RO127187A2 - Procedeu combinat de îndepărtare a unor nutrienţi ionici din levigate - Google Patents
Procedeu combinat de îndepărtare a unor nutrienţi ionici din levigate Download PDFInfo
- Publication number
- RO127187A2 RO127187A2 ROA201000822A RO201000822A RO127187A2 RO 127187 A2 RO127187 A2 RO 127187A2 RO A201000822 A ROA201000822 A RO A201000822A RO 201000822 A RO201000822 A RO 201000822A RO 127187 A2 RO127187 A2 RO 127187A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- water
- ion
- minutes
- flotation
- ratio
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 title claims abstract description 7
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims abstract description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 19
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 18
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 16
- -1 nitrate ions Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims abstract description 8
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 claims abstract 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 28
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 17
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 17
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 14
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 10
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 8
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 8
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 7
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims description 6
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims 1
- BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M Sodium oleate Chemical compound [Na+].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 12
- 239000008213 purified water Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 6
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229940085991 phosphate ion Drugs 0.000 description 5
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- FKZLAQOTFPPENP-UHFFFAOYSA-N n-(2,3-dihydroxypropyl)-n-(2-hydroxypropyl)nitrous amide Chemical compound CC(O)CN(N=O)CC(O)CO FKZLAQOTFPPENP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M N,N,N-Trimethylmethanaminium chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)C OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la un procedeu combinat de îndepărtare a unor nutrienţi ionici din apele uzate şi/sau levigate. Procedeul conform invenţiei constă dintr-o fază combinată de adsorbţie-decantare-flotaţie, în care apa uzată, cu un conţinut de 5...200 mg/L-1 fosfaţii solubili şi ionii amoniu şi azotat, este supusă unui proces de adsorbţie folosind tuf vulcanic activat şi uscat la 105°C, până la masă constantă, cu granulaţia mai mică sau egală cu 0,2 mm, la un raport molar tuf:ion de 2,5...5:1, după care se decantează şi supernatantul se contactează succesiv, sub agitare lentă, cu un surfactant anionic la un raport molar surfactant:ion de 10...3:1, laH = 7, timp de 3 min, şi cu un floculant canionic la un raport masic ion:floculant de 100:1, timp de 1 min, după care soluţia este supusă flotaţiei cu apă presurizată la raport de 3:1 în volume, timp de 10 min, spuma peliculară rezultată fiind prelevată mecanic, pentru a se obţine o apă epurată în proporţie de peste 95%.
Description
PROCEDEU COMBINAT DE ÎNDEPĂRTARE A UNOR
NUTRIENTI IONICI DIN LEVIGATE
Invenția se referă la un procedeu de îndepărtare a nutrienților ionici: fosfați solubili, amoniu și azotat, din levigate, ape uzate etc., printr-un procedeu combinat adsorbție-decantare-flotație pentru a permite încadrarea conținutului în nutrienți în limitele stabilite de legislația din România în vederea evacuării acestora în receptori naturali (1,0 mg L'1 ioni fosfat exprimat ca Ptotai; 2,0 mgNH4+ L’1 și 25,0 mgNOf L'1 conform NTPA 001/2005), respectiv în rețelele de canalizare ale localităților (5,0 mg L1 ioni fosfat exprimat ca Ptotai; 30,0 mgNH4 + L’1 și NO3’ nu este normat conform NTPA 002/2005).
Prezența acestor ioni în diferite medii apoase (ape uzate, levigate ș.a.) creează probleme privind toxicitatea apei.
Astfel, descărcarea compușilor cu azot (NO3 _ si NHZ) în apele de suprafață în concentrații mari determină apariția fenomenelor de eutrofizare, creșterea consumului de oxigen prin nitrificare (NBOD) cu efecte similare ca și eutrofizarea, și efecte negative asupra organismelor acvatice. De asemenea, fenomene de eutrofizare au fost determinate și de prezența fosfaților solubili, exprimați ca Ptotai·
Se cunosc diferite procedee de îndepărtare a acestor ioni din diferite medii lichide. Acestea țin seama de speciațiile poluanților în sisteme apoase, diferite prin proveniența și natura lor chimică.
