PL40729B3 - - Google Patents

Description

Opublikowano dnia 21 sierpnia 1958 r.POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 40729 KI. 85 c, 1 Szczepan Eugeniusz Slowinski Tomaszów Mazowiecki, Polska Sposób oczyszczania scieków powislcozowych Patent dodatkowy do patentu nr 40126 Patent trwa od dnia 25 marca 1957 r.Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu oczysz¬ czania scieków z fabryk sztucznego jedwabiu, pra¬ cujacych metoda wiskozowa oraz z zakladów syn¬ tezy dwusiarczku wegla. Przedmiotowe scieki, zwane ogólnie\sciekami powiskozowymi, powsta¬ ja glównie w procesach: 1. merceryzacji celulozy i filtracji wiskozy — scieki alkaliczne, 2. przedzenia jedwabiu i wlókien cietych — scieki kwasne, 3. wykonczania jedwabiu, wlókna i folii — scieki przewaznie obojetne.Zawieraja one w swym skladzie oprócz orga¬ nicznych zwiazków, jak celuloza i jej pochodne, weglowodory alifatyczne i slady kwasów tlusz¬ czowych, takze zwiazki nieorganiczne, z których wymienic nalezy wspólny dla obu produkcji siar¬ kowodór i dwusiarczek wegla*oraz sole sodowe i wolny kwas siarkowy. Z kationów spotykane sa: wapn, glin, zelazo, cynk, slady olowiu, miedzi i tytanu. Z metaloidów wystepuja w przewazaja¬ cej ilosci: siarczany i elementarna siarka, ponad¬ to znajduje sie w sciekach krzemionke, chlorki oraz niewielkie ilosci siarczków (Pb, Cu), Scieki powiskozowe, które powstaja w bardzo duzych ilosciach (do 2 m3 na 1 kg jedwabiu) po¬ siadaja podczas normalnego przebiegu produkcji ogólny odczyn kwasny i sa dotychczas zwykle od¬ prowadzane bezposrednio do rzek lub poprzez ka¬ nalizacje komunalna do odbiornika. Wywieraja tak w jednym jak i w drugim ,przypadlku bardzo szkodliwy wplyw, powodujac przez tworzenie osadów dennych zanik zycia biologicznego w rze¬ kach,, zatawaja wyziewami atmosfere w otocze¬ niu mCejsc sciekowych i koroduja tworzywa ka¬ nalów miejskich.Do najbardziej szkodliwych skladników scie¬ ków powiskozowych zalicza sie: siarkowoctór, dwusiarczek wegla, hemiceluloze i wolny kwas siarkowy.Jest rzecza znana oczyszczanie scieków "wisko¬ zowych przez alkaiizowanie mlekiem t wapien¬ nym i dekantacje powstalego osadiu. Sposób ten oczyszcza scieki tylko od zawiesin i wolnego kwasu siarkowego. Znany jest takze sposób usu¬ wania ze scieków wolnego siarkowodoru, oparty o prymitywna metode przewietrzania ^ kwas¬ nych scieków wiskozowych .w ipowietrzem. Za-awansowane* sa równiez prace nad biologiczna metoda oczyszczania scieków wiskozowych oraz czynione sa próby chlorowania scieków chlorem gazowym. Wymienione wyzej metody sa jednak malo ekonomiczne i oczyszczaja scieki w stopniu niedostatecznym. .Takie scieki zawieraja jeszcze skladniki gazowe (siarkowodoru do 4 mg w litrze) i prawie caly dwusiarczek wegla, a niekiedy rów¬ niez osad organiczny; — nadal wiec wplywaja toksycznie na rozwój zycia biologicznego rzek i odbiorników. Nalezy wspomniec o patencie PRL Nr 39889, który podaje sposób oczyszczania scie¬ ków powiskozowych (z dwusiarczku wegla i siar¬ kowodoru) przez utlenianie podchlorynami.Zaobserwowano, ze — poczatkowo bezbarwne — kwasne scieki powiskozowe po dodaniu rudy darniowej i zalkalizowaniu przybieraja zabarwie¬ nie brunatno-ztelone i nie wykazuja prawlie zad¬ nego zapachu, a wydzielony z tak spreparowa¬ nych scieków osad posiada barwe czarna, która na powietrzu zmienia sie na ceglasta. Stwierdzo¬ no, ze wodny roztwór dwusiiarczku wegla po przepuszczeniu przez warstwe oleju mineralnego traci rozpuszczony w sobie dwusiarczek wegla.Podobne zjawisko zachodzi takze, gdy olej mine¬ ralny zastapi sie olejem roslinnym, terpentyna lub benzyna. Udowodniono, ze wodny roztwór dwusiarczku wegla przepuszczony przez prze¬ strzen wypelniona metanem lub propanem traci rozpuszczony w sobie dwusiarczek wegla.Obecnie, na podstawie wyzej zacytowanych faktów, opracowano metode umozliwiajaca w spo¬ sób ekonomiczny rozwiazac zagadnienie oczysz¬ czania scieków powiskozowych. Otóz zgodnie z wynalazkiem sposób ten polega na tym, ze kwa¬ sne z reguly scieki powisikozowe zadaje sie zwiaz¬ kami zelaza, nastepnie alkalizuje sie je, dekantu- je i przepuszcza przez warstwe wodorotlenku ze¬ lazowego,- który osadzony na porowatym podlozu wiaze znajdujace sie w scieku siarczki alkaliczne; jednoczesnie, w przeciwpradzie do kierunku prze¬ plywu scieków wtlacza sie gazowy weglowodór (metan, gazol, gaz generatorowy) lub powietrze.Oczyszczanie scieków powiskozowych prowadzi sie wedlug wynalazku w trzech fazach: 1. Neutralizacja scieków. 