RU2064444C1

RU2064444C1 - Method for purification of sewage against suspended particles

Info

Publication number: RU2064444C1
Application number: RU94017868A
Authority: RU
Inventors: Н.У. Быкадоров; С.С. Радченко
Original assignee: Волгоградский государственный технический университет
Priority date: 1994-05-13
Filing date: 1994-05-13
Publication date: 1996-07-27

Abstract

FIELD: purification of sewage. SUBSTANCE: sewage is treated with coagulant being mixture of bischofite and aluminum hydroxychloride at their ratio (0.1-0.9):(0.9-0.1) respectively. Quantity of said coagulant is 0.4-30 g/l. Degree of purification against petroleum product and suspended particles is 98.1 and 99.9 % respectively. EFFECT: decreases expense of coagulant. 1 tbl

Description

Изобретение относится к очистке сточных вод от твердых и жидких диспергированных веществ, в частности к разработке способа очистки сточных вод лесоперерабатывающих заводов, металлообрабатывающих предприятий, а также очистке природной воды при водоподготовке питьевой воды от механических примесей. The invention relates to the treatment of wastewater from solid and liquid dispersed substances, in particular, to the development of a method for treating wastewater from wood processing plants, metal processing enterprises, as well as the purification of natural water during mechanical treatment of drinking water from mechanical impurities.

Известен способ очистки сточных вод, содержащих твердую или жидкую диспергированную фазу, который сводится к добавлению в сточную воду сульфата алюминия, сульфата железа (II), хлорида железа (III). Наибольшее осветление сточной воды происходит при использовании солей трехвалентного железа и сульфата алюминия или их смесей [1]
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относятся следующие:
1) треххлорное железо и сульфат железа (II) часто применяют в виде порошка, то дозирование их в непрерывном процессе очистки сточной воды затруднено;
2) для оптимальной степени очистки требуется корректировка pH среды с помощью гидроксида кальция или гидрокарбонатов калия или натрия, а это усложняет и удорожает процесс;
3) применение солей железа для очистки сточных вод сопряжено с увеличением содержания железа в очищаемой воде, при этом значительно превышается предельно допустимую концентрацию (ПДК) по этому элементу. Известно применение гидроксихлорида алюминия (ГОХА) для очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты [2]
ГОХА хорошо разрушает эмульсию, однако, во-первых, из-за узкого интервала значений pH, при которых он работает эффективно, применение его затруднено, во-вторых, из-за высокой стоимости алюминия, используемого для получения ГОХА, применение его в широком масштабе ограничено.A known method of treating wastewater containing a solid or liquid dispersed phase, which boils down to adding aluminum sulfate, iron (II) sulfate, iron (III) chloride to the wastewater. The greatest clarification of waste water occurs when using salts of ferric iron and aluminum sulfate or mixtures thereof [1]
The reasons that impede the achievement of the required technical result when using the known method include the following:
1) trichloric iron and iron (II) sulfate are often used in powder form, then dosing them in the continuous process of wastewater treatment is difficult;
2) for the optimal degree of purification, adjustment of the pH of the medium with calcium hydroxide or potassium or sodium bicarbonates is required, and this complicates and increases the cost of the process;
3) the use of iron salts for wastewater treatment is associated with an increase in the iron content in the treated water, while the maximum permissible concentration (MPC) for this element is significantly exceeded. It is known to use aluminum hydroxychloride (GOHA) for wastewater treatment containing petroleum products [2]
GOXA well destroys the emulsion, however, firstly, because of the narrow range of pH values at which it works efficiently, its use is difficult, and secondly, because of the high cost of aluminum used to obtain GOA, its widespread use limited.

Наиболее близким к изобретению является способ очистки сточной воды смесью гидроксихлорида алюминия (ГОХА) и трихлорида железа [3] По этому способу в сточную воду в качестве коагулянта добавляют смесь ГОХА и FeCl₃ соотношении 1:3.Closest to the invention is a method of treating wastewater with a mixture of aluminum hydroxychloride (GOX) and iron trichloride [3] In this method, a mixture of GOX and FeCl _{3 in} a 1: 3 ratio is added to the wastewater as a coagulant.