Printre metodele de reducere a conținutului de fosfor din apă se menționează:
-precipitarea ca fosfați insolubili urmată de decantare. Cea mai simplă variantă este precipitarea cu var, urmată de decantarea suspensiei și separarea fazei limpede de șlam [1, 2,]. Pe baza informațiilor din literatură [3] privind precipitarea fosfaților rezultă că pentru neutralizarea apelor acide se pot utiliza substanțe cu caracter bazic respectiv: oxizi alcalino-pământoși (CaO și/sau MgO); hidroxizi alcalini și alcalino-pământoși (NaOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2); carbonați alcalini și alcalino-pământoși (Na2CO3, CaCO3 și/sau MgCO3). Reactivitatea acestor materiale este variabilă deoarece depinde de timpul necesar pentru neutralizare și pH-ul care poate fi atins la echilibru. Un alt reactiv de precipitare mai poate fi și clorură de calciu (CaCl2); precipitarea fosfaților are loc la un raport molar Cca:Cp=3:l și pH > 9,0, iar în prezența ionilor amoniu (NH4+) și carbonat acid (HCOf) eficiența de separare a crescut cu 7 % odată cu scăderea pH-ului (8,0 < pH < 9,0) [4].
-precipitare-coagulare-floculare cu coagulanți ternari de Al(III) sau Fe(III) și floculanți organici (tip polielectrolit) urmată de decantare sau flotație [5, 6, 7], -schimb ionic pe o rășină schimbătoare de ioni puternic bazică (Amberlite IRA900) impregnată cu nanoparticule de oxid feric hidratat într-un domeniu de pH=6,0-8,0, acesta acoperind pH-ul uzual ~ 7 al apelor uzate provenite de la decantarea secundară. La pH neutru anionii fosfat mono și divalenți fe complecși mono și bidentați, în special anionul HPO4' [8],
OACIUL DE STAT PENTRU INVENȚII Șl MĂRCl!
Cerere de brevei de invenție I
C\‘2 010-00822-1 4 -09- 2010
Metodele de îndepărtare a compușilor azotului \ll4 și NO3' iau în considerare formele de existență în soluție apoasă (nitrații, nitriții și ionii amoniu) care sunt forme solubile și prezintă o serie de dificultăți la îndepărtarea acestora din soluție. Singurele obțiuni realizabile pentru îndepărtarea azotului din sisteme apoase sunt procedeele de schimb ionic și de denitrificarea mediată microbiologic.
Volatilizarea ionului amoniu este o cale pentru transferul azotului în atmosferă, dar aceasta este posibilă la pH ridicat și impune o anumită proporție între azotul din ionul amoniu și azotul din molecula de amoniac [9],
Pentru îndepărtarea azotului din ape uzate se aplică în general, nitrificarea/denitrificarea biologică [10] existând informații în literatură despre tehnologiile în sine, instalații și parametrii operaționali [11, 12] și despre caracteristicile apelor respective (pH, raportul BOD5/TKN, temperatura și prezența inhibitorilor).
Datele din literatură subliniază rezultatele obținute prin folosirea unor filtre de nisip, sau a unor sisteme de adsorbție [10].
Aceste rezervoare „septice” de adsorbție au rolul de a asigura îndepărtarea azotului total (organic, NH3 și NH+) prin adsorbție, separarea masei încărcate realizându-se prin sedimentare sau flotație. Aplicarea nitrificării/denitrificării secvențiale in situ poate contribui la optimizarea procesului de tratare biologică utilizată pentru îndepărtarea BOD a nitrificării organice a azotului amoniacal.
Ionii NHt din ape pot fi îndepărtați preferențial prin schimb ionic pe zeoliți.
Selectivitatea zeoliților pentru diferiți cationi după [13] este:
K+ > NH4 > Ca2+ > Mg2+ > Na+
Numai azotul în forma NH4 poate fî îndepărtat din ape și numai în condiții anaerobe pentru a inhiba nitrificarea. Cantitatea de ioni de amoniu ce poate fi îndepărtată, depinde de volumul de zeolit și de cinetica de echilibru. Zeolitul folosit este sub formă de filtru, rezultatul îndepărtării ionilor NH4 fiind cuprins între 16,2 % și 93,8 %.
Totuși folosirea zeoliților, în prezent, este limitată la scară industrială datorită faptului că rețin selectiv ionii NH4 și implică o pretratare costisitoare.
Cercetarea bibliografică privind îndepărtarea ionilor NO3', NO2', NH/ prin adsorbție va continua, în vederea identificării unor materiale adsorbante apte de a retine toti acești ioni.
