PL115258B1 - Process for manufacturing the agent with coagulation-sorption properties for water and sewage treatment - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 30.10,1982 115258 Inl. Cl2. C02B 1/20 CZY iLLNlA hi- i* i-. • ' i u-"..Twórcywynalazku: Marian Rutkowski, Kazimiera Stajszczyk, Bohdan Jasinski, Wieslaw Krupa, Leslaw Zieba, Tomasz Szewczyk, Andrzej Lyda Uprawniony z patentu: Miejskie Przedsiebiorstwo Wodociagów i Kanalizacji, Wroclaw (Polska) Sposób wytwarzania srodka o zdolnosciach koagulacyjno sorpcyjnych do oczyszczania wody i scieków Wynalazek dotyczy wytwarzania srodka chemicznego o zdolnosciach koagulacyjno-sorpcyjnych, do oczyszczania wody i scieków dodawanego do wody lub scieku.Istniejacy stan techniki. W procesie oczyszczania wody lub scieków stosuje sie do koagulacji zanieczyszczen siarczan glinowy —AI2/S04/3 x 18 H2 O lub siarczan zelazawy — FeS04 x 7 H20.Produkty te wytwarzane sa oddzielnie w róznych procesach i u róznych wytwórców i dostarczone do odbiorcy w postaci bloków, kawalków, lusek, proszku — luzem wzglednie w workach.Koagulanty w zaleznosci od ich postaci handlowej i rodzaju urzadzen dysponowanych przez uzytkownika, po dostarczeniu do niego sa magazynowane i dawkowane do wody lub scieków w postaci suchej badz roztworów. l)la polepszenia efektów koagulacji stosuje sie niekiedy mieszanine obu koagulantów wyzyskujac zalety oraz kompensujac wady poszczególnych srodków, stwarzaja tym samym bardziej odpowiednie warunki techniczno- ekonomiczne dla procesu koagulacji., Niedogodnoscia opisanego powyzej stanu jest koniecznosc odrebnego maga¬ zynowania, przygotowania i dawkowania obu koagulantów.Coraz czesciej zatem stosuje s\A do koagulacji srodki wspomagajace proces, w tym obciazenie zawiesinami, które wprowadzone do wody ulatwiaja powstawanie i narastanie klaczków. Do srodków tych naleza na przyklad polielektrolity, maczka kalcytowa, drobny piasek.Ze wzgledu na stale rosnace zanieczyszczenie wód substancjami pochodzenia przemyslowego, srodkami ochrony roslin, detergentami, do usuwania tych zanieczyszczen oraz ich pochodnych powstajacych przy uzdatnianiu wody, stosowane sa równiez w procesie koagulacji pylaste wegle aktywne. Odznaczaja sie one bardzo dobrymi wlasciwosciami sorpcyjnymi, dzieki czemu mozna usunac zwody wieksza ilosc zanieczyszczen — czesto opornych na proces koagulacji. Równolegle uzyskuje sie poprawe barwy, usuwanie nieprzyjemnego posmaku i zapachu wody. Do oczyszczania wody lub scieków stosowane sa najczesciej wegle osadowe w postaci pylastej\ Produkt dostarczany jest w workach papierowych.Srodki te nie rozpuszczaja sie w wodzie tworzac zawiesine. Dla utrzymania jej jednorodnego skladu oraz uniemozliwienia opadania na dno zbiornika stosuje sie stale mieszanie mechaniczne lub za pomoca sprezonego tZG /-i 22^/78 A A V.000 s/t.2 115 258 powietrza. Zarówno wegiel aktywny, jak i srodki, wspomagajace musza byc odrebnie dowozone i skladowane.Ich przygotowanie i dozowanie odbywa sie podobnie jak koagulantów podstawowych. Ze wzgledu na wlasciwo¬ sci wegla pyiastego wszelkie instalacje musza byc szczególnie starannie zaprojektowane i wykonane dla uni¬ kniecia zapylania otoczenia, zaplonu wegla lub