Причиной, препятствующей достижению требуемого технического результата способа очистки по прототипу, является: применение хлорного железа, во первых, из-за необходимости материальных и экономических затрат при ее производство; во вторых, введение ионов железа в очищенную сточную воду в количестве 150 мг/л, приводит к значительному превышению ПДК на ионы железа (0,3 мг/л). The reason that impedes the achievement of the required technical result of the purification method of the prototype is: the use of ferric chloride, firstly, due to the need for material and economic costs in its production; secondly, the introduction of iron ions in purified wastewater in an amount of 150 mg / l, leads to a significant excess of the MPC for iron ions (0.3 mg / l).

В предлагаемом изобретении решается важная задача- разработка экономически выгодного способа очистки сточных вод от твердых и жидких диспергированных веществ, а именно на лесоперерабатывающих предприятиях, металлообрабатывающих заводах, а также по очистке природной воды при водоподготовки питьевой воды. При реализации предлагаемого способа получают следующий технический результат: повышается степень очистки сточных вод от твердых и жидких диспергированных веществ. При этом степень очистки по ХПК достигается 96,2 а по нефтепродуктам и взвешенным до 98,1 и 96,7 соответственно. Предлагаемый коагулянт может работать в широком интервале значений pH. In the present invention, an important task is solved - the development of a cost-effective method of treating wastewater from solid and liquid dispersed substances, namely in wood processing enterprises, metal processing plants, as well as for the purification of natural water during drinking water treatment. When implementing the proposed method, the following technical result is obtained: the degree of wastewater treatment from solid and liquid dispersed substances is increased. At the same time, the degree of purification by COD is reached 96.2 and for petroleum products and suspended to 98.1 and 96.7, respectively. The proposed coagulant can work in a wide range of pH values.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе очистки сточных вод и природной воды, содержащих твердые и жидкие диспергированные вещества, заключающийся в добавлении коагулянта, перемешивании и отстое, в качестве коагулянта используют смесь природного бишофита (ГОСТ 7759-73) и гидрохлорида алюминия в соотношении (0,1 - 0,9)^oC(0,9 0,1) в количестве 0,4 30 г/л сточной воды.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the method of treating wastewater and natural water containing solid and liquid dispersed substances, which consists in adding coagulant, mixing and sludge, a mixture of natural bischofite (GOST 7759-73) and hydrochloride is used as a coagulant aluminum in a ratio of (0.1 - 0.9) ^o C (0.9 0.1) in an amount of 0.4 to 30 g / l of waste water.

