PL22311B1 - Sposób oczyszczania wód sciekowych. - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób skutecznego oczyszczania wód scie¬ kowych przez wydzielanie i usuwanie ma¬ terjalów gnijacych nierozpuszczajacych sie, jak tez rozpuszczonych. Sposóh wedlug wy¬ nalazku polega na usuwaniu z wód scie¬ kowych mater jalów nierozpuszczajacyeh sie i na poddawaniu nastepnie wód scieko¬ wych dzialaniu srodków chemicznych w celu wydzielenia materjalów rozpuszczo¬ nych.Po osadzeniu materjalów nierozpu¬ szczajacych sie otrzymuje sie mul, z któ¬ rego materjaly te wydziela sie i odprowa¬ dza. Osadzenie osiaga sie, stracajac w scie¬ kach odpowiednia substancje, jak np. wo¬ dorotlenek metalu, przemieniajaca czastki materjalów gnijacych w fifflul. Sposób we¬ dlug wynalazku przeprowadza sie wiec w dwóch okresach, a mianowicie w pierwszym okresie zostaja wydzielone czastki nieroz- puszczajace sie, podczas gdy w drugim o- kresie usuwa sie czastki rozpuszczone za- pomoca srodka, zdolnego do wymiany swej zasady, np. zapomoca zeolitu.Wedlug wynalazku drobno rozproszo¬ ne czastki materjalów gnijacych steza sie w takim stopniu, ii wydzielenie ich z wód sciekowych staje sie latwem. Wody scieko¬ we po oczyszczeniu ich zapomoca grac pod¬ daje sie dzialamu soli metalu, np. siarcza¬ nu zelazowego lFeJSQJ.JA a mianowicie siosttje sie takie ilosci tego zwiazku, iz mi- Ijsm czesci wód sciekowych zawiera 50 dó 200 czesci zelaza lub innego raetah*. Po do- kladnem zmieszaniu wód sciekowych ze zwiazkiem metalu do4afe sie alkaljow, najlepiej wapna (CaO), w takiej ilosci, iz wartosc pH odplywajacej wody wynosi w , przyblizeniu 6 — 8. Dzieki dzialaniu al- kaljów wydziela sie wodorotlenek meta¬ lu (np. wodorotlenek zelazowy FefOHJ.J, który, opadajac wdól, porywa ze soba ma¬ terjaly gnijace, usuwane nastepnie zapo¬ moca dowolnego urzadzenia oczyszczaja¬ cego, np. filtru.Celem tego zabiegu jest wiec przemia¬ na nierozpuszczalnych czastek w mul, któ¬ ry przy reakcji opada wdól wraz ze zwiaz¬ kiem reagujacym i zostaje wydzielony ze scieków. Mul ten poddaje sie nastepnie takiej przeróbce, iz materjaly gnijace zo¬ staja zniszczone lub usuniete, a metal, za¬ warty w nim, zostaje odzyskany. Osiaga sie to przez prazenie mulu po osuszeniu go, przy którem to prazeniu czastki gnijace zostaja zniszczone, a wodorotlenek zela¬ zowy przemienia sie w tlenek zelazowy.Przez reakcje z kwasem siarkowym otrzy¬ muje sie z tego tlenku siarczan zelazowy.Przy oczyszczaniu wód sciekowych, których wartosc pH wynosi 7,0 — 7,4 i któ¬ re zawieraja na 1 miljon czastek 160 cza¬ stek nierozpuszczalnych materjalów gnija¬ cych i wymagajacych przy oczyszczaniu biologicznem na przeciag 10 dni 200 — 400 czesci tlenu na 1 miljon czastek wód scie¬ kowych, mozna osiagnac zadowalajace wy¬ niki, stosujac na 1 miljon czesci scieków 100 czesci siarczanu zelazowego i 150 cze¬ sci wapna. Zelazo mozna zastapic równo¬ wazna iloscia glinu w postaci jego siar¬ czanu, a zamiast wapna mozna stosowac odpowiednia ilosc amonjaku, wodorotlen¬ ku sodowego, weglanu sodowego, magnezji tub innych alkaljów.Po tym zabiegu wody sciekowe prze¬ prowadza sie