Спосіб нейтралізації стоків та установка для його здійснення

1. Спосіб нейтралізації стоків, що включає подавання перемішаних кислих та лужних стоків в реактор-змішувач, де їх піддають кавітаційній гідромеханічній обробці з одночасним подаванням реагентів для нейтралізації, який відрізняється тим, що перед надходженням стоків до накопичувальної ємності їх насичують диспергованим повітрям за допомогою двокамерних струменевих аераторів, процес наповнення накопичувальної ємності ведуть безперервно у міру надходження стоків, дозування реагентів здійснюють згідно з показниками рН середовища безпосередньо в магістралі при подачі стоків в реактор-змішувач, а при різкій зміні показника рН середовища, що надходить до реактора-змішувача, стоки скидають в буферний бак і піддають повторній нейтралізації до досягнення потрібної величини рН. C2 2 (19) 1 3 84064 4 електростанцій в установці, яка місти ть накопивхо дом блока управління, і др угий вимірювач рН чувальн у ємність з реаген том і баксередовища, вихід якого з'єднаний з другим вхонейтра ліза тор з цирк уляційним контуром, до дом блока управління, одну або дві ємності для складу якого входить насос зі засмоктуючою і нареагентів, виконані з вимірювачами рН середопірною магістралями і гідродинамічний кавітаційвища і да тчиками рівня, ви ходи яких з'єднаний з ний змішувач. Завдяки наявності в циркуляційновідповідними входами блока управління [патент му контурі устано вки кавітаційно го змішувача РФ № 2129993, MПК8:C02F1/66, опубл. в Бюл. № інтенси фік ується процес перемішування лужних 13, 1999 p.]. і кислих стоків, а, значить, і ефективність провеЗгідно описаної у відомому винаході технології дення хімічних реакцій. Але разом з тим ця технонакопичувальні ємності заповнюють окремо кислогія і установка є недостатньо продуктивними, лими і лужними стоками, після чого перемішують процес перемішування потребує значного часу та вміст кожного накопичувача до встано влення енерговитрат. Для нейтралізації стоків в цій устапевної вели чини рН і визначення потрібних виновці бак-нейтралізатор заповнюють до встановтрат для взаємної н е й тр аліза ці ї при по да чі леного рівня, по закінченні повного циклу стоки стокі в в р еак тор -змі шува ч. По трі бні ви тр а ти зливають, і лише після цього знову заповнюють стокі в встано влюються за допомо гою ре гулябак-нейтралізатор но вою порцією стоків і провоторі в ви тра т, які спра цьовують із значним запіздять наступний робочий цикл. Така установка не ненням, через що власне і виникає необхідність розрахована на безперервний прийом стоків, що і попереднього перемішування стоків. Перемішує головною причиною недостатньої продуктивності вання здійснюють механічним способом за допопроцесу. могою мішалки, або ж проводять циркуляційне Подібна технологія і установка описані в патеперемішування шляхом пропускання стоків через нті України № 43705 [MПК8:C02F1/66, B01F5/00, зовнішній по відношенню до накопичу вальної ємопубл. В Бюл. № 11, 2001 p.]. Установка також ності реактор-змішувач. містить циркуляційний контур з гідродинамічним Така організація процесу перемішування кавітаційним змішувачем, і відрізняється від постоків скоріше є недоліком відомої те хнологі ї, передньої тим, що кавітаційний змішувач сполуаніж її перевагою, тому що пов'язана як з консчений безпосередньо з ємністю, в якій міститься тр уктивним ускладненням установки, так і з підреагент. Ця конструктивна особливість забезпечує вищеними енерговитратами на забезпечення розасмоктування реагенту в порожнину кавітаційного боти змішувального обладнання. Крім того, змішувача, де реагент змішується з оброблювапродуктивність процесу нейтралізації недостатньо ними стоками. Крім того, існує можливість застосувисока, тому що наповнення накопичувальних вання не тільки рідких, а і газоподібних реагентів. ємностей відбувається лише по закінченні попеАле це технічне рішення має ті ж недоліки, що і реднього циклу нейтралізації. Необхідно також попереднє - недостатню продукти вність і неможзазначити, що, як правило, подача кислих і лужливість безперервного прийому стоків. них стокі в в умо ва х реальни х підпри ємств приВідомий спосіб ней тра лізації лужни х та ки води ть до пере ван таження одн ієї з накопичувасли х стоків і устано вка для йо го здійснення [пальних ємностей і, відповідно, до додаткових тент України № 20629, MПК8:C02F1/66, опубл. в обмежень, які накладаються на основні технологіБюл. № 1, 1998 p.]