Установка для очищення ціанідовмісних стічних вод

1. Установка для очистки цианидсодержащих сточных вод, содержащая биореактор в виде емкости с днищем и отверстиями для подачи очищаемых сточных вод, отвода обработанных вод и удаления содержимого емкости, перемешивающее устройство и воздуховод с барботерами, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена культиватором для микроорганизмов и по крайней мере одной сорбционной камерой, сообщенными с биореактором, а также нагревательным w элементом, в емкости биореактора выполнено отверстие для ввода микроорганизмов, а перемешивающее устройство выполнено в виде центробежного насоса или эрлифта. 2. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что барботеры установ лены на днище емкости биореактора, которое выполнено в виде конусообразной поверхности с отверстиями для слива содержимого в вершине поверхности. 3. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что емкость биореактора снабжена электроактиватором. 4. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена перегородками, разделяющими емкость биореактора, по крайней мере, на три секции, а также дополнительными перемешивающими устройствами, нагревательными элементами и барботерами, установленными в каждой секции, и в верхней части каждой перегородки выполнены отверстия для последовательного перелива обрабатываемой воды из предыдущей секции в последующую. 5. Установка по пп. 1 и 4, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что днище каждой секции выполнено в виде конусообразной поверхности, в вершине которой расположены отверстия для удаления содержимого каждой секции емкости, а барботеры установлены на днище каждой секции. 6. Установка по п. 1 и п. 4, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, по крайней мере, две секции емкости биореактора снабжены электроактиваторами. 7. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что сорбционная камера выполнена в виде емкости с днищем, имеющим конусообразную поверхность, в вершине которой выполнено отверстие для удаления содержимого, и снабженную барботерами, установленными на днище камеры, и эрлифтом, а также дренажной сеткой, установленной над сорбционной камерой под углом 20-40° к плоскости горизонта. о. О з 26692 Изобретение относится к очистке цианидсодержащих сточных вод и может быть использовано в золотосодержащей промышленности, а также в цветной металлургии. • Цианидсодержащие сточные воды, образующиеся после стадии цианирования золотосодержащих руд, а также некоторых процессов гальванических производств и т.д., содержат, кроме свободных цианидов и цианидов в виде металлокомплексов, тиоцианаты и другие тяжелые металлы. Поэтому проблема цианидсодержащих сточных вод является чрезвычайно актуальной. Использование для очистки цианидсодержащих сточных вод микроорганизмов позволяет создать экологически чистые процессы очистки цианидсодержащих сточных вод. Известна установка для очистки цианидсодержащих сточных вод, содержащая биореактор с погруженными в него перемешивающими устройствами в виде 48 дисков диаметром 3,6 м для нанесения на них микроорганизмов [1]. Диски с нанесенными на них микроорганизмами вращаются со скоростью 0,5 - 1,5 об./мин, осуществляя одновременно перемешивание и контакт микроорганизмов с очищаемой цианидсодержащей сточной водой. Постепенно пленка микроорганизмов отпадает от дисков, образуя осадок, обстоящий из отработанных клеток микроорганизмов с сорбированными на них металлами, удаляемый фильтрацией. Для очистки используется цианидсодержащая сточная вода с содержанием цианидов 6,5 мг/л и с содержанием твердой фазы 7,8 мг/л. Однако известная установка, в силу своих конструктивных особенностей, может быть использована для очистки цианидсодержащих сточных вод только с невысоким содержанием циаиидов и дисперсной фазы. Наиболее близким к заявляемому известным техническим решением является биосорбер [2}, содержащий емкость с коническим днищем и отверстиями для подачи исходной очищаемой воды и воздуха, отвода смеси сточных вод и микроорганизмов и удаления содержимого емкости, перемешивающее устройство и воздуховод с барботерами. Указанный биосорбер, как и описанная выше установка, не может быть использован с достаточной эффективностью для очистки сточных вод с высоким содержанием цианидов и дисперсных заг 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рязнений, образующихся после стадии цианирования золотосодержащих руд и некоторых других производств. Задачей изобретения является создание установки для очистки сточных вод, которая обеспечила бы эффективное удаление цианидов из вод, содержащих в большом количестве эти соединения и диспергированные твердые частицы. Поставленная задача решена тем, что известная установка для очистки цианидсодержащих сточных вод, содержащая