RO116272B1 - Procedeu de limpezire rapida a efluentilor reziduali de la preparatiile de carbune - Google Patents

Abstract

Inventia se refera la un procedeu de limpezire rapida a apelor reziduale de la preparatiile de carbune, prin coagulare - floculare cu o solutie bicomponenta de polielectrolit si sare de calciu, in vederea protectiei mediului inconjurator, dozele de reactivi fiind dependente de continutul de suspensii al efluentului, precum si de raportul dintre fractia de argila si cea de carbune, care constituie suspensiile reziduale. Conform inventiei, apele reziduale cu un continut variabil de suspensii de 20...80 g/l, din care 50...70 % argila, sunt tratate la pH=7,5...8,5 de evacuare al apei, prin contactare in regim puternic turbulent cu o solutie bicomponenta de tratare, ce consta dintr-o solutie apoasa de 0,1% polielectrolit mediu anionic, de tip acrilamida/acrilat in 50 g/l clorura de calciu, corespunzator unei doze de polielectrolit de 3...9 mg/l, obtinandu-se dupa un timp de decantare de 10...15 min, un supernatant limpede cu un continut de suspensii de 100 mg/l si un volum diminuat de namol de 15...25% din volumul apei tratate. Aplicarea procedeului de limpezire rapida prin coagulare-floculare cu un polielectrolit mediu anionic, de tip poliacrilamida/acrilat, cu masa moleculara mica, in solutie de clorura de calciu, asigura epurarea acestor ape, sub aspectul continutului de suspensii, cu imbunatatirea vitezei de sedimentare si simplificarea considerabila a modului de realizare a solutiei de tratare.

Description

Invenția se referă la un procedeu de limpezire rapidă a apelor reziduale evacuate din instalațiile de preparare a cărbunilor, prin coagulare - floculare, în vederea asigurării calității efluenților evacuați în emisar și îmbunătățirii performanțelor procesului de limpezire.

Apele reziduale provenite din operațiile de spălare, clasare, concentrare prin zețaj și flotație, evacuate din preparațiile de cărbune, se caracterizează printr-un conținut ridicat de suspensii (praf de cărbune și argilă) cu concentrații cuprinse între 20 și 60 g/l cu “vârfuri” de 1OO g/l și o pondere de 50 ... 70 % cenușă. Conținutul de material ultrafin (60 ... 70 % din totalul suspensiilor evacuate sunt particule sub 10 microni) are o influență negativă asupra procesului de limpezire a epelor. Procesul actual de tratare, cu CaCI₂ în doze de 50 ... 100 mg/l, conduce la obținerea unui supernatant cu peste 300 mg/l suspensii, viteza de decantare fiind sub 0,5 m/h, iar volumul de nămol decantat reprezintă 30 ... 40 % din volumul apei tratate.

Din literatura de specialitate se cunoaște un procedeu de epurare a apelor de la clasarea cărbunilor (JP 8150, 639/1981) în două trepte, prin tratare cu un polimer coagulant și, opțional, cu CaCI₂, apoi supernatantul este tratat cu Al₂ (S0₄) și cu un polimer coagulant. Astfel, o apă reziduală conținând 36,4 kg solide/m³ a fost tratată cu 50 g CaCI2/m³ și 6 g polimer/m³ și decantată, apoi supernatantul a fost tratat cu 80 g AI2(S0₄)₃/m³ și 2 g polimer/m³ ,obținându-se un efluent final cu 0,06 g suspensii solide /m³.

Conform brevetului US 4906 386, flocularea cărbunelui fin din suspensiile apoase s-a realizat prin adaos de polielectrolit anionic, o sare de calciu și un polielectrolit cationic. Polielectrolitul anionic s-a preferat să aibă ionicitate mare (de exemplu, un copolimer acid acrilic/acrilamină sau acid acrilic/ acid metacrilic/acrilat de etil), în timp ce polielectorlitul cationic poate avea ionicitate redusă și greutate moleculară mare (polimer N,N-dimetil-2-hidroxipropilamină) sau greutatea moleculară mică (clorhidrat de dialildimetilamoniu).

Un polimer cationic preparat prin reacția dintre copolimerul anhidridă maleică /a-olefină cu o diamină având grupări amină primară și terțiară a fost utilizat în soluție apoasă 0,1 % pentru îndepărtarea cărbunelui din apele reziduale prin floculare (DD 282,444 1990). Doze cuprinse între 0,5 și 4,0 mg/l asigură creșterea vitezei de sedimentare și a gradului de limpezire a apei (DD 282,444 1990).

Este cunoscută, de asemenea, tratarea cu o soluție de polielectrolit unicomponent, prin utilizarea unui polielectrolit cationic cu masa moleculară mare, în cazul specific al apelor reziduale de la o instalație de brichetare a cărbunilor. Apele reziduale cu conținut de suspensii de 5 ... 10 g/l sunt tratate cu soluție 0,1% floculant adăugat în doza de 0,5 ml/l, asigurându-se decantarea completă a particulelor de cărbune în mai puțin de o oră și obținerea unui supernatant cu un conținut de suspensii sub 100 mg/l.(DD 203 305).