9 9
Eventual combinarea procesului de adsorbție cu un alt proces, rapid și eficient de separare din sistem a suportului încărcat poate conduce la elaborarea unei alternative performante de îndepărtare din medii lichide a poluanților ionici, solubili în apă.
C\-2 Ο 1 Ο - Ο Ο 8 2 2 - 1 4 -09- 2010
ZJ
Față de metodele menționate în literatura de specialitate, invenția propusă elimina dezavantajele menționate si se caracterizează prin:
-eficiență-randamente ridicate ale separării cu scăderea concentrației ionilor de interes sub limitele admise de legislația în vigoare;
-simplitate-regim simplu de reactivi, se lucrează la pH neutru (în general pH-ul levigatelor) cu posibilitatea refolosirii unor materiale (suport adsorbant); -economicitate-refolosire reactivi, recirculare apă epurată;
-echipamente comune cu cele existente într-o stație modernă de tratare/epurare.
Scopul invenției este de a îndepărta simultan trei tipuri dintre cei mai frecvent întâlniți nutrienți (fosfați solubili, ionilor amoniu și respectiv azotat) în apele de levigare, folosind procedeul propus, cu eficiența de epurare ridicată față de metodele cunoscute și reducerea costurilor de exploatare, folosind materiale indigene și/sau prezente în apele epurate.
Problema tehnica pe care o rezolva invenția este creșterea randamentului de epurare, si reducerea timpului de prelucrare, concomitent cu scăderea costurilor de operare prin folosirea unor materiale naturale indigene destinate proceselor de adsorbție, regenerabile după folosire, urinate de un proces de flotație cu apă presurizată, în care sunt implicate doze scăzute de reactivi și apa în prealabil epurată și presurizată.
Descriera procedeului propus
Procedeul de îndepărtare a fosfaților solubili, ionilor amoniu și respectiv azotat din apele uzate, conform invenției, constă în aceea că apa cu un conținut cuprins intre 5-200 mg L'1 fosfați solubili, ioni amoniu și azotat, în sisteme mono și tricomponent se contactează cu tuf vulcanic (granulație < 0,2 mm), activat sub forma Na+ și uscat la 105°C până la masă constantă, sub agitare lentă (> 200 ture min'1), la raport molar [Ctur]-[Cion/i]=2,5—5:1 ([CtUf] reprezintă suma molilor de Al(III), Fe(III) și Fe(II) ce rezultă din compoziția masică procentuală a tufului vulcanic) timp de 10 minute, urmată de o decantare timp de 60 minute. Supernatantul prelevat se contactează sub agitare lentă ( > 200 ture min'1), la o valoare controlată a pH~7,0 cu NaOL 0,05M, la raport molar [CNaoiJ: [Clon/i]=10'3:l, timp de 3 minute, după care se mai adaugă un floculant cationic (de ex: poliacrilamidă 0,2% ) la raport masic (ion:floculant=l00:1) continuându-se agitarea lenta încă 1 minut. Proba astfel condiționată se diluează în celula de flotație cu apă presurizată în prealabil la 4 IO3 N m'2 la raportul volumic Vievigat:Vapă=3:l pentru un timp de flotație de 10 minute, după care spuma peliculară cu un volum maxim de 1,5 cm3 L'1 levigat, se prelevează mecanic, prelucrându-se prin centrifugare pentru reducerea volumului la cel puțin ’/2 din volumul inițial. Adsorbantul epuizat (încărcat cu ionii de interes) se regenerază printr-o spălare cu soluție de NaCl 2M timp de 4 ore prin agitare lentă la un raport masic (tuf vulcanic:NaCl=0,5:l) cu un randament > 85%. Se recomandă 2 serii de spălări, pentru desorbția completă și trecerea adsorbantuhii în formă Na ^-2010-00822-1 * -09- 2010
urmează o etapă de uscare la 1O5°C pănă la masă constantă pentru utilizarea într-un nou ciclu de adsorbție-decantare-flotație.
Prin prezenta invenție adsorbantul se refolosește, iar o parte din efluent poate fi recirculat și folosit la apa presurizată folosită la flotația probei.
Singurul deșeu al procesului recomandat este spuma peliculară rezultată care are un volum foarte mic și se poate depozita controlat.
în continuare sunt prezentate 5 exemple de realizare a invenției.