2. Sedymentacja osadu. 3. Wiazanie siarkowodoru i desorbcja OS2.Istota wynalazku jest wiazanie siarkowodoru — poprzez stadium siarczków —- przez wodorotlenek zelazowy osadzony na porowatym podlozu i de¬ sorbcja gazowa dwusiarczku wegla.Ad 1. Neutralizacje scieków wiskozowych pro¬ wadzi sie w dwóch etapach. Stosuje sie wedlug wynalazku wstepna neutralizacje scieków za po¬ moca zmielonej rudy darniowej i utlenionego osadu z poprzedniej dekantacji. Dozowanie osadu pierwotnego lokalizuje sie przy wylocie kanalu sciekowego z oddzialu produkcyjnego. Przez wstepna neutralizacje uzyskuje sie obnizenie ste¬ zenia jonów wodorowych d3 pH bliskiego 7, oraz polepsza sie waruniki koaguiacji osadu. Drugi etap neutralizacji odbywa sie przed wejsciem, polaczonych scieków wiskozowych na wlasciwa oczyszczalnie i polega na alkalizowaniu ich mle¬ kiem wapiennym do pH maximum 10,3.Oprócz wymienionych wyzej korzysci, jakie daje wstepna neutralizacja uzyskuje sie dodatko¬ wa oszczednosc na surowcu, jakim jest wapno palone oraz powoduje sie, ze proces alkalizowania scieków mlekiem wapiennym mozna bardzo la't- wo opanowac, przez ustawienie — na stale — szczeliny dozujacej tak, aby pH scieków oscylo¬ walo w granicach 7,5—10,3.Ad 2. Dekantacje scieków powiskozowych pro¬ wadzi sie w betonowych osadnikach przeplywo¬ wych, obliczonych na 3—4-ro godzinne przeby¬ wanie scieków. Osadnik posiada wstepna komore sedymenlacji i dwudzielny basen dekantacyjny.Nagromadzony, we wglebieniu skosnego dna mulisty osad usuwany jest samoczynnie, za po¬ moca cisnienia hydrostatycznego na zewnatrz i podawany jest pompa na wysokie pionowe ko¬ lumny dekantacyjne, które powoduja jego za¬ geszczenie.Optimum warunków koagulacji osadu zalezy (przy temperaturze ca 22°) wylacznie od sitopnia natlenienia scieku i od pH roztworu sciekowego.Wytworzony osad zawiera glównie weglany waipinia, hemieeluioze, siarczek zelaza, elementar¬ na siarke oraz mala stosunkowo ilosc siarczanu wapniowego. Przy dostatecznej ilosci zelaza osad przyjmuje barwe od ciemnoszarej do czarnej; na powietrzu utlenia sie do barwy ceglastej. Utle¬ niony, za pomoca powietrza lub wody chlorowej osad uzywa sie wedlug wynalazku do wstepnej neutralizacji scieków lub lacznie z mlekiem wa¬ piennym do alkalizacji.Ad 3. Siarkowodór, wystepujacy w kwasnych sciekach wiskozowych w formie gazowej — po procesie neutralizacji przechodzi w postac siarcz¬ ku zelazawego, zgoidnie z równaniem: F2S + Fe = FeS + Ca(HC03)2 + 2 H20 ... 1 Poniewaz stezenie siarkowodoru w sciekach — 2 —ulega dosc duzym wahaniom i czesto przekracza przecietna srednia, a ilosc dostarczanego z ruda darniowa zslaza. jest constans, przeto zdarza sie, ze scieki po dakantacji zawCeraja jeszcze siar¬ kowodór pod postacia rozpuszczalnych w wodzie siarczków alkalicznych, które moglyby swobodnie przechodzic do odbiornika. Aby uniknac .tej ewentualnosci wpuszcza sie wedlug wynalazku zdefcani*owane scieki powiskozowe na pionowy filtr przeplywowy, spelniajacy role desoifbera dwusiarczku wegla. Wnetrz? filtru wypelnione jest masa porowata, nasycona wedlug wynalazku wodorotlenkiem zelazowym. Mase porowata sta¬ nowi wedlug wynalazku gabka wiskozowa, koks, zuzel, torf lub grube trociny.Filtr przeplywowy, zbudowany w ksztalcie wy¬ sokiego na siedem metrów walca posiada w swym wnetrzu perforowane pólki, na których umieszcza s'e porowate wypelnienie. Przeplywowa kolumna filtrujaca w dolnej swej partii zalana jest wedlug wynalazku warstwa splywajacego po wypelnie¬ niu scieku, która to warstwa stanowi