Alte tipuri de polielectroliți utilizați la limpezirea apelor cu conținut de cărbune sunt polimeri cu concentrație de grupări cationice obținuți prin copolimerizarea unui monomer neionic, cu greutate moleculară mare, solubil în apă (acrilamidă), cu un comonomer cationic sau polieteri și derivații lor (SU 1261914/1986, SU 947075/1982), (EP 82571/1983)

Procedeele menționate și tipurile de polimeri utilizați se referă, în principal, la separarea pulberii de cărbune și mai puțin la suspensiile argiloase.

RO 116272 Bl

Acolo unde tratarea se face cu doi sau mai mulți reactivi (polielectroliți și săruri anorganice), adaosul se realizează consecutiv în una sau două trepte.

De asemenea, este cunoscută dificultatea preparării soluțiilor de polielectrolit.

De exemplu, pornind de la un polielectrolit sub formă de emulsie, la prepararea 50 soluției stoc 0,5 % (se realizează emulsia inversă prin dizolvarea în apă, într-un domeniu de concentrație strict controlat), de la viscozitatea inițială a produsului de cca. 600 CP, se ajunge la o viscozitate de 2000 CP. Pe lângă dificultățile de agitare, este necesară și prelungirea timpului de dizolvare până la cel puțin o oră pentru omogenizarea soluției. 55

Invenția de față urmărește limpezirea rapidă a apelor reziduale de la preparațiile de cărbune în vederea epurării acestora, prin utilizarea unei variante îmbunătățite de preparare a soluției de reactivi de tratare.

Procedeul de limpezire rapidă a efluenților reziduali de la prepararea de cărbune prin coagulare - floculare, un polielectrolit și o sare de calciu, conform 60 invenției, înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că, apele reziduale cu un conținut variabil de suspensii de 20 ... 80 g/l, din care 50 ... 70 % argilă, sunt tratate la pH-ul 7,5 ... 8,5 de evacuare a apei, prin contactare în regim puternic turbulent cu o soluție bicomponentă de tratare, ce constă dintr-o soluție apoasă de 0,1 % polielectrolit mediu anionic de tip acrilamidă/acrilat în 50 g/l clorură de calciu, 65 corespunzător unei doze de polielectrolit de 3 ... 9 mg/l, obținându-se după un timp de decantare de 10 ... 15 min un supernatant limpede, cu un conținut de suspensii de 100 mg/l și un volum diminuat de nămol de 15 ... 25 % din volumul apei tratate. Soluția bicomponentă de tratare cu o concentrație de 0,5 % se prepară prin dizolvarea directă sub agitare a polielectrolitului mediu anionic de tip acrilamidă 7 o /acrilatîn soluție de 50 g/l clorură de calciu, după care se diluează cu apă până la o concentrație de 0,1 % polielectrolit și se stochează.

Invenția prezintă următoarele avantaje :

- realizarea limpezirii rapide a apelor reziduale de la preparațiile de cărbune și asigurarea calității efluenților evacuați în emisar ; 7 5

- reducerea timpului de preparare a soluției de polielectorlit și diminuarea drastică a viscozității acesteia ;

- reducerea timpului de tratare-omogenizare și creșterea vitezei de sedimentare a suspensiei tratate de la 0,5 la 20 ... 30 min/h ;

- reducerea volumului de nămol evacuat. 80

Fluxul de tratare a apelor reziduale prezentate în figură cuprinde următoarele etape :

- prepararea soluției stoc de polielectrolit în soluție CaCI₂ 50 g/Ι, sub agitare continuă în reactorul 2 ;

- diluția soluției de reactivi până la concentrația de lucru în bazinul de amestec 85 și stocare 3 ;

- dozarea reactivilor în conducta de alimentare 1 sau conul de omogenizare 5

- decantarea apelor reziduale tratate într-un decantor circular 6 .

Se prezintă în continuare trei exemple de realizare a tratării apelor reziduale 90 de la preparațiile de cărbune cu polielectrolit mediu anionic, tip acrilamido/acrilat, sub formă de emulsie.