. Згідно описаній технології начні процеси. копичувальні ємності заповнюють окремо, а взаЩе одним важливим недоліком відомого ємодія стоківвідбувається поза ємностями із випроцесу є те , що в разі одержання на виході некористанням гідродинамічного кавітаційного задовільного результату величини рН оброблених змішувача, і , як і у ви щез гадани х вина хода х, стоків процес її корегування стає до волі проблеповторне їх заповнення здійсн юють ли ше після матичним - потрібно проводити повторний цикл проходження повного робочого циклу нейтралінейтралізації, на що ви трачається певний час, і зації і випорожнення ємностей. Недолік цього лише після закінчення повторної нейтралізації технічного рішення полягає у складності забезпетехнологічний проце с можна продовж ува ти . Це чення задовільних результатів при проведення знижує про дук ти вність ро бо ти устано вки . Щодо корекції параметрів те хнологічного процесу в разі установки - слід зазначити, що вона має підвищевідхилення показника рН оброблюваної рідини від ну матеріалоємність і конструктивну складність. потрібного. В основу винаходу поста влена задача підЗа прототип винаходу прийнятий спосіб нейтви щення продуктивності способу нейтралізації ралізації стоків, при якому перемішані ки слі та стоків шляхом їх насичення диспергованим повітлужні стоки п ода ють в реак тор -змі шува ч, де рям перед надходженням до накопичувальної ємїх п ідда ють ка ві та цій ній гідромеханічній обробці ності і безперервної подачі стоків в цю ємність, з одночасним подаванням реагентів для нейтралідозування реагентів при подачі стоків в реакторзації [патент РФ № 2129993, MПК8:C02F1/66, змішувач, а також скидання недостатньо оброблеопубл. в Бюл. № 13, 1999р.]. них стоків в буферний бак, в результа ті чо го заЗа прототип винахо ду прийнята також устабезпечується аерація та інтенсивне перемішуновка для нейтралізації стоків, що містить дві вання стоків ерліфтними потоками з досягненням накопичувальні ємності з датчиком рівня, вихід достатньо усередненого значення рН для дозуякого з'єднаний з першим входом блока управлінвання відпові дни х реаген тів на вході реактораня, насос подавання, вихід якого з'єднаний зі вхозмішува ча, виключення впливу запізнення насодом реактора-змішувача, пер ший вимірюва ч рН сів-дозаторів, можливість проведення процесу середо ви ща , ви хід якого з'єднан ий з пе р шим нейтралізації стоків і їх відведення з одночасним 5 84064 6 прийманням стоків в накопичувальну ємність та трьохходовий клапан, один з виходів якого сполузапобігання викиду кислих або лужних стоків у чений з вхідною магістраллю буферного бака, а вихідну магістраль. вхід, що упра вля ється - з ви хо дом блока В основу винаходу поставлена також задача уп ра вління , крім цього , магістра лі пода вання спрощення конструкції та підвищення ефективності ре а ген ті в в р еак тор -змі шувач о сна щені на сороботи установки для нейтралізації стоків шляхом сами-доза торами , вхо ди яки х, що управляютьудосконалення констр ук ти вного виконання осся, з'єднані з виходом блока управління. новни х функціональни х вузлі в та їх вза ємозв'яВказаний вище технічний результат, що досязку і оснащення установки новими конструктивгається в процесі реалізації винаходу, обумовленими вузлами, зокрема, шляхом обладнання ний ознаками, які відрізняють запропоновану вхідних магістралей накопичувальної ємності двоте хнологію і установку для нейтралізації стоків камерними струменевими аераторами та доповвід ознак подібних те хноло гій і обладнання того ненням установки буферним баком, в результаті ж призначення, описаних згідно відомого рівня чого забезпечується аерація та інтенсивне перетехніки. мішування стоків ерлі фтними потоками з досягТак, двокамерні струминні аератори, розміщененням достатньо усередненого значення рН ні на вхідних магістралях установки, насичують для доз ування відпо відни х реаген тів на вході стоки диспергованим повітрям ще до того, як вони реактора-змішувача, виключення впливу запізпотрапляють в порожнину накопичувально ї ємнення насосів-дозаторів, можливість проведення ності . І при про хо дженні таки х стокі в через процесу нейтралізації стоків і їх відведення з одотвори зіркоподібни х розподільчих пристроїв в ночасним прийманням стоків в накопичувальн у ємності утворюються інтенсивні ерліфтні потоки, ємність та запобі гання викиду кисли х або лужпри цьому водопо ві тряна маса , що зна ходи ться них стоків у ви хі дн у магістраль. в накопи чувальній ємності , перемі шується і Поставлена задача дося гається за ра хунок рівномірно розподіляється по всій порожнині. Все того , що в способі нейтралізаці ї стоків, при якоце забезпечує високий технологічний ефект, рему перемішані кислі та лужні стоки подають в зультатом