Эффект улучшения технико-экономических показателей процесса очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты и взвешенные вещества, происходит за счет синергизма ионов алюминия, входящего в ГОХА и ионов магния, входящих в природный бишофит. При этом такая смесь работает в большом интервале значений pH, от кислой pH 4 6, где в качестве коагулянта выступает ГОХА, до щелочной pH 8 11, где в качестве коагулянта выступают ионы магния давая гидроксиды Mg(OH)₂. В сильно щелочных растворах pH>10, сначала протекает реакция
Mg²⁺ + 2 OH^----> Mg(OH)₂
затем pH понижается и начинает образовываться гидроксид алюминия
Al³⁺ + 3OH^----> Al(OH)₃
Кроме того, в сточных водах, содержащих эмульгированные нефтепродукты, эмульсии масла стабилизирована анионактивными ПАВ, в частности жирными кислотами алифатического ряда. При этом ион магния, входящий в природный бишофит, особенно при повышенной температуре, вступает в реакцию с образованием соли
Mg²⁺ + 2 RCOO^----> (R COO)₂Mg
Полученная соль плохо растворяется в воде, выделяется из нее в виде хлопьев и выталкивается в поверхностный слой вместе с нефтепродуктами. Эмульсия из-за потери стабилизатора разрушается.The effect of improving the technical and economic indicators of the wastewater treatment process containing oil products and suspended solids occurs due to the synergism of aluminum ions included in GOHA and magnesium ions included in natural bischofite. Moreover, such a mixture works in a wide range of pH values, from acidic pH 4 6, where GOHA acts as a coagulant, to alkaline pH 8 11, where magnesium ions act as a coagulant, giving Mg (OH) ₂ hydroxides. In strongly alkaline solutions, pH> 10, the reaction proceeds first
Mg ²⁺ + 2 OH ^- ---> Mg (OH) ₂
then the pH drops and aluminum hydroxide begins to form
Al ³⁺ + 3OH ^- ---> Al (OH) ₃
In addition, in wastewater containing emulsified oil products, oil emulsions are stabilized by anionic surfactants, in particular aliphatic fatty acids. In this case, the magnesium ion entering the natural bischofite, especially at elevated temperature, reacts with the formation of salt
Mg ²⁺ + 2 RCOO ^- ---> (R COO) ₂ Mg
The resulting salt is poorly soluble in water, is allocated from it in the form of flakes and is pushed into the surface layer along with petroleum products. The emulsion is destroyed due to the loss of the stabilizer.

Выбранное соотношение смеси ГОХА и природного бишофита объясняется различным значением pH очищаемой воды, удешевлением очистки, а также различной устойчивостью диспергированных веществ очищаемой воды к действию коагулянтов. The selected ratio of the mixture of GOXA and natural bischofite is explained by different pH values of the treated water, cheaper cleaning, as well as different resistance of dispersed substances of the purified water to the action of coagulants.

Применение предлагаемой смеси в качестве коагулянта в количестве более 30 г/л неприемлемо из-за повышения солесодержания в очищаемой воде и возникновения явления стабилизации, которая обусловлена передозировкой коагулянта. The use of the proposed mixture as a coagulant in an amount of more than 30 g / l is unacceptable due to an increase in salt content in the treated water and the occurrence of the stabilization phenomenon, which is caused by an overdose of coagulant.

П р и м е р 1. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта смеси ГОХА и природного бишофита в соотношении 0,1:0,9 в количестве 0,4 г/л для очистки сточных вод от жидких диспергированных веществ, в частности от нефтепродуктов. PRI me R 1. In this example, the use of a mixture of GOHA and natural bischofite in a ratio of 0.1: 0.9 in an amount of 0.4 g / l for the treatment of wastewater from liquid dispersed substances, in particular from petroleum products.

В сосуд емкостью 1,5 л заливают 1 л сточной воды с температурой 25^oC и pH= 10, содержащей эмульгированные нефтепродукты на основе эмульсола ЭТ-2. В исходной воде, содержание нефтепродуктов составляло 19,3 г/л, а ХПК-57800 мг, O₂/л.In a vessel with a capacity of 1.5 liters pour 1 liter of wastewater with a temperature of 25 ^o C and pH = 10, containing emulsified oil products based on emulsol ET-2. In the source water, the oil content was 19.3 g / l, and COD-57800 mg, O ₂ / l.

Предварительно готовят коагулянт следующим образом: к 10 г ГОХА, с содержанием 70 г/л алюминия, добавляют 90 г природного бишофита. Полученную смесь при перемешивании добавляют в сточную воду в количестве 0,4 г/л. The coagulant is preliminarily prepared as follows: to 10 g of GOHA, with a content of 70 g / l of aluminum, 90 g of natural bischofite are added. The resulting mixture was added to wastewater in an amount of 0.4 g / l with stirring.