wybuchu. » Znany jest sposób uzyskiwania krzemionki aktywnej przy pomocy wytrawiania kwasem mineralnym, jak równiez znane jest zastosowanie krzemionki aktywnej jako srodka wspomagajacego proces koagulacji, znany jest równiez z polskiego opisu patentowego nr 53657, sposób produkcji srodka koagulacyjnego, zawierajacego obok soli glinu krzemionke aktywna przez rozklad surowca glinonosnego, jednak wszystkie znane sposoby zarówno produkcji, jak i stosowania tych srodków zwiazane sa z trudnosciami i ograniczeniami np. — przy uszlachetnianiu krzemionki sposobem wg polskiego opisu patentowego nr 80953 konieczne jest stosowa¬ nie dodatkowych flokulantów organicznych, zbedne przy sposobie wg zgloszenia — przy produkcji srodka koagulacyjnego wg polskiego opisu patentowego nr 53657 produkt koncowy musi byc utrzymany w scisle ograniczonym pH, wynikajacym z warunków dzialania siarczanu glinu, umozliwiajacych uzycie produktu w sposób wg polskiego opisu patentowego nr 43643.Istota wynalazku. Rozwiazanie wedlug wynalazku polega na wytwarzaniu i zastosowaniu do oczyszczania wody lub scieków srodka chemicznego laczacego w sobie zdolnosci koagulacyjno-sorpcyjne nie wymagajacego ograniczen pH przy jego stosowaniu i nie wymagajacego dodatkowych flokulantów. Srodek ten uzyskuje sie w oparciu o zwietrzale tufybazaltowe. ' Material ten poddaje sie w reaktorze dzialaniu technicznego kwasu siarkowego o temperaturze 100°C rozcienczonego woda do stezenia 60%. Proces mieszania substancji w reaktorze przeprowadzany jest za pomoca sprezonego powietrza. Dla zwiazania nadmiaru wolnego kwasu, pod koniec przebiegu reakcji do reaktora dodaje sie tlenek glinu, mlew gliny lub wapno palone. Dawka tego srodka jest regulowana w zaleznosci od pH produktu wychodzacego z reaktora. Goracy produkt z reaktora wprowadza sie do zbiorników zarobowych i rozpuszcza w wodzie przechowujac w formie roztworu i zawiesiny czesci nie ulegajacych rozpuszczeniu lub wylewa sie goracy produkt z reaktora do form dla jego skrystalizowania do postaci stalej.W wyniku dzialania goracego kwasu siarkowego na siatke krystaliczna mineralów zawartych w zwietrza¬ lych tufach bazaltowych takich jak krzem, tlenki glinu, zelazo i inne, otrzymuje sie w efekcie produkt zawiera¬ jacy krzemionke aktywna, dorównujacy swa struktura i wlasciwosciami najlepszym sorbentom i weglom aktyw¬ nym, siarczanowi glinu czy siarczanowi zelazawemu. < Otrzymany w ten sposób srodek chemiczny do oczyszczania wody lub scieków zawiera siarczan glinu, siarczan zelazawy, krzemionke aktywna oraz czastki gliniaste, które sa czynnikiem wspomagajacym koagulacje. • Uzyskany w ten sposób koagulant glinowo-zelazowy posiada szczególne zdolnosci koagulacyjne gdyz laczy zalety koagulantów glinowych (siarczan glinu) i zelazowych (siarczan lub chlorek zelaza) sporzadzanych oddzielnie wg znanych metod. ' • . Ponadto dzieki doborowi odpowiedniego surowca mineralnego jakim jest zwietrzaly tuf bazaltowy zawiera¬ jacy m.in. haloizyt, hydrohaloizyt oraz drobnoziarnisty kaolinit Tc i Kaolinit D, uzyskuje sie w procesie roztwa¬ rzania surowca stezonym kwasem siarkowym obok siarczanów glinu i zelaza aktywna krzemionke o wysokich zdolnosciach adsorpcyjnych podobnych do