якого є досягнення достатньо усередреактор-змішува ч, де їх піддають кавітаційній неної величини рН середовища для подальшого гідромеханічній обробці з одночасним подаванням дозування реагентів нейтралізації, яка відбувареагентів для нейтралізації, згідно до винаходу, ється на вході реактора-змішувача . Таким чиперед надходженням стоків до накопичувальної ном, інтен си вне змішування надає змо гу суттєємності їх насичують диспергованим повітрям за во спрости ти і здешевити установку і допомогою двокамерних струменевих аераторів, технологічний процес в цілому, тому що відпадає процес наповнення накопичувальної ємності венеобхідність у застосуванні ме хані чного або цидуть безперервно по мірі надходження стоків, ркуляційно го змішування стокі в, як це має місце дозування реагентів здійснюють згідно показників у відомому винаході. І, крім того, перемішування рН середовища безпосередньо в магістралі при відбувається не в двох окремих ємностях (як в подачі стоків в реак тор-змішува ч, а при різкій прототипі), а в одній. За таких умов процес нейтзміні показника рН середовища, що надходить ралізації і скид оброблених стоків у ви хідн у магісдо реактора-змішувача, стоки скидають в буфертраль може відбува тись одночасно з прийомом ний бак і піддають повторній нейтралізації до достоків в накопичувальну ємність. сягнення потрібної величини рН. С лі д та кож з аз на чи ти , що з а вдяк и то м у, Поставлена задача вирі шується також тим, що п е р емі шува н н я стокі в в накопичува льній що в устано вці для нейтралізації стоків, що місємності забезпечує усереднен у вели чин у рН, ти ть накопичувальн у ємність з да тчиком рівня, запізнення насосів-дозаторів, яке значно нижче ви хід якого з'єднаний з першим входом блока регуляторів витрат, не впливає на процес нейтрауправління, насос подавання, вихід якого з'єдналізації. ний зі входом реактора-змішувача, перший виміВажливим достоїнством запропонованого рювач рН середовища, вихід якого з'єднаний з те хнічно го рі шення є спрощена , у порівнянні з другим входом блока управління, і другий вимівідомою, схема запобігання ймовірності попадання рювач рН середови ща , ви хід якого з'єднаний з недостатньо оброблених (тобто, кислих або лужтре тім входом блока упра вління , одн у або дві них) стоків у ви хідн у магістраль. Поява недостатємності для ре аген ті в, виконані з вимірювачами ньо оброблених стоків на виході може статись у рН середовища, і датчиками рівня, виходи яких випадку, коли з ряду причин в процесі нейтраліз'єднаний з відповідними входами блока управзації, супроводжуваному надходженням нових ління, згідно до запропонованого винаходу, вхідні порцій стоків, сталася різка зміна величини рН магістралі кислих та луж ни х сто кі в осна ще ні стоків, що прямують до реактора-змішувача . У дво кам ерн им и стр ум ин ним и ае ра тор ами і цьому разі через запізнення насосів-дозаторів дво ма зіркоподібними розподільними пристроявеличина рН стоків, які скидаються, може вийти ми, установка містить буферний бак, вихідна магіза встановлені межі. Для виключення попадання страль якого з'єднана зі входом насоса подавантаких стоків у ви хі дн у магістраль запропонована ня, а вхідна магістраль з'єднана з вихідною устано вка оснащена буферним баком, до якого магістраллю установки, при цьому ви хідні магістчерез відповідні трубні розгалуження і відповідне ралі накопичувальної ємності і буферного бака арматурне обладнання направляють недоочищені оснащені першим і другим вентилями, входи стоки. яких, що управляються, з'єднані з виходами блока управління, а у вихідній магістралі встановлений 7 84064 8 Технологічна схема установки та блоку було сказано вище, через те, що завдяки переміуправління процесом схематично показані на крешуванню стоків в накопичувальній ємності величисленні. на рН сер едо ви ща усере дн юєть ся , запіз нення Установка містить накопичувальну ємність 1 н асо сі в-доза то рі в, ко тр е зна чн о ниж че регуляз датчиком рівня Р1, вихід якого з'єднани й з петорів витрат, не впливає на процес нейтралізації. ршим входом блока упра вління 2, насос подаПри відхиленні величини рН стоків від норми вання НП , ви хід яко го з'єднаний зі входом реакпо сигналу від другого вимірювача рН2, вихід якотора-змішувача 3, перший вимірювач рН го з'єднаний з входом блока управління 2, пересередовища рН1, вихід якого з'єднаний з другим ключається трьохходовий клапан ВЗ і стоки скивходом блока управління, і другий вимірювач рН даються в буферний бак 10. Після середовища рН2, ви хід якого зв'язаний з третім відпрацювання насосами-дозаторами НДК або входом блока