przez urzadzenie oczyszcza¬ jace, np. przez filtry, poczem miesza sie je z ciecza, pozostajaca po osuszeniu mu* lu, i mieszanine poddaje sie wymianie za¬ sad. Podczas tej reakcji znaczna ilosc za¬ sad, rozpuszczonych w sciekach i podtrzy-* — 2 —mujacych gnicie, zostaje wymieniona na zasady, niemajace tych wlasciwosci, dzie¬ ki czemu zasady, podtrzymujace gnicie, moga byc latwo wydzielone. Zasadami, podtrzymujacemi gnicie, sa zasady (np. amonjak), odzywiajace bakterje Do wy¬ miany zasad przy przeprowadzaniu spo¬ sobu wedlug wynalazku nadaja sie szcze¬ gólnie zeolity. Tak np. wody sciekowe, w których rozpuszczony jest amonjak lub podobny zwiazek, przeprowadza sie przez warstwe zeolitu, posiadajacego zdolnosc wymiany zasad, przyczem zwiazki silnoza- sadowe i nadajace sie do utleniania, a wiec amonjak lub inne aminy, zostaja wy¬ dzielone zapomoca wymiany zasad, a mia¬ nowicie, np. przy usuwaniu amonjaku na podstawie równania Na20.xAl20z . ySi02 . nH20 + + 2NH4 (OH) = (NHJ20 . *A/20, . . y Si02 . nH20 + 2Na(0H).Zapomoca tej reakcji usuwa sie mniej wiecej z wód sciekowych cala ilosc amo- njaku i innych amin i otrzymuje zasade alkalicznego metalu (np. sodu).Po uplywie pewnego czasu, skoro me¬ tal zeolitu zostal zastapiony przez amo¬ njak w ilosci, wystarczajacej do osiagnie¬ cia pozadanej skutecznosci zabiegu, pod¬ daje sie zeolit reakcji z roztworem soli, dzieki czemu z jednej strony zeolit moze byc zastosowany ponownie, a amonjak zo¬ staje wydzielony i rozpuszczony, tak ze mozna zwiazek ten otrzymac w postaci stezonej. Tak np. w celu wymycia zeolitu przeprowadza sie przez warstwe zeolitu mocny roztwór soli kuchennej (200 —-300 g na 1 litr wody) w kierunku przeciwnym do przeplywu wody sciekowej. Zeolit o- trzymuje przytem sklad pierwotny, a amonjak mozna wydzielic z otrzymanego salmiaku, który poddaje sie dzialaniu wapna lub innej zasady. Oddestylowany amonjak moze w razie potrzeby byc stoso¬ wany podczas pierwszego zabiegu do osa¬ dzania wodorotlenku metalowego.Z kazdej czesci (na 1 mil jon czesci) zawartego azotu amonowego otrzymuje sie (na 1 miljon litrów scieków) 1,2 kg amo- njaku w postaci, nadajacej sie do handlu.Dzieki temu zwieksza sie ekonomicznoic sposobu wedlug wynalazku.Przyklad 1. Oczyszcza sie wody scie¬ kowe, dodajac na 1 mil jon czesci 200 cze¬ sci zelaza w postaci Fe2(S04)3; do wytwo¬ rzenia FefOHJo stosuje sie NaOH. biologiczne zapotrzebowanie tlenu na przeciag 10 dni Wody sciekowe pierwotne 199 na 1 miljon Wody sciekowe oczyszczone 60 na 1 miljon Produkt ostateczny 52 na 1 miljon organiczny N 9 na 1 miljon 8 na 1 miljon 5,7 na 1 miljon amoniakalny N 15 na 1 miljon 12 na 1 miljon 0,3 na 1 miljon.Przyklad 2. Oczyszcza sie wody scie- sci zelaza w postaci FeJSOJ^; do wy- kowe, dodajac na 1 miljon czesci 100 cze- tworzenia Fe(OH). stosuje sie CaO. biologiczne zapotrzebowanie tlenu na przeciag 10 dni Wody sciekowe pierwotne 322 na 1 miljon Produkt ostateczny 40 na 1 miljon organiczny N nie oznaczono nie oznaczono calkowita ilosc N 24 na 1 miljon 2 na 1 miljon.W obu przypadkach wydzielono zapo¬ moca wymiany zasad przewazna czesc azotu, który byl