Exemplul 1. Apa uzată cu un conținut de 41,4 mg L'1 ioni fosfat exprimat ca Ptotai se contactează timp de 10 minute la o viteză de agitare lentă de maxim 200 ture min.'1 cu tuf vulcanic (granulație < 0,2 mm), în prealabil activat sub forma Na+ și uscat la 105°C până la masă constantă. Raportul molar [Ctuf]:[Cion/i]=2,5-5:1, urmează etapa de decantare timp de 60 minute, după care supematantul se prelevează și se contactează sub agitare lentă (> 200 ture min'1), control pH~7,0 cu NaOL 0,05M la raport molar [CNaoiJ: [Clom fosfat]=10' :1, timp de 3 minute și în continuare cu floculant cationic poliacrilamidic 0,2% la raport masic (ion:floculant= 100:1) continuându-se agitarea lenta încă 1 minut. Proba astfel condiționată se diluează în celula de flotație cu apă presurizată în prealabil la 4 IO3 N m'2 la raportul volumic Vievigat:Vapă=3:l. După un timp de flotație de 10 minute mai mult de 99,9 % din concentrația de fosfor inițială a fost îndepărtată din sistemul monocomponent (Cfmai ioni fosfat=sub limita de detecție a aparatului) și concentrată într-un volum mic de spumă peliculară (maxim de 1,5 cm3 L'1) care se prelevează mecanic și se prelucrează prin centrifugare pentru reducerea volumului la cel puțin ’/2 din volumul inițial. Suportul adsorbant încărcat cu ionii fosfat se regenerază printr-o spălare cu soluție de NaCI 2M timp de 4 ore prin agitare lentă la un raport masic (tuf vulcanic:NaCl=0,5:l) cu un randament > 95%. Se recomandă 2 serii de spălări, pentru desorbția completă și trecerea adsorbantului în forma Na+, după care urmează o etapă de uscare la 105°C pănă la masă constantă pentru utilizarea într-un nou ciclu de adsorbție-decantare-flotație
Exemplul 2. Apa uzată cu un conținut de 22,5 mgNH/ L'1 se contactează timp de 10 minute la o viteză de agitare lentă de maxim 200 ture min.'1 cu tuf vulcanic (granulație < 0,2 mm), în prealabil activat sub forma Na+ și uscat la 105°C până la masă constantă. Raportul molar [Ctuf]:[C10n/i]=2,5-5:1, urmează etapa de decantare timp de 60 minute, după care supematantul se prelevează și se contactează sub agitare lentă (> 200 ture min'1), control pH~7,0 cu NaOL 0,05M la raport molar [Ον&οι/|:[Cnh4+]=10’’:1, timp de 3 minute și în continuare cu floculant cationic poliacrilamidic 0,2% la raport masic (ion:floculant=l 00:1) continuându-se agitarea lenta încă 1 minut. Proba astfel condiționată se diluează în celula de flotație cu apă presurizată în prealabil la 4 IO5 N m'2 la raportul volumic VulgarVapă =3:1. După un timp de flotație de 10 minute 95,6 ± 0,0111 % cu o probabilitate de 95% și 95,6 ± 0,0184 % cu o probabilitate de 99% din concentrația de ion amoniu inițială a fost îndepărtată din sistemul monocomponent (CflllaiNH4+ = 0,98 mg L'1) și concentrată într-un volum mic de spumă peliculară (maxim de 1,5 cm3 L'1) care se prelevează mecanic și se prelucrează prin centrifugare pentru reducerea volumului ța cel puțin A din volumul inițial. Suportul adsorbant încărcat cu ioni amoniu se regenerază printr-o spălare cu soluție de NaCI 2M timp de 4 ore pririagitaielefită lâ uiți rapprt
V2 0 1 0 - 0 0 8 2 2 - 1 4 -09- 21110 '2.3 masic (tuf vulcanic:NaCl=0,5:l) cu un randament > 85%. Se recomandă 2 serii de spălări, pentru desorbția completă și trecerea adsorbantului în forma Na, după care urmează o etapă de uscare la 105°C pănă la masă constantă pentru utilizarea într-un nou ciclu de adsorbție-decantare-flotație
