CS269873B1 - Způswb připravy suspenze při odželezňevání a edmanganování védy a zařízení k jeho převádění - Google Patents

Abstract

Způseb přípravy euepenze při odželeznování a odmanganování védy, při němž se suspenze tveří alkalizací a oxidací vzdušným kyslíkem za pemeci mechanického míchání. Veda obsahující dvojmocné ionty železa nebe manganu se mísí s alkalizačním činidlem. Pak se tato směs smísí ss vzduchem při gradientu míchání maximálně 500a“1 do dosazení stupně konverze nejméně 80%. Potom ee ke zpracovanému objemu přidá roztok pomocného flikulačnlhe činidla. Zařízení k převádění výěe popsaného způsobu přípravy suspenze při odželezneváni a edmanganevaní vody je tvořeno válcovou nádobou uzavřenou ve spodní části konickým dnem. Délka válcové části nádoby je rovna 2 až 3 násobkům průměru nádoby. V ose nádoby je umístěno jedno nebo více turbinových nebo lopatkových míchadel o průměru rovnému 0,28 až 0,40 násobku průměru nádoby. Pod nejspednějěí míchadlo je k jeho středu zaústěna tyubka (4) přívodu vzduchu a pod ní je do konického dna (2) zaústěna trubka (5) upravované vody, do níž je zaústěna trubka (7) přivedu ^lkalizačního činidla. V nejnižším místě konického dna (2) je umístěna edkalevací trubka (9). Válcová nádoba (l) je v horní části opatřena • přelivnou hranou (10) a ped ní je umístěna trubka (6) odvodu euepenze,do které je zavedena trubka (8) přívodu pomocného flokulantu. Zařízení a způsob najde použití všeobecně při úpravácho^Sech typů vod znečištěných Fe2+ nebo Mn ·

Description

Vynález ee týká způsobu a zařízení přípravy suspenze při edželeznevání a odmanganování védy alkaližací a oxidací vzdušným kyslíkem na vícemocné hydratované oxidy železa a manganu za pomoci mechanického míchání.

Při upravování vod znečištěných ionty ?e a Mn nebo i dalšími složkami, které jsou v nižším oxidačním stupni v podmínkách přírodních nebe odpadních vod rezpuotné, se postupuje obvykle tak, že se tyto látky po přídavku alkklizačního činidla zoxidují otgkem se vzdušným kyslíkem a vyloučená sraženina se dovede do stavu aeparevatelnéhe od vodní fáze některým z níže uvedených způsobů. K oxidaci se běžně používá náplňových kolon nebo rozstřikovacích trysek a nebo zařízení k barbotáži zaváděním vzduchu do vody přes fritový element k dosažení co nejtěsnějšího styku obou fází. Vylučovaná tuhá fáze však spolu o nečistotami z vody v krátké době ucpává průchody zařízení, funkce se zhoršuje až k úplnému zastavení. Zařízení je nutno pravidelně odstavovat k čištění. Při vysokém obsahu těchto látek v upravované vodě jeou uvedená zařízení nepoužitelná. Jiný typ použivatelného zařízení jsou vrtulové aerátory. Vrtule umístěná nízko pod hladínoauupravováné vody vytváří prudkým otáčením vítr, ve kterém dochází k Intenzivnímu styku ee vzduchem. Toto zařízení má dobrou účinnost provzdušnění jen při vyšších otáčkách vrtule, avšak odpovídající gradient rychlosti míchání je příliš vysoký pro optimální tvorbu částic vznikající suspenze, nehledá k tomu, že nelze operativně přisunovat potřebná množství vzdušného kyslíku při obvyklém kolísání obsahu dvejmocných iontů železa nebo manganu v upravované vědí a nebo při kolísavém průtoku.

V chemických výrobách jsou znány reaktory pro heterogenní reakce látek v kapalné fázi, využívající dispergačních míchadel k rozptýlení plynného činidla do reakčního prostoru k dosažení velkého fázového rozhraní. Je znám reaktor e dispergačním míchadlem pro vsádkové stripování těkavých monomerů z latexu vodní parou nebo inertním plynem. Konstrukce tohoto reaktoru je zaměřena na dosahování maximálního stupně disperze plynné fáze v kapalné, čehož se dosahuje vysokou frekvencí otáčení dispérgačníhe míchadla. Pro edželeznevání a odmanganování upravovaných vod je však tato koncepce nevyhovující, protože vysoký počet otáček míchadla vyžaduje jednak velký příkon energie k pohonu míchadla, neúměrný relativně malému množství přiváděného do vzduchu k oxidaci složek v upravované vodě a jednak míchadlo při vyšších otáčkách vytváří vysoký gradient rychlosti e velkými střižnými silami vůči vznikající tuhé fázi. To má negativní vliv na následující separaci, protože vlečková tříSt obtížně sedimentu je.