Происходит расслоение сточной воды на две фазы. В верхней фазе содержаться нефтепродукты, а в нижней очищенная вода. Через 1 ч отстоя в очищенной воде содержание нефтепродуктов составляет 1,23 г/л, что соответствует 93,6 степени очистки, степень очистки воды по ХПК составляет 92,2
П р и м е р 2. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта смеси ГОХА и природного бишофита в соотношении 0,5:0,5 в количестве 0,4 г/л, для очистки сточных вод от жидких диспергированных веществ, в частности нефтепродуктов. В сосуд емкостью 1,5 л наливают 1 л сточной воды с температурой 25^oC и pH 10, содержащей эмульгированные нефтепродукты на основе эмульсола ЭТ-2. В исходной сточной воде содержание нефтепродуктов составляет 19,3 г/л, а ХПК-57800 мг, O₂/л. Предварительно готовят коагулянт. К 50 г ГОХА, с содержанием алюминия 70 г/л, добавляют 50 г природного бишофита. Полученную смесь в количестве 0,4 г/л вносят в сточную воду при перемешивании. После 1 ч отстоя, выделившееся масло отделяют, а в очищенной воде определяют содержание нефтепродуктов и ХПК. Степень очистки по нефтепродуктам составляет 98,1, а по ХПК-96,2
П р и м е р 3. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта смеси ГОХА и природного бишофита в соотношении 0,9 0,1 в количестве 0,4 г/л для очистки сточных вод от жидких диспергированных веществ, в частности от нефтепродуктов. В сосуд емкостью 1,5 л наливают 1 л сточной воды с температурой 25^oC и pH 10, содержащей эмульгированные нефтепродукты на основе эмульсола ЭТ-2. В исходной сточной воде содержание нефтепродуктов составляет 19,3 г/л, а ХПК 57800 мг, O₂/л. Предварительно готовят коагулянт. К 90 г ГОХА с содержанием 70 г/л алюминия добавляют 10 г природного бишофита. Полученную смесь при перемешивании добавляют в сточную воду в количестве 0,4 г/л. После 1 ч отстоя, выделившееся масло отделяли, а в очищенной воде определяют содержание нефтепродуктов и ХПК. Степень очистки от нефтепродуктов составила 88,2, а по ХПК-91,3 Уменьшение степени очистки связано с тем, что соли алюминия в сильно щелочной среде плохо коагулируют из-за атмосферных свойств алюминия.There is a stratification of wastewater into two phases. The upper phase contains petroleum products, and the bottom contains purified water. After 1 h of sludge in purified water, the oil content is 1.23 g / l, which corresponds to 93.6 degree of purification, the degree of water purification according to COD is 92.2
PRI me R 2. In this example, the use of a mixture of GOHA and natural bischofite in the ratio of 0.5: 0.5 in the amount of 0.4 g / l, for the treatment of wastewater from liquid dispersed substances, in particular, is justified. petroleum products. In a vessel with a capacity of 1.5 liters pour 1 liter of wastewater with a temperature of 25 ^o C and pH 10 containing emulsified oil products based on emulsol ET-2. In the initial wastewater, the oil content is 19.3 g / l, and COD-57800 mg, O ₂ / l. Pre-cooked coagulant. To 50 g GOA, with an aluminum content of 70 g / l, add 50 g of natural bischofite. The resulting mixture in an amount of 0.4 g / l is introduced into the wastewater with stirring. After 1 h of sludge, the separated oil is separated, and the content of oil products and COD is determined in purified water. The degree of purification for oil products is 98.1, and for COD-96.2
PRI me R 3. In this example, the use of a mixture of GOHA and natural bischofite in the ratio of 0.9 to 0.1 in the amount of 0.4 g / l for the treatment of wastewater from liquid dispersed substances, in particular from oil products, is justified as a coagulant . In a vessel with a capacity of 1.5 liters pour 1 liter of wastewater with a temperature of 25 ^o C and pH 10 containing emulsified oil products based on emulsol ET-2. In the initial wastewater, the oil content is 19.3 g / l, and COD 57800 mg, O ₂ / l. Pre-cooked coagulant. To 90 g of GOA with a content of 70 g / l of aluminum, 10 g of natural bischofite are added. The resulting mixture was added to wastewater in an amount of 0.4 g / l with stirring. After 1 h of sludge, the separated oil was separated, and the content of oil products and COD was determined in purified water. The degree of purification from petroleum products was 88.2, and according to KHPK-91.3, the decrease in the degree of purification is due to the fact that aluminum salts in a strongly alkaline medium coagulate poorly due to the atmospheric properties of aluminum.