биореактор в виде емкости с днищем и отверстиями для подачи очищаемых сточных вод, отвода обработанных вод и удаления содержимого емкости, перемешивающее устройство и воздуховод с барботерами, согласно изобретению, дополнительно снабжена культиватором для микроорганизмов и, по крайней мере, одной сорбционной камерой, сообщенными с биореактором, а также нагревательным элементом, причем в емкости биореактора выполнено отверстие для ввода микроорганизмов, а перемешивающее устройство выполнено в виде центробежного насоса или эрлифта. Ниже (см. таблицу) убедительно показано, что высокий эффект очистки сточных вод от цианидов и тяжелых металлов достигается при использовании предлагаемой установки для очистки очень загрязненных сточных вод (содержание диспергированных частиц >1,0 г/л) с высокой концентрацией цианидов (30,9 мг/л). Высокая эффективность заявляемой установки при очистке сточных вод обеспечивается благодаря интенсивному перемешиванию с помощью центробежного насоса или эрлифта очищаемой цианидсодержащей сточной воды с предварительно выращенными в культиваторе и подаваемыми в биореактор микроорганизмами, подогреву до оптимальной температуры с помощью нагревательного элемента и активному насыщению кислородом содержимого биореактора, а также поддержанию его во взвешенном состоянии в течение всего процесса обработки. Тем самым создаются оптимальные условия для интенсивного процесса биодеструкции цианидов и исключается образование застойных зон в емкости биореактора. Рекомендуется, чтобы барботеры были установлены на днище емкости биореактора, выполненном в виде конусообразной поверхности, в вершине которой имеется отверстие для удаления содержимого емкости биореактора. 26692 Указанная модификация обеспечивает оптимальное перемешивание биомассы и исключает образование отложений дисперсной фазы на дне емкости биореактора. Целесообразно, чтобы емкость биореактора была дополнительно снабжена электроактиватором, что обеспечивает дополнительную интенсификацию процесса очистки цианидсодержащих сточных вод. Возможно, чтобы емкость биореактора была разделена перегородками на секции, причем в верхней части каждой перегородки было выполнено отверстие, через которое осуществляют подачу очищаемой цианидсодержащей сточной воды последовательно из предыдущей секции в последующую, и каждая секция при этом была снабжена перемешивающим устройством, нагревательным элементом и барботерами. Указанная модификация позволяет осуществить непрерывный процесс очистки цианидсодержащих сточных вод с высоким содержанием цианидов в дисперсной фазе. Целесообразно, чтобы барботеры были установлены в каждой секции на днище, имеющем конусообразную поверхность, в вершине которой выполнено отверстие для удаления содержимого биореактора. Указанная модификация позволяет обеспечить оптимальное перемешивание биомассы и исключает образование отложений дисперсной фазы на дне емкости биореактора при непрерывном процессе очистки цианидсодержащих сточных вод, Возможно, чтобы сорбционная камера представляла собой емкость с днищем, имеющим конусообразную поверхность, в вершине которой выполнено отверстие для удаления содержимого, и снабженную барботерами, установленными на днище сорбционной камеры, а также установленной над сорбционной камерой под углом 20-40° к горизонту дренажной сетки. Указанная модификация установки обеспечивает повышение степени очистки цианидсодержащих сточных вод от цианидов в виде металлокомплексов, не разрушенных в биореактора, с одновременным извлечением цианокомплексов благородных металлов. На прилагаемых чертежах схематично изображена заявляемая установка для очистки цианидсодержащих сточных вод, при этом на фиг. 1 показана модификация установки с биореактором в виде ем кости, а на фиг. 2 - е биореактором, разделенным перегородками на секции. Установка для очистки цианидсодержащих сточных вод (фиг. 1) содержит био5 реактор, выполненный в виде емкости 1 с отверстием 2 для подачи очищаемой цианидсодержащей сточной воды, отверстием 3 для ввода микроорганизмов, отверстием 4 отвода смеси цианидсодержащей сточ10 ной воды и микроорганизмов и отверстием 5 для удаления содержимого емкос>ти 1 биореактора. Емкость 1 снабжена перемешивающим устройством 6, нагревательным элементом 7 и барботерами 8. 