Uvedené nedostatky řeSí způsob a zařízení přípravy suspenze při odželezňování a odmanganování vody alkalizací a oxidací vzdušným kyslíkem na vícemocné hydratované oxidy železa a manganu za pomoci mechanického míchání podle vynálezu, jehož podstatou je, že voda obsahující dvojmocné ionty železa nebe manganu se smísí a alkalizačním činidlem, například s hydroxidem vápenatým nebo sodným. Tato směs se mísí maximálně 500 s^-1 do dosažení stupně konverze nejméně 80 Potom se ko zpracovanému objemu přidá roztek pomocného flokulačního prostředku.

Podstatou zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je, že sestává z válcové nádoby s kónickým dnem, u které je délka válcové části rovna 2 až 3 náaobku průměru. V ose nádoby je umístěno jedno nebo více turbinových nebe lopatkových míchadel. Průměr každého míchadla je roven 0,28 až 0,40 násobku průměru nádoby. Pod nejapodnější míchadlo je k jeho středu zaústěna trubka přívodu vzduchu. Pod zaústěnou trubkou přívodu vzduchu je v kónickém dně zaústěna trubka přívodu alkalizačníhe činidla. Kónické dno je v nejnižším místě opatřeno odaklovací trubkou. Horní část nádoby je opatřena předivnou hranou odvedu suspenze, do které je zavedena trubka přívodu pomocného flokulantu.

Zařízení je tvořeno válcovou nádobou 1, uzavřenou kónickým dnem 2, u které je délka válcové nádoby rovna 2 až 3 násobkům průměru nádoby 1 a v ose nádoby je umístěno jedno nebo více turbinových nebo lopatkových míchadel 2» přiíemž průměr každého míchadla je roven 0,28 až 0,4 násobku průměru nádoby 1, .

Pod nejspodnější míchadlo 3 je k jeho středu zaústěna trubka £ přívodu vzduchu a pod trubkou přívodu vzduchu je do konického dna 2 zaústěna trubka 2 přívodu upravované vody. Do trubky 5. je zaústěna trubka 7 přívodu alkalizačníhe činidla, přičemž v nejnižším místě kónického dna 2 je umístěna odkalovací trubka 9. Válcová nádoba 1 je v horní části opatřena

CS 269 873 Bl přelivnou hranou 10 a pod přelivnou hranou 10 je umístěna trubka £ od bodu suspenze, do které je zavedena trubka 8 přívodu pomocného flokulantu.

Upravovaná voda se do válcové nádoby 1 přivádí trubkou 2 přívodu upravované vody. Do přiváděné upravované vody se přidává alkalizační činidlo, například hydroxid sodný nebo vápenatý, které se přivádí trubkou 7 přívodu alkalizačního činidla. Vzduch potřebný k oxidaci iontů Pe²⁺ nebo Mn²⁺ obsažených v upravované vodě se přivádí trubkou £ přívodu vzduchu za současného míchání obsahu nádoby míchadly J. V upravované vodě dochází k postupné oxidaci iontů Pe²⁺ nebo Mn²⁺ a zároveň k vylučování nízkerozpustných hydroxidů těchto kovů ve formě jemné disperze. Upravovaná veda. opouStí válcovou nádobull přes přelivnou hranu 10 a je odváděna ze zařízení trubkou £ odvodu suspenze. Do trubky 6 odvodu suspenze je přiváděn pomocný flekulant trubkou 8 přívodu pomocného flekuluntu, který zajistí požadované dotvoření suspenze do dobře sedimentujíoí formy.

Výhodou popsaného způsobu a zařízení přípravy sespenze při odželeznování a odmanganování vody alkalizací a oxidací vzdušným kyslíkem na vícemocné hydratované oxidy železa a manganu za pomoci mechanického míchání podle vynálezu je, že umožňuje kontinuální přípravu suspenze z vylučovaných hydratovaných oxidů železa a manganu v optimální formě. Z hlediska následné separace sedimentu upravované vody je možno přizpůsobovat množství vzduchu k oxidaci redukujících látek přesně obsahu i při značném jeho kolísání a proměnlivém množství vody, a te bez nebezpečí poruch, způsobených sníženou průchodností rozdělovacího systému plynné fáze do kapalné. Systém umožňuje řízení oxidačních reakcí tak, aby oxidace proběhla zhruba účinností 80 až 90 % na výstupu ze zařízení a aby pro zbývající neoxidované ionty byla zásoba rozpuštěného kyslíku v takovém množství, aby konverze mohla být dokončena v rámci separační fáze.