управління 2. Устано вка містить НДЛ встановленого значення рН стоків, клапан ВЗ одну або дві (на кресленні зображено дві) ємноспереключається і нейтралізовані стоки перевоті для реагенті в 4 (кислота) та 5 (луг), які виконадяться на скид. Таким чином, наявність буферноні з вимірювачами рН відповідного середовища го бака виключає викид кислих або лужних стоків у кислого – рН3, та лужного - рН4 і з датчиками ріввихідну магістраль. ня Р3, Р4, виходи яких з'єднаний з відповідними Буферний бак випорожнюється при його завходами блока управління. Вхідні магістралі 6, 7 повненні до верхнього рівня або після випорожкислих та лужних стоків оснащені двокамерними нення накопичувальної ємності. Для цього перший струминними аераторами 8 і двома зіркоподібвентиль В1 закривається, а другий вентиль В2, ними розподі льними при строями 9 . При стрій який встановлений у вихідній магістралі 11 буфермісти ть буферний бак 10, вихідна магістраль 11 ного бака 10 і своїм ви ходом з'єднаний з входом якого з'єднана зі входом насоса подавання НП, а насоса подачі стоків НП, ві дкривається. Це привхідна магістраль 12 з'єднана з вихідною магістзводить до надходження на вхід реакторараллю 13 установки. Вихідна магістраль 14 накозмішувача стоків із буферного бака 10, нейтраліпичувальної ємності 1 і вихідна магістраль 11 зація яких здійснюється згідно описаного алгоритбуферного бака 10 оснащені першим В1 і др угим му. В2 вентилями, входи яких, що управляються, Приклад з'єднані з ви ходами блока управління. У вихідній Проводилась обробка стоків, які надходили з магістралі 13 встановлений трьохходовий клапан хімічного це ху електростанції в установці для ВЗ, один з виходів якого сполучений з вхідною нейтралізації з накопичувальною ємністю об'магістраллю 12 буферного бака, а вхід, що управємом 200 м 3 та ємностями кислих та лужних реаляється - з виходом блока управління 2. Магістрагентів 4, 5 об'ємом 10 м 3. лі подавання реагентів 15 (кислота) та 16 (луг) в Зі вхідних магістралей 6 та 7 кислих та лужних реактор-змішува ч 3 осна щені насосамистоків через двокамерні струминні аератори 8 до дозаторами НДК (кислота) та НДЛ (луг), вхо ди накопичувально ї ємності 1 надходя ть стоки, де яких, що управляються, з'єднані з виходом блока вони ін тенси вно перемішуються. Ємність заповуправління 2. нюють до верхнього робочого рівня, після чого Здій сн ення за проп оно вано ї те хн оло гі ї ви відкривають вентиль В1 і за допомогою насосу сві тлює ро бо та уста но вки для нейтралізації: подавання НП стоки через вимірювач рН1 направПри заповненні накопичувальної ємності 1 до ляють по вихідній магістралі 14 до реактораверхнього робочого рівня по сигналу, що надхозмішувача. Слід зазначити, що величина фактичдить від да тчика рівня Р1, ви хі д якого з 'єднаний них з на чень рН1 по стійн о змі нюється по мірі з першим входом блок у управління 2, вмикається на дходження но ви х по рцій стокі в до накопичунасос НП подачі стоків в реактор-змішувач 2 і відвальної ємності, тому обчислення потрібної дози кривається перший вентиль В1. За допомогою реагентів для забезпечення нейтралізації стоків встановленого у вихідній магістралі 14 перед реаможливо тільки за допомогою автоматизованого ктором-змішувачем 3 вимірювача рН1 визначаблоку управління, який миттєво реа гує на будьється величина рН середови ща, і вмикається відякі зміни величини рН . Таким чином , в залежноповідний насос-дозатор НДК або НДЛ, в результаті сті від миттєви х показників вимірювача рН1 і з чого з однієї з ємностей для реагентів 4 а бо 5 в ура хуванням показників вимірювачі в рН3 і рН4 реактор-змішува ч 3 надходи ть потрібна кількість по команді блока управління необхідна порція реагенту нейтралізації - луги чи кислоти. Дозуванкислоти чи лугу направляється в реакторня реагенту здійснюється за допомогою блока змішувач, де і відбувається нейтралізація стоків. управління 2 по даним вимірювача рН1, встановКінцевий показник рН оброблених стоків визначаленого в магістралі стоків на вході реакторається за допомого ю вимірювача рН2 по закінзмішувача 3, і вимірювачів рН3, рН4, встановлених ченні виро бничо го циклу, і , в залежності від цьов ємностях кислих та лужних реагентів 4, 5. Ви хого показника, стоки або скидаються у ви хідну ди цих вимірювачів з'єднані з відповідними вхомагістраль, або ж направляються до буферного дами блока управління 2, а управляючі входи набаку на повторну обробку. сосів-дозаторів НДК та НДЛ - з його виходами. Як 9 Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков 84064 Підписне 10 Тираж 28 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