15 Перемешивающее устройство 6 представляет собой центробежный насос или эрлифт, который снабжен краном-регулятором 9. К центробежному насосу присоединена труба 10, которая опущена в 20 емкость 1. Барботеры 8 установлены на днище емкости 1, имеющей конусообразную поверхность, в вершине которой выполнено отверстие 5 для удаления содержимого емкости 1 биореактора. В рабо25 чем состоянии биореактора отверстие 5 закрыто заслонкой 11, которая открывается, например, при плановом освобождении емкости 1 биореактора. Отверстие 5 снабжено устройством пневморазрушения 30 иловой пробки 12, соединено с краном 13 и воздуховодом 14, который подключен к основному насосу 15 и дополнительному насосу 16. Нагревательный элемент 7 представ35 ляет собой ТЭН автоматического регулирования и может быть расположен как внутри емкости 1, так и снаружи, или внутри и снаружи одновременно и соединен с блоком управления ступенчатым наг40 ревом 17. Емкость 1 может содержать электроактиватор 18, который представляет собой два электрода, окруженных стенками из диэлектрика. Электроактиватор 18 соеди45 ней с блоком регулируемых выпрямителей электрического тока 19. Общее электропитание установки осуществляется через блок силового электропитания 20. В емкости 1 установлены также датчики рН 50 21, температуры 22, уровня жидкости 23, сигналы от которых поступают на блок КИП 24, где преобразуются в нужную для регистрации форму. Над отверстием для ввода очищаемой цианидсодержащей во-' 55 ды 2 установлен пескоотбойник 25, соединенный с каналом 26, по которому отводятся крупные фракции песка. Емкость 1 соединена, по крайней мере, с одним культиватором микроорганиз 26692 мов 27 и, по крайней мере, с одной сорбционной камерой 28. Культиватор микроорганизмов 27 содержит три секции: иа пять, двадцать пять и триста литров каждая. Предусмотрено термостатирование культиватора микроорганизмов. *Сорбционная камера представляет собой емкость 28 с днищем, имеющим конусообразную поверхность, в вершине которой выполнено отверстие 29 для сброса содержимого сорбционной камеры, снабженное заслонкой 30. На поверхности днища емкости 28 установлены барботеры 31» Емкость 28 сорбционной камеры снабжена эрлифтом 32, к которому присоединена труба 33. Над сорбционной камерой 28 установлена дренажная сетка 34, обеспечивающая при непрерывной работе возврат ионообменной смолы в сорбционную камеру 28. Поверхность дренажной сетки 34 с горизонтальной линией образует угол = 20-40°С. Непрерывную работу установки для очистки цианидсодержащих сточных вод обеспечивает возможность использования второй сорбционной камеры 35. В сорбционной камере 28 может быть установлена труба 36 таким образом, чтобы отверстие трубы 36 сообщалось с отверстием 4 в емкости 1 биореактора. Это может обеспечить дополнительное перемешивание обрабатываемой смеси цианидсодержащих сточных вод и микроорганизмов. Таким же образом можно обеспечить дополнительное перемешивание и в емкости 1 биореактора. Для этого в емкости 1 может быть также установлена труба 36 таким образом, чтобы отверстия 2 и 3 емкости 1 биореактора сообщались с трубой 36. Емкость 1 биореактора может быть разделена перегородками 37 и 38 на три секции - 39, 40 и 41 (фиг. 2). Каждая из секций снабжена нагревательными элементами 7, перемешивающим устройством 6 и барботерами 8. Днище каждой секции представляет собой конусообразную поверхность, в вершине которой выполнено отверстие 5 для удаления содержимого секции. Отверстие 5 в каждой секции в рабочем состоянии закрыто заслонкой 11 и снабжено устройством пневморазрушения иловой пробки 12, соединено с краном 13 и воздуховодом 14, подсоединенным к основному насосу 15 и дополнительному насосу 16. На поверхности днища каждой секции установлены барботеры 8. В верхней части перегородок 5 30 15 20 25 30 35 40 45 50 55 8 37 и 38 выполнены отверстия 42 и 43, через которые цианидсодержащая сточная вода самотеком из секции 39 попадает в секции 40 и 41 соответственно. Вплотную к перегородкам могут быть установлены трубы 44 и 45 соответственно, причем отверстие 42 в перегородке 37 сообщается с отверстием трубы 44, а отверстие 43 в перегородке 38 - с отверстием в трубе 45. По крайней мере в двух секциях 39 и 40 могут быть установлены электроактиваторы 18. Установка для очистки цианидсодержащих сточных вод работает следующим образом. Вначале выращивается культура микроорганизмов. Культивирование осуществляется в культиваторе микроорганизмов 27 путем последовательных пересевов из меньших емкостей в большие. Для выращивания микроорганизмов используется питательная минеральная среда с добавками глюкозы. Температура для интенсивного культивирования микроорганизмов поддерживается на уровне от 27 до ЗОоС. Выращенная культура микроорганизмов подается в емкость 1 биореактора через отверстие 3. Цианидсодержащие сточные воды с содержанием дисперсной фазы более 1 г/л подаются на пескоотбойник 25 для отделения крупной фракции песка, которая через канал 26 удаляется, а цианидсодержащие сточные воды, содержащие мелкую фракцию минералов, через отверстие 2 подаются в емкость 1 биореактора. При этом и культура микроорганизмов, подаваемая через отверстие 3, и цианидсодержащая сточная вода, подаваемая через отверстие 2, протекая по трубе 36, подается в нижнюю часть емкости 1 биореактора. В момент запуска установки цианидсодержащая сточная