U vod s vysokým obsahem dvojmocných. iontů, železa, zejména manganu, lze s výhodou použít kaskádového zapojení více oxidačních prostorů za sebou. Dosáhne se tím úspory investičních i provozních nákladů. V těchto případech se údaje o stupni konverze a hodnotě pH vztahují k údajům z výstupu z posledního oxidačního prostoru. Způsob přípravy suspenze je vysvětlen na následujících případech.

Příklad 1

Odpadní důlní voda s obsahem 30 mg . 1^-3, Pe²⁺ a 2 mg . 1^ Mn²⁺ a s pH 6,5 byla upravena v jednostupňovém oxidačním reaktoru o objemu 0,08 m^, který byl konstruován jako válec o průměru 0,37 m, výše kapaliny 0,74 m, s průměrem míchadla 0,12 m. Míchadlo bylo umístěno ve vzdálenosti 0,14 m od spodní hrany válcové části reaktoru. Intenzita provzdušnění byla 0,1 m^ vzduchu na 1 m^ vody, doba zdržení v reaktoru byla 9 minut. Alkalizace byla provedena vápnem dávkou 1,9 mol . m^ do vody vstupující do reaktoru. K vytvořené bbspenzi byl na výstupu z reaktoru dávkován pomocný flekulant na bázi polyakrylamidu v množství 0,13 g . m“\ Po odseparování tuhé fáze obsahovala upravená veda za reaktorem 3,0 mg . I^-1 Pe²⁺ a 0,4 mg . 1^-^ Mn²⁺ a pH o hodnotě 8,5.

Příklad 2

Odpadní důlní voda obsahovala 50 až 70 mg . I⁴* iontů Pe a pH rovné 6,5. Tato voda byla upravena v jednestupňovém reaktoru é objemu 19,3 m^, který byl konstruován jako válec o průměru 2,31 m s výškou kapaliny 4,62 m s průměrem míchadla 0,77. Míchadlo bylo umístěno ve vzdálenosti 1-1 m od spodní hrany válcové části reaktoru. Intenzita provzdušnění byla 4 minuty a dávka vápna přidávaná k surové vodě na vstupu do reaktoru byla 2,2 mol . m~\ K vytvořená suspenzi byl na výstupu z reaktoru dávkován pomocný flekulant na bázi polyakrylamiůu, v mnežstí 0,2 g . m“\ Po odseparování tuhé fáze obsahovala upravená veda za reaktorem 3,4 mgPe²⁺ na litr při hodnotě pH 8,9.

Vynález najde použití všeobecně při úpravách všech typů ve znečistěných Pe²⁺ a Mn²⁺.

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob přípravy sespenze při odželezňování a odmanganování vody alkalizací a oxidací vzdušným kyslíkem za tvorby vícemocných hydřatovaných oxidů železa a manganu za pomoci mechanického míchání, vyznačující se tím, že ee voda obsahující dvojmocné ionty železa nebo

CS 269 873 Bl manganu smísí s alkalizačním činidlem, například s hydroxidem vápenatým nebo sodným tak, a>y hodnota pH vznikající euspenze byla v mezích hodnot 7,5 až 10 a tato směs se mísí se vzduchem při gradientu míchání maximálně 500 s^-1 do dosaženého stupně konverze nejméně 30%, potom se ke zpracovanému objemu přidá roztok pomocného flokulačního činidla v množství 0,1 až 1,0 mg . 1~\ například polyakrylamidového typu.

2. Zařízení k provádění tohoto způsobu podle bodu 1, vyznačující ee tím, že je tvořeno válcovou nádobou (1), uzavřenou ve epodní části kónickým dnem (2), přičemž délka válcové části nádoby (1) je rovna 2 až 3 násobkům průměru nádoby (1) a v ose nádoby (1) je umístěno jedno až tři turbinová nebo lopatková míchadla (3), přičemž průměr každého míchadla (3) je roven 0,28 až 0,40 násobku průměru nádoby (1) a pod nojspodnějží míchadla (3) je k jeho středu zaústěna trubka (4) přivedu vzduchu a pod trubkou (4) přivedu vzduchu je do kónického dna (2) zaústěna trubka (5) přívodu upravované vody a do trhhky (5) je zaústěna trubka (7) přívodu alkallzačního činidla, přičemž v nejnižíím místě kónického dna (2) je umístěna odkalovací trubka (9), přičemž válcová nádoba (1) je v horní části opatřena přelivnou hranou (10) a pod přelivnou hranou (10) je umístěna trubka (6) odvodu suspenze, do které je zavedená trubka (8) přívodu pomocného flokulantu.