домішок, то у воду доцільно додавати тільки алюмінієвий коагулянт разом з гранулами кліноптилоліту і/або бруситу. Застосування адаптивної системи автоматичного регулювання дозволяє забезпечити високу функціональність системи при зміні вхідних параметрів, зокрема рН, в широких межах. Використання в даній системі регулятора на основі нечіткої логіки дозволяє швидко та ефективно адаптувати систему під конкретний тип багатокомпонентної стічної води при коливаннях вхідних параметрів та застосуванні різних за властивостями хімічних реагентів для очищення. Спосіб очищення багатокомпонентних стічних вод від важких металів здійснюється таким чином. У стічну воду спочатку дозується луг для попереднього підлужування стічної води до рН 3-4 з метою нейтралізації надлишкової кислотності води. Далі у воду дозують алюмінієвий або залізний коагулянт. Вид коагулянта визначається процесом, який застосовується для попереднього вилучення зависі перед фільтруванням. При відстоюванні стічної води рекомендується залізний коагулянт, при флотації - алюмінієвий. Далі у воду дозується луг для підвищення рН до величин, які відповідають значенням повного осадження важких металів. При підлужуванні утворюються гідроксиди важких металів, а також алюмінію або заліза, які сприяють ефективному співосадженню важких металів та коагуляції зависі. Далі вода відстоюється і фільтрується. Оскільки після фільтрування стічної води в ній залишається деяка концентрація важких металів, стабілізована органічними домішками, то у фільтровану стічну воду вводять гранули кліноптилоліту і/або бруситу, які сорбують органічні домішки. Після цього у воду дозують сульфід натрію та алюмінієвий коагулянт. Це сприяє ефективному утворенню сульфідів важких металів та їх коагуляції під дією гідроксидів алюмінію. Далі вода повторно фільтрується для вилучення утворених малорозчинних сполук важких металів та гранул кліноптилоліту і/або бруситу. Для автоматизації технологічного процесу дозування підлужуючих реагентів застосовують промисловий контролер, в який вводять значення рН, необхідні для попереднього та кінцевого підлужування стічної води. Контролер керує роботою дозуючих пристроїв, які подають реагенти за допомогою системи автоматичного керування технологічним процесом на базі адаптивної системи з використанням регулятора на основі нечіткої логіки. Це дозволяє забезпечити високу функціональність системи при зміні вхідних параметрів в широких межах. Таким чином, запропоноване технічне рішення має суттєві відмінності від відомих способів очищення стічної води від важких металів. Так, у запропонованому технологічному процесі перед дозуванням сульфіду натрію у воду вводять гранули кліноптилоліту і/або бруситу, які мають високі сорбційні властивості до органічних домішок, що сприяє ефективному утворенню, коагуляції та осадженню малорозчинних сполук важких металів. При цьому за рахунок системи автоматичного керування технологічним процесом регулювання рН на базі адаптивної системи з використанням регулятора на основі нечіткої логіки забезпечується підтримка оптимальних параметрів осадження важких металів в умовах багатокомпонентного складу стічної води та значних коливань вхідних концентрацій домішок. В результаті запропонований спосіб дозволяє одержати якісно новий результат - підвищити ступінь очищення багатокомпонентної стічної води від важких металів при наявності органічних домішок. Крім того, застосування запропонованого способу дозволяє звести до мінімуму перевитрату хімічних реагентів та повністю автоматизувати процес дозування реагентів. Джерела інформації: 1. Смирнов Д.Н., Генкин В.Е. Очищение сточных вод в процессах обработки металлов.- М.: Металлургия, 1989. 2. Патент України на корисну модель № 42955. Спосіб глибокої очистки багатокомпонентних стічних вод від важких металів. С02F1/62. Бюл. № 14, 27.07.2009 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб очищення багатокомпонентних стічних вод від важких металів, що включає попереднє підлужування води до рН 4-5, введення коагулянта, підлужування до рН осадження металів, відстоювання, первинне фільтрування, додавання сульфіду натрію та алюмінієвого коагулянта, вторинне фільтрування, який відрізняється тим, що перед додаванням сульфіду натрію у воду вводять гранули кліноптилоліту і/або бруситу. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що підлужування води проводять за допомогою системи автоматичного керування технологічним процесом на базі адаптивної системи з використанням регулятора на основі нечіткої логіки. 2 UA 70051 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3