dzialania wegla aktywnego. Aktywacja tej krzemionki zachodzi w srodowisku, w którym zawarte w surowcu jony zelazawe utleniane sa do jonów zelazowych.Opis realizacji wynalazku. Prowadzac proces obróbki zwietrzalych tufów bazaltowych w reaktorze, pro¬ dukt nieodkwaszony ma przecietnie nastepujacy sklad: Al203 okolo 6,5%; Fe203 okolo 4,5%, wolne kwasy okolo 10,2%, krzemionka aktywna okolo 13,3%.Przecietny sklad produktu odkwaszonego uzyskanego w reaktorze jest nastepujacy: Al203 okolo 7%, Fe203 okolo 4,2%, wolne kwasy okolo 14%.Jak z powyzszego zestawienia wynika w koncowym produkcie otrzymanym sposobem wedlug wynalazku znajduja sie znaczne ilosci skladników pozadanych w procesie koagulacji i sorbcji. - Dla sprawdzenia i wybrania najkorzystniejszej dawki srodka wedlug wynalazku przeprowadzono prze¬ myslowe próby oczyszczania wody stanowiacej mieszanine wód gruntowych i powierzchniowych.Stosowano nastepujace uklady: - sam srodek wedlug wynalazku w róznych dawkach - chlor + srodek wykonany wedlug wynalazku w róznych dawkach i róznych czasach kontaktu -chlor + srodek wytworzony wedlug wynalazku + palone wapno w róznych dawkach i róznych czasach kontaktu. - srodek wytworzony wedlug wynalazku + palone wapno w róznych dawkach.Stosowano: czas szybkiego mieszania okolo 3 minuty, flokulacje w granicach 20-30 minut, sedymentacje115 258 3 w granicach 1,5 — 2,2 godziny. « Sklad oczyszczonej wody oznaczono po dekantacji i uzyskano redukcje poszczególnych zanieczyszczen i domieszek (w zaleznosci od ilosci poszczególnych skladników srodka chemicznego wedlug wynalazku) w grani* caeh: — barwa 48- 73% -metnosc 86-100% — utlenialnosc 18-37% — azot amonowy 7 — 90% — zelazo ogólne 20- 74% Zastosowanie srodka, wytworzonego wedlug wynalazku umozliwia uzyskanie korzysci w postaci: — zmniejszenia ogólnego kosztu srodków chemicznych — ograniczenia ilosci srodków stosowanych uprzednio odrebnie w procesie technologicznym, — zmniejszenia masy przewozonych odrebnie od róznych dostawców srodków chemicznych, — zrezygnowania z odrebnych magazynów dla poszczególnych srodków — mozliwosci wspólnego przygotowania i dawkowania roztworów i zawiesin, — poprawy warunków bezpieczenstwa i higieny pracy osób zatrudnionych przy procesie oczyszczania wody lub scieków. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania srodka chemicznego o zdolnosciach koagulacyjno-sorpcyjnych do oczyszczania wody i scieków, znamienny tym, ze zwietrzale tufy bazaltowe poddaje sie w reaktorze dzialaniu techniczne¬ go kwasu siarkowego o temperaturze okolo 100 C, rozcienczonego woda do stezenia okolo 60% z jednoczesnym mieszaniem substancji w reaktorze, korzystnie za pomoca sprezonego powietrza i pod koniec przebiegu reakcji doprowadza sie do reaktora tlenek glinu, mlew gliny lub palone wapno w dawkach regulowanych w zaleznosci od stanu pH produktu wychodzacego z reaktora, po czym goracy produkt z reaktora wprowadza sie do zbiorników zarobowych i rozpuszcza w wodzie przechowujac w formie roztworu i zawiesiny czesci nie ulegajacych roz¬ puszczeniu, lub wylewa goracy produkt z reaktora do form dla skrystalizowania produktu do postaci stalej. Zaklad Wydawniczo-Poligraficzny WPL Zam. 497* Naklad 115 Cena 100 zl PL