Exemplul 3. Apa uzată cu un conținut de 77,5 mgNO3’ L’1 se contactează timp de 10 minute la o viteză de agitare lentă de maxim 200 ture min.’1 cu tuf vulcanic (granulație < 0,2 mm), în prealabil activat sub forma Na+ și uscat la 105°C până la masă constantă. Raportul molar [Ctuf]:[C10n/i]=2,5-5:1, urmează etapa de decantare timp de 60 minute, după care supernatantul se prelevează și se contactează sub agitare lentă (> 200 ture min1), control pH~7,0 cu NaOL 0,05M la raport molar [CNaOL]:[CNO3-]=10’3:l, timp de 3 minute și în continuare cu floculant cationic poliacrilamidic 0,2% la raport masic (ion:floculant= 100:1) continuându-se agitarea lenta încă 1 minut. Proba astfel condiționată se diluează în celula de flotație cu apă presurizată în prealabil la 4 IO3 N m‘2 la raportul volumic Vievigat:Vapa=3:l. După un timp de flotație de 10 minute 99,4 ± 0,0209 % cu o probabilitate de 95% și la 99,4 ± 0,0346 % cu o probabilitate de 99% din concentrația de ion azotat inițială a fost îndepărtată din sistemul monocomponent (Cfinai NO3=0,45 mg L'1) și concentrată într-un volum mic de spumă peliculară (maxim de 1,5 cm3 L'1) care se prelevează mecanic și se prelucrează prin centrifugare pentru reducerea volumului la cel puțin % din volumul inițial. Suportul adsorbant încărcat cu ioni azotat se regenerază printr-o spălare cu soluție de NaCI 2M timp de 4 ore prin agitare lentă la un raport masic (tuf vulcanic:NaCl=0,5:l) cu un randament > 90%. Se recomandă 2 serii de spălări, pentru desorbția completă și trecerea adsorbantului în forma Na, după care urmează o etapă de uscare la 105°C pănă la masă constantă pentru utilizarea într-un nou ciclu de adsorbție-decantare-flotație.
Exemplul 4. Apa uzată cu un conținut de 41,4 mg L1 ioni fosfat exprimat ca Ptotai + 22,5 mgNH4+ L_1+ 77,5 mgNCV L'1 se contactează timp de 10 minute la o viteză de agitare lentă de maxim 200 ture min/1 cu tuf vulcanic (granulație < 0,2 mm), în prealabil activat sub forma Na+ și uscat la 105°C până la masă constantă. Raportul molar [Ctuf]:[C10n/i]=2,5-5:1, urmează etapa de decantare timp de 60 minute, după care supernatantul se prelevează și se contactează sub agitare lentă (> 200 ture min1), control pH~7,0 cu NaOL 0,05M la raport molar [CNa0L]:[C10111]=lO'3:1, timp de 3 minute și în continuare cu floculant cationic poliacrilamidic 0,2% la raport masic (ion:floculant=100:l) continuându-se agitarea lenta încă 1 minut. Proba astfel condiționată se diluează în celula de flotație cu apă presurizată în prealabil la 4 IO N nî la raportul volumic Vlevigat:Vapă =3:1. După un timp de flotatie de 10 minute concentrația de ioni fosfat, amoniu si azotat au fost îndepărtați din sistemul tricomponent după cum urmează: -mai mult ca 99,9% în cazul fosforului (Cfinai ioni tosfat=sub limita de detecție aparatului);
-97,4 ± 0,0639 % cu o probabilitate de 95% probabilitate de 99% (CfinaiNii4+ = 0,58 mg L’1);
-99,7 ± 0,0183 % cu o probabilitate de 95% probabilitate de 99% (Cflnai no3- = θ,25 mg L'1);
C\~î010-00322-1 4 -09“ 2010
Volumul mic de spumă peliculară (maxim de 2,0 cm3 L'1) se prelevează mecanic și se prelucrează prin centrifugare pentru reducerea volumului la cel puțin % din volumul inițial. Suportul adsorbant încărcat cu ionii fosfat, amoniu și azotat se regenerază printr-o spălare cu soluție de NaCI 2M timp de 4 ore prin agitare lentă la un raport masic (tuf vulcanic:NaCl=0,5:l) cu un randament > 95%. Se recomandă 2 serii de spălări, pentru desorbtia completă și trecerea adsorbantului în forma Na, după care urmează o etapă de uscare la 105°C pănă la masă constantă pentru utilizarea într-un nou ciclu de adsorbție-decantare-flotație