syfonowe zamkniecie odplywu. Nad lustrem cieczy znaj¬ duje si!e przewód doprowadzajacy wedlug wyna¬ lazku sprezony weglowodór lub powietrze. Górna czesc kolumny, zakonczona glowica odprowadza wydostajace sie — poprzez porowate uwarstwie¬ nie wnetrza — gazy do absorbujacej dwusiarczek wegla pluczki olejowej. Olej absonbcyjny podda¬ je sie regeneracji na zawartosc dwusiarczku wegla.Wodorotlenek zelazowy osadzony na porowa¬ tym wypelnieniu kolumny filtracyjnej spelnia role medium wiazacego siarkowodór, natomiast samo wypelnienie stanowi czynnik wybitnie zwtlejkiszajacy wymienna powierzchnie scieku dla gazowej desorbcji dwusiarczku wegla, oraz — przy zastosowaniu gabki wiskozowej — obniza pH roztworu sciekowego do wartosci ca. 7,5.Bkshaustory przy filtrach pracujacych na po¬ wietrze musza podawac dwa razy wieksza obje¬ tosc gazu, anizeli podczas pracy na gazowy we¬ glowodór (metan,*propan, butan, gazo!). W pierw¬ szym przypadku, przy pracy na powietrze, osia¬ gamy równoczesna, automatyczna regeneracje siarczku zelazawego, który powstaje z biegiem czasu w masie porowatej, oraz powodujemy jed¬ noczesny spadek biologicznego zapotrzebowania tlenu w sciekach.Przy pracy „na gazowy weglowodór" konieczne jest, dla regeneracji wypelnienia periodyczne przedmuchiwanie kolumny tlenem lub powie¬ trzem. Regeneracja wypelnienia zachodzi wedlug równania: 4FeS + 3 02 + 6H20 = 4FeCOH)3 + 4S . . . 2 Gdy zawartosc siarki w masie porowatej doj¬ dzie dc wartosci ca. 20—30% wówczas wypelnie¬ nie porowate usuwa sie, a kolumne napelnia no¬ wa masa.Oczyszczone wedlug wynalazku scieki powis¬ kozowe zawieraja okolo 1000 mg suchej pozosta¬ losci w litrze; sa to w przewazajacej ilosci siar¬ czany, weglany i chlorki wapniowe. Zwiazków organicznych, przy dobrze pracujacych osadni¬ kach nie powinno byc wiecej jak ca. 0,01°/o.Przyklad. Dla oczyszczalni, której przepus¬ towosc scieków wynosi ca 1500 m8/h potrzebny jes; basen dekantacyjny o wymiarach 80X100X3 m. Srednica przeplywowej kolumny filtrujaco- desombcyjnej winna wynosic 7 m, a wysokosc warstwy wypelniajacej 6 m. Ilosc perforowanych pólek w kolumnie: 6, wysokosc warstwy syfono¬ wej 2 m. Przy sredniej analizie scieków: 30 mg CS2 i 8 mg H2S w IJtrze, wypelniienie kolumny pracuje nieprzerwanie przez caly rok, regenerujac w swym wnetrzu okolo 30 ton elementarnej siarki. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób oczyszczania scieków, powiskozowych, znamienny tym, ze poszczególne kanaly scie¬ kowe zobojetnia sie za pomoca mieszaniny ru¬ dy darniowej i utlenionego osadu z pierwot¬ nych dekanitacji, nastepnie do polaczonych scieków powiskozowych dozuje sie mleko wa- penne tak, aby pH scieków nie przekraczalo 10,3 i po sedymentacji osadu w dekanterach kieruje sie zdekaniowane scieki na kolumne desorpcyjna, wypelniona porowata masa, na*- sycona wodorotlenkiem zelazowym, i w której to kolumnie od dolu, w przeciiwpradizle do kierunku przeplywu scieku wtlaczane sa we¬ glowodory lub powietrze.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wstepne zobojetnianie scieków prowadzi sie za pomoca zmielonej rudy darniowej i utlenio¬ nego osadu z poprzednich dekantacji.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zdekantowane scieki powiskozowe podldaje sie desorbcji na zawartosc dwusiarczku wegla. — 3-Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze splywajacym po wypelnieniu sciekiem i sta- desorbcje, gazowa dwusiarczku wegla prowa- nowi syfonowe zamkn^eciie odplywu. dzi sie na masie porowatej, jak koks, gabka „ „ ,, ¦ , wiskozowa, zuzel, torf lub grube trociny. 7" Sffb wediug zastrz- l ™™«h»V tym, ze Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze od dolu' w Przeciwpr^dzie do kierunku prze- masa porowata nasycona jest wodorotlenkiem P^ scietow wilacza sie- weglowodory, jak zelazowym metan, gazol, gaz generatorowy lub powietrze. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze Szczepan Eugeniusz Slowinski dolna partia kolumny desorbcyjnej zalana jest CWD-79-Ga. GDA-653/58. ...... PL