вода, предварительно введенная в емкость 1 биореактора, может быть также использована для выращивания микроорганизмов. Нагревательным элементом 7 создается необходимый температурный режим, контролируемый датчиком температуры 22. Контроль рН осуществляется датчиком рН 21. Результаты измерений от датчиков рН 21 и температуры 22 подаются на блок КИП 24. Воздух, подаваемый по воздухопроводу 14 от насосов 15, 16 через барботеры 8 в емкость 1 биореактора, обеспечивает насыщение смеси цианидсодержащей сточной воды и микроорганизмов кислородом и поддерживает ее во взвешенном состоянии, исключая образование застойных зон и создавая условия для биодест 9 26692 рукции цианидов. Центробежный насос 6 или эрлифт осуществляет интенсивное перемешивание указанной смеси. Усиление биодеструкции происходит, если пропускать обрабатываемую цианид» содержащую сточную воду через электроактиватор 18. В этом случае переключением крана-регулятора 9 центробежного насоса 6 обрабатываемая цианидсодержащая сточная вода по трубе 10 подается в пространство между электродами электроактиватора 18 с нижней части емкости 1. Окончательная очистка осуществляется в сорбционной камере 28, куда предварительно вводят ионообменную смолу. Очищенная в емкости 1 биореактора сточная вода подается в сорбционную камеру 28 через отверстие 4 в емкости 1 биореактора по трубе 36. В сорбционной камере 28, как и в емкости 1 биореактора, сточная вода интенсивно перемешивается и насыщается воздухом, подаваемым через барботеры 31. Смесь сточной воды и ионообменной смолы через трубу 33 эрлифтом 32 выбрасывается на дренажную сетку 34, угол наклона которой к горизонтальной линии а = 20-40° позволяет ионообменной смоле, отделяемой на ней, скатываясь возвращаться в сорбционную камеру 28. Очищенная сточная вода, прошедшая через отверстия в дренажной сетке 34, отводится в предназначенный для этого канал. Поскольку предлагаемое устройство предназначено в основном для работы в непрерывном режиме, предусмотрено использование дополнительной сорбционной колонны 35, которая подключается по мере необходимости для регенерации ионообменной смолы в сорбционной камере 28. Работа устройства для очистки цианидсодержащих сточных вод при наличии в емкости 1 биореактора перегородок 37 и 38, разделяющих емкость 1 на секции 39, 40 и 41, осуществляется аналогичным образом (фиг. 2). При этом цианидсодержащая сточная вода, содержащая микроорганизмы, после обработки в секции 39 через отверстие 42 в перегородке 37 5 10 15 20 25 30 35 40 45 10 попадает в трубу 44, а затем в секцию 40. После обработки, аналогичной обработке в секции 40, смесь цианидсодержащей сточной воды и микроорганизмов попадает через отверстие 43 в перегородке 38 в трубу 45, а затем в секцию 41, откуда, после обработки, через отверстие 4 попадает в сорбционную камеру 28. Обработка в сорбционной камере 28 происходит аналогично описанному выше. Контроль за эффективностью процесса осуществляется путем периодического отбора проб. В случае ведения процесса в трехсекционной емкости биореактора отбор проб осуществляется из третьей секции емкости биореактора и на выходе после сорбционной камеры. В таблице приведены результаты химического анализа цианидсодержащих сточных вод (промышленных отходов Марджанбулакской ЗИФ) до и после обезвреживания на предлагаемой установке. В указанной таблице приведены также результаты химического анализа цианидсодержащих сточных вод до и после обезвреживания на установке, описанной в [1]. Как видно из приведенных данных, предлагаемое устройство для очистки цианидсодержащих сточных вод позволяет производить очистку цианидсодержащих сточных вод с содержанием дисперсной фазы >1,0 г/л и содержанием цианидов 30,9 мг/л, в то время как с помощью известной установки обеспечивается очистка цианидсодержащих сточных вод с содержанием дисперсной фазы 7,8 10*3 мг/л и концентрацией цианидов 6,5 мг/л. При этом заявляемое изобретение обеспечивает полную очистку от цианидов и тиоцианатов с одновременным извлечением тяжелых металлов, в том числе благородных. Вполне очевидно, что выше приведен лишь конкретный пример реализации изобретения. Однако возможны и другие варианты, не выходящие по существу за пределы, ограниченные формулой изоб50 ретения. J 11 12 26692 Цианидсодержащие сточные воды Показатели Очистка на установке в соответствии с изобретением до обезвреживания Дисперсность, г/л Цианиды, мг/л Тиоцианаты, мг/л Цинк, мг/л Железо, мг/л Золото, мг/л Серебро, мг/л >1,0 30,90 50,40 5,20 6,50 0,20 0,25 после обезвреживания Не обн. Не обн. 1,30 2,0 0,03 0,01 Очистка на известной установке до обезвреживания 7,810э 6,5 60,0 после обезвреживания 0,35 1.0 *^ ma "Т* . .. ._ . jp 26992 26692 Упорядник Техред М. Келемеш Коректор А.Маковська Замовлення 525 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101