zawarty w oczyszczanej wodzie jako azot zasadowy, to jest jako amonjak lub zwiazek aminowy.Na rysunku przedstawiono schematycz- — 3 —nife dla przykladu w widoku zgóry urza¬ dzenie, nadajace sie do przeprowadzania sposobu wedlug wynalazku.Po usunieciu wiekszych ziarnek mate- rjalów zanieczyszczajacych zapomoca grac A i B wody sciekowe miesza sie w zbior¬ niku C z siarczanem zelazowym, doply¬ wajacym ze zbiornika H. W zbiorniku D dodaje sie wapna. Korzystne jest przepro¬ wadzanie przez wody sciekowe powietrza podczas mieszania ich z siarczanem lub wapnem, poniewaz w tym przypadku o- trzymane wody oczyszczone wymagaja znacznie mniejszych Mosci tlenu przy oczy¬ szczaniu biologicznem. Bardzo zadowalaja¬ ce wyniki osiagnieto przy mieszaniu wapna w zbiorniku, którego zawartosc utrzymy¬ wano w ruchu zapomoca pradu powietrza.Ze zbiornika D wody sciekowe plyna do zbiorników E, z których dna osadzony mul odprowadza sie bez przerwy do filtru J3 podczas gdy wody sciekowe odplywaja bez przerwy poprzez górne krawedzie naczyn E. Wody te, jak tez ciecz, wydzielona w filtrze J, plyna do zbiorników F, F, za¬ wierajacych zeolity, i odplywaja po oczy¬ szczeniu przewodem J. Roztwór soli, slu¬ zacy do odnawiania zeolitu, doprowadza sie ze zbiorników G do zbiorników F w kierunku przeciwnym do kierunku prze¬ plywu wód sciekowych tak dlugo, az roz¬ twór ten pochlonie odpowiednia ilosc amo- njaku, poczem przez zeolit przeprowadza sie dalsze ilosci swiezego roztworu soli. W zbiorniku K wydziela sie z roztworu soli amonjak.Osad z filtrów J doprowadza sie do urzadzenia L i poddaje w niem prazeniu, poczem w zbiorniku N otrzymuje sie zapo¬ moca kwasu siarkowego, doplywajacego ze zbiornika M, siarczan zelazowy. Roz¬ twór siarczanu plynie do zbiornika H, a z niego do zbiornika C.Ilosc nierozpuszczalnych czastek gnija¬ cych w wodach sciekowych, przeprowadza¬ nych przez kanal z gracami, jest zmienna i wynosi 50 — 400 i wzwyz takich czesci na 1 miljon czesci wód sciekowych. Wody sciekowe miast zawieraja w przyblizeniu 160 takich czastek gnijacych, a przepro¬ wadzone próby wykazaly, iz przy stoso¬ waniu zelaza w ilosci Vs do % ilosci nie¬ rozpuszczalnych czastek gnijacych te nie¬ rozpuszczalne czastki zostaja wydzielone zupelnie. Jezeli zelazo zastapi sie glinem, konieczna jest ilosc tego metalu, odpowia¬ dajaca polowie ilosci zelaza. W ogólnosci potrzebna ilosc zwiazku, wydzielajacego czastki nierozpuszczalne, zalezy od wla¬ sciwosci fizykalnych tego zwiazku i zawar¬ tosci czastek nierozpuszczalnych w wodach sciekowych. W kazdym przypadku nalezy stosowac taka ilosc zwiazków wydzielaja¬ cych, aby osiagnac stezenie czastek nieroz¬ puszczalnych, umozliwiajace ich niszcze¬ nie i wydzielenie.Ilosc alkaljów, dodawanych do wód sciekowych, powirma byc taka, aby wartosc pH oczyszczonych wód sciekowych wyno¬ sila 6 — 8. Próby wykazaly, iz wymiana zasad odbywa sie najlepiej, jezeli oczy¬ szczone wody sciekowe sa obojetne lub slabo alkaliczne, przyczem wymiana jest powolna, jezeli ich alkalicznosc jest zbyt wielka. Dokonywano wprawdzie równiez wymiany zasad w wodach sciekowych o wartosci puf wynoszacef 10 — 