RO 116272 Bl

Exemplul 1. Soluția stoc de reactiv (0,5 %) se prepară în instalația 2 prin dizolvarea polielectrolitului emulsie în soluție 50 g/l CaCI₂ sub agitare, apoi se diluează cu apă până la 0,1 % polielectrolit și se stochează în bazinul 3. Apele reziduale evacuate din preparația de cărbune având un conținut de suspensii de 25,2 g/l, din care 52 % argilă, cu pH =7,8 se tratează cu 4 ml/l soluție de reactiv (0,1 % polielectrolit, 1 % CaCI₂), adaosul reactivilor efectuându-se cu pompa dozatoare 4 în conducta 1 de alimentare a decantorului 6 și în conul de omogenizare 5, pentru asigurarea gradului de turbulență necesar omogenizării. Se formează flocoane mari cu depunere instantanee (viteza de sedimentare 25 m/h), obținându-se după un timp de decantare de 10 min un supernatant limpede, cu un conținut remanent de suspensii de 0,07g/l. Nămolul decantat (15 % din volumul apei tratate) are o bună manevrabilitate și nu necesită tratare suplimentară cu reactivi în vederea deshidratării.

Exemplul 2. Apele reziduale evacuate de la preparația de cărbune, având un conținut de suspensii de 60,8 g/l, din care 56 % argilă, cu pH 8,4, se tratează cu 8 ml/l soluție de reactiv obținut în aceleași condiții ca în exemplul 1, asigurându-se contactarea în regim puternic turbulent. Se formează flocoane mari cu depunere instantaneee (viteza de sedimentare 20 m/h), obținându-se după un timp de decantare de 15 min un supernatant limpede cu un conținut rezidual de suspensii de 0,085 g/l. Nămolul decantat reprezintă 20 % din volumul apei tratate, are o bună manevrabilitate și nu necesită tratare suplimentară cu reactivi în vederea deshidratării.

Exemplul 3. Apele reziduale evacuate de la preparația de cărbune, având un conținut de suspensii de 36,9 g/l, din care 71,6% argilă cu pH = 8,3, se tratează cu 5 ml/l soluție de reactiv obținut în aceleași condiții ca în exemplul 1. Se formează flocoane mari de depunere instantanee, viteza de sedimentare fiind 22 m/h, obținându-se după un timp de decantare de 15 min un supernatant limpede, cu un conținut rezidual de suspensii de 0,075 g/l. Nămolul decantat, 18% din volumul apei tratate, are o bună manevrabilitate și nu necesită tratare suplimentară cu reactivi în vederea deshidratării.

Pentru această valoare a concentrației de 5 g/l (valoare impusă de domeniul de stabilitate a emulsiei], modificarea de viscozitate la preparare, funcție de concentrația soluției de CaCI₂ în care se face dizolvarea, este prezentată în tabelul 1.

Tabelul 1

Variația de viscozitate și timp de dizolvare la prepararea soluției de polielectorlit În soluție CaCI₃

Solvent	Viscozitate	Timp de dizolvare (min)
mm2/s (est)	CP
apa	20	2000	60
sol.CaCI2 10 g/l	184	184	40
sol.CaCI2 20 g/l	181	181	35
sol.CaCI2 30 g/l	169	169	25
sol.CaCI2 40 g/l	165	165	15
sol.CaCI2 50 g/l	158	158	10

RO 116272 Bl

Sintetic, tratarea apelor reziduale, d la preparațiile de cărbune cu polielectrolit 135 în soluție de CaCI₂, conform exemplelor 1...3, este prezentată în tabelul 2.

Tabelul 2

Tratarea apelor reziduale cu polielectorlit În soluție CaCI₂

Nr. ex.	Suspensii inițiale Ci(g/I)	Cenușa în suspensii	Doza de reactivi	Viteza de sedim. M/h	Efluent suspens. Cf(g/I)	Voi. Nămol %
polielec-trolit mg/l	C3CI2 mg/l
1	252	52	3	30	25	70	15
2	608	66	8	80	20	85	20
3	369	716	5	50	22	75	18

Claims (2)

1. Revendicări

   1. Procedeu de limpezire rapidă a efluenților reziduali de la preparațiile de cărbune, prin coagulare - floculare cu un polielectorlit și o sare de calciu, caracterizat prin aceea că , apele reziduale cu un conținut variabil de suspensii de 20 ... 80 g/l, 150 din care 50 ... 70 % argilă, sunt tratate la pH-ul 7,5 ... 8,5 de evacuare a apei, prin contactare în regim puternic turbulent cu o soluție bicomponentă de tratare, ce constă dintr-o soluție apoasă de 0,1 % polielectrolit mediu anionic, de tip acrilamidă/acrilat, în 50 g/l clorură de calciu, corespunzător unei doze de polielectrolit de 3 ... 9 mg/l, obținându-se după un timp de decantare de 10 ... 15 min 155 un supernatant limpede, cu un conținut de suspensii de 100 mg/l și un volum diminuat de nămol de 15 ... 25 % din volumul apei tratate.
2. 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, soluția bicomponentă de tratare, cu o concentrație de 0,5 %, se prepară prin dizolvarea directă, sub agitare, a polielectrolitului mediu anionic de tip acrilamidă /acrilat în 160 soluție de 50 g/l clorură de calciu, după care se diluează cu apă până la o concentrație de 0,1 % polielectrolit și se stochează.