Exemplul 5. Apa uzată provenită de la stația de epurare Târgoviște cu un conținut de 13,6 mg L'1 ioni fosfat exprimat ca Ptotai + 52,4 mgNH4+ L1 + < 0,01 mgNOf L'1 se contactează timp de 10 minute la o viteză de agitare lentă de maxim 200 ture min.'1 cu tuf vulcanic (granulație < 0,2 mm), în prealabil activat sub forma Na+ și uscat la 105°C până la masă constantă. Raportul molar [Ctuf]:[C10n/i]=2,5-5:1, urmează etapa de decantare timp de 60 minute, după care supernatantul se prelevează și se contactează sub agitare lentă (> 200 ture min'1), control pH~7,0 cu NaOL 0,05M la raport molar [CNaoiTtCionil^lO ’3d, timp de 3 minute și în continuare cu floculant cationic poliacrilamidic 0,2% la raport masic (ion :floculant=l 00:1) continuându-se agitarea lenta încă 1 minut. Proba astfel condiționată se diluează în celula de flotație cu apă presurizată în prealabil la 4 103 N m’2 la raportul volum ic Vievigat:Vapă=3:l. După un timp de flotație de 10 minute concentrația de ioni fosfat, amoniu și azotat au fost îndepărtați din sistemul multicomponent după cum urmează:
-mai mult ca 99,9% în cazul fosforului (Cfinai iom fosfat=sub limita de detecție aparatului);
-97,1 ± 0,1986 % cu o probabilitate de 95% și la 97,1 ± 0,0282 % cu probabilitate de 99% (CfniaiNH4+ = 1,54 mg L'1);
-mai mult ca 99,9% în cazul ionului azotat (Cfinai No?-=sub limita de detecție aparatului).
Volumul mic de spumă peliculară (maxim de 2,0 cm3 L'1) se prelevează mecanic și se prelucrează prin centrifugare pentru reducerea volumului la cel puțin % din volumul inițial. Suportul adsorbant încărcat cu ionii fosfat, amoniu și azotat se regenerază printr-o spălare cu soluție de NaCI 2M timp de 4 ore prin agitare lentă la un raport masic (tuf vulcanic:NaCl=0,5:l) cu un randament > 95%. Se recomandă 2 serii de spălări, pentru desorbtia completă și trecerea adsorbantului în forma Na+, după care urmează o etapă de uscare la 105°C pănă la masă constantă pentru utilizarea într-un nou ciclu de adsorbție-decantare-flotație.
In cazul în care în apa, după prelevarea mecanica a spumei peliculare, cu un volum maxim de 2,0 cm3 L’1 levigat, s-au pus în evidență prin analiză, prezența substanțelor superfîcial-active anionice, care prin concentrația lor asigură raportul molar [Ctuf]'[C10n/i] recomandat în prezenta invenție, nu mai este necesară introducerea acestui reactiv în sistem.
Claims (2)
1. Procedeul combinat adsorbție-decantare-flotație pentru îndepărtare a nutrienților ionici: fosfați solubili, amoniu, azotat din apele uzate și/sau levigate, caracterizat prin aceea că în scopul asigurării unei eficiente de separare mai mari de 95%, apa ce urmează a fi epurată poate avea un conținut de ioni fosfați solubili, amoniu și azotat cuprins între 5-200 mg L1, care este supusă unui proces de adsorbție folosind un adsorbant natural (tuf vulcanic cu granulația < 0,2mm), la raport molar [Ctuf]-[CiOn/i]=2,5-5:1 ([Ctui] reprezintă suma molilor de Al(III), Fe(III) și Fe(II) ce rezultă din compoziția masică procentuală a tufului vulcanic), activat sub forma Na+ și uscat la 105°C până la masă constantă, urmat de o decantare timp de 60 minute, de unde supernatantul se contactează sub agitare lentă (> 200 ture min'1) în două faze succesive cu un surfactant anionic, spre exemplu oleat de sodiu (soluție NaOL 0,05 M), la un raport molar [Cnhol] : [CiOn/i]=102 3:1, la pH~7 timp de 3 minute și apoi în cea de-a doua fază cu un floculant cationic (de exemplu poliacrilamidă soluție 2%) la un raport masic (ion:floculant= 100:1) continuându-se agitarea lenta încă 1 minut, după care soluția astfel tratată se supune flotației cu apa presurizata la 4 10 N m’ (rezultată din apa epurată într-un ciclu anterior), la raportul volumic Vievigat:Vapă=3:l pentru un timp de flotație de 10 minute, când la suprafața apei se formează o spumă peliculară care se prelevează mecanic și se prelucrează prin centrifugare pentru reducerea volumului.