11, wymia¬ na ta byla jednak powolniejsza i mniej skuteczna, niz w wodach o wartosci pH, nieznacznie wiekszej od 8. Reakcja wy¬ miany zasad dziala skutecznie na zasado¬ we zwiazki azotu, np. amonjak i pewne aminy, jezeli znajduja sie one w postaci wolnych soli, a nie w postaci wolnych za¬ sad. W wodach sciekowych o zbyt wielkiej alkalicznosci zwiazki azotu przemieniaja sie w wolne zasady, które nie nadaja sie do wymiany, lub których wymiana jest po¬ laczona z trudnosciami. Z tego powodu re¬ guluje sie wartosc pH wód sciekowych za¬ pomoca alkaljów, stracajacych calkowite ilosci metalu w postaci wodorotlenku i na- - 4 —daja^rjrcri wottotfr sciekowym po straceniu wartosc pH, odpowiadajaca w przyblizeniu 6 — 8. Wartosc te oznacza sie od czasu do czasu i reguluje równoczesnie ilosci dopro¬ wadzanych alkaljów.Poboczne produkty reakcji przy stra¬ caniu wodorotlenku metalu (np. siarczan wapniowy przy reakcji siarczanu zelazo¬ wego i wapna, przeprowadzonej w celu stracenia wodorotlenku zelazowego) sa zawarte w oczyszczonych wodach scieko¬ wych jedynie w malych ilosciach i rozpu¬ szczaja sie w nich. Wobec tego mul skla¬ da sie z nierozpuszczalnych czastek gni¬ jacych, spalanych podczas prazenia mulu, i z wodorotlenku metalowego, dzieki cze¬ mu ponowne otrzymywanie zwiazku meta¬ lu jest latwe i ekonomiczne.Sposób wedlug wynalazku umozliwia wydzielanie z wód sciekowych nietylko czastek gnijacych, lecz równiez bakteryj.Przewazne ilosci tych ostatnich wydziela¬ ja sie przy stezaniu i wydzielaniu czastek nierozpuszczalnych, a reszta przy wymia¬ nie zasad. PL PL

Claims (7)

1.Zastrzezenia patentowe. 1.. Sposób oczyszczania wód scieko¬ wych lub podobnych z mala iloscia nieroz- puszczonych czastek gnijacych i rozpu- szczonemi czastkami gnijacemi, znamienny tern, ze do wód sciekowych dodaje sie lub wytwarza sie w nich zwiazek zasadowy metalu, a osadzony mul wydziela sie z wód sciekowych, poczem wody te pod¬ daje sie dzialaniu srodka, wymieniajace¬ go rozpuszczona zasade gnijaca na zasade niegnijaca.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze do wód sciekowych dodaje sie rozpuszczalnego zwiazku zelaza i alka¬ ljów, które przy wzajemnej reakcji wytwa¬ rzaja wodorotlenek zelaza.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze do wód sciekowych dodaje sie siarczanu zektza i wapna.

4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tern, ze ilosc alkaljów w wodach sciekowych reguluje sie stosownie do war¬ tosci (PH) tych wód tak, iz wartosc ta po wydzieleniu mulu nie przekracza pewnych granic, odpowiadajacych wartosciom 6—8.

5. Sposób wedlug zaslrz. 1, znamien¬ ny tern, ze jako srodek, sluzacy do wy¬ miany swej zasady z zasada wód scieko¬ wych, stosuje sie zeolit.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze rozpuszczone zasady gnijace wymienia sie na zasade potasowa.

7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze rozpuszczone zasady gnijace wymienia sie na zasade sodowa. Guggenheim Brothers. Zastepca: Inz. H. Sokal, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 22311. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa PL PL