2. Regenerarea, în vederea reutilizării într-un nou ciclu a adsorbantul epuizat conform revendicării 1 (tuf vulcanic cu granulație < 0,2 mm) se poate realiza prin spălare în două serii cu soluție NaCl 2M, timp de 4 ore prin agitare lentă la un raport masic (tuf vulcanic:NaCl=0,5:l) cu un randament > 85%, ceea ce asigură aducerea în forma Na+ a adsorbantului, care după uscare la 105°C până la masă constantă poate fi refolosit, iar apele de spălare încărcate cu ionii fosfat, amoniu, azotat, sodiu și clorură ar putea fi utilizate c§ îngrășăminte foliare.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201000822A RO127187A2 (ro) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | Procedeu combinat de îndepărtare a unor nutrienţi ionici din levigate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201000822A RO127187A2 (ro) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | Procedeu combinat de îndepărtare a unor nutrienţi ionici din levigate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO127187A2 true RO127187A2 (ro) | 2012-03-30 |
Family
ID=45876059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201000822A RO127187A2 (ro) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | Procedeu combinat de îndepărtare a unor nutrienţi ionici din levigate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO127187A2 (ro) |
-
2010
- 2010-09-14 RO ROA201000822A patent/RO127187A2/ro unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sancho et al. | Recovery of ammonia from domestic wastewater effluents as liquid fertilizers by integration of natural zeolites and hollow fibre membrane contactors | |
| CN105254084B (zh) | 一种脱硫废水的双极膜电渗析处理方法及装置 | |
| CN103570158B (zh) | 一种从稀土生产废水中回收稀土且氨氮达标排放的方法 | |
| CN103466738B (zh) | 从低浓度含铵稀土溶液中去除氨氮并回收稀土的方法 | |
| CN102627372A (zh) | 一种五氧化二钒废水处理及资源循环利用的方法 | |
| CN110282783B (zh) | 一种磷铵化工废水的处理系统及处理方法 | |
| CN103936189A (zh) | 一种高氨氮废水回收处理的处理方法 | |
| CN106396233A (zh) | 一种脱硫废水零排放的装置 | |
| Gautam et al. | Remediation technologies for phosphate removal from wastewater: an overview | |
| Ruiz-Cosgaya et al. | Ion exchange columns. A promising technology for nitrogen and phosphorus recovery in the main line of a wastewater treatment plant | |
| Chmielewská | Natural zeolite—a versatile commodity—some retrospectives in water cleanup processes | |
| Stocker et al. | Simultaneous nutrient removal and selective recovery of nitrogen and phosphorus from municipal wastewater: A novel combined ion exchange–surface precipitation process from proof of concept to pilot scale | |
| CN111285391A (zh) | 高纯碳酸稀土的制备方法及装置和离子交换树脂 | |
| KR20140103693A (ko) | 질소와 인 회수가 가능한 하·폐수 처리장치 및 이를 이용한 하·폐수 처리방법 | |
| CN106495415B (zh) | 一种皮草废水零排放工艺 | |
| RO127187A2 (ro) | Procedeu combinat de îndepărtare a unor nutrienţi ionici din levigate | |
| CN113087063A (zh) | 一种高盐度废水中深度除磷的方法 | |
| AU2024205706A1 (en) | Methods of treating water to remove contaminants and water treatment plants for the practice thereof | |
| Trus et al. | Low-waste technologies of ion-exchange extraction of phosphates from solution | |
| CN102942274B (zh) | 一种氧化铜生产工艺中盐碱废水处理方法 | |
| CN110590007A (zh) | 多次控制pH分段除去高盐废液中高价金属离子预处理方法 | |
| CN212403770U (zh) | 一种废水脱盐的多级结晶沉淀处理系统 | |
| CN205653297U (zh) | 一种脱硫废水零排放分步回收装置 | |
| Akkurt et al. | Reducing the Amount of Boron in the Wastewater of a Boron Processing Plant by Chemical Precipitation | |
| KR101299586B1 (ko) | 오폐수 처리 장치 및 처리 방법 |