П р и м е р 4. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта смеси ГОХА и природного бишофита в соотношении 0,3:0,7 в количестве 10 г/л для очистки сточных вод от твердых диспергированных веществ, в частности древесины на лесоперерабатывающем комбинате (ЛПК). В сосуд емкостью 1,5 л заливают 1 л сточной воды с температурой 25^oC и pH 5, содержащей отходы древесины получаемые при производстве древесно-волокнистых плит. В исходной воде содержание твердых диспергированных веществ составляет 1386 мг/л, а ХПК 5766 мг, O₂/л. Предварительно готовят коагулянт. К 30 г ГОХА, с содержанием 70 количестве 0,8 г/л для очистки сточных вод, от твердых диспергированных веществ, в частности пивоваренного завода. В сосуд емкостью 1,5 л заливают 1 л сточной воды с температурой 25^oC и pH 6, содержащую в качестве дисперсной фазы продукты получения пива. В исходной сточной воде содержание взвешенной твердой фазы составляет 7072 мг/л, а ХПК 60297 мг, O₂/л. Предварительно готовят коагулянт. К 50г ГОХА, содержащего 70 г/л алюминия добавляют природный бишофит в количестве 50 г. Полученную смесь в количестве 0,8 г/л добавляют при перемешивании в сточную воду. После 1 ч отстоя очищенную сточную воду сливают с выделившегося осадка и определяют в ней степень очистки по ХПК и взвешенной дисперсной фазе. Результаты анализа показали, что степень очистки по ХПК составляет 95,4, а по взвешенным 96,7
П р и м е р 7. В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта смеси ГОХА и природного бишофита в соотношении 0,5 0,5 в количестве 0,4 г/л для очистки речной воды от твердых природных дисперсных веществ, в частности при водоподготовке питьевой воды. В сосуд емкостью 1,5 л заливают 1 л речной воды с температурой ^oC и pH=7, содержащую в качестве твердой дисперсной фазы природные взвеси в количестве 317 мг/л. Предварительно готовят коагулянт. К 50 г ГОХА, содержащего 70 г/л алюминия добавляют природный бишофит в количестве 50г. Полученную смесь в количестве 0,4 г/л добавляют при перемешивании в речную воду. После 1 ч отстоя очищенную воду сливают с осадка и определяют в ней мутность по ГОСТ 3351-74 на питьевую воду. Анализ показал, что мутность по стандартной шкале составляет 0,05 мг/л, при норме по ГОСТ 2874-82 на питьевую воду 1,5 мг/л. Степень очистки составила 99,98 В таблице приведены сводные данные по очистке сточных вод приведенных в примерах 1 7 и прототипе.PRI me R 4. In this example, the use of a mixture of GOHA and natural bischofite in the ratio of 0.3: 0.7 in the amount of 10 g / l for the treatment of wastewater from solid dispersed substances, in particular wood processing, is justified as a coagulant. Combine (LPK). In a vessel with a capacity of 1.5 liters pour 1 liter of wastewater with a temperature of 25 ^o C and pH 5, containing wood waste obtained in the manufacture of fiberboards. The content of solid dispersed substances in the feed water is 1386 mg / L, and COD 5766 mg, O ₂ / L. Pre-cooked coagulant. To 30 g of GOHA, with a content of 70, the amount of 0.8 g / l for wastewater treatment, from solid dispersed substances, in particular a brewery. In a vessel with a capacity of 1.5 liters pour 1 liter of wastewater with a temperature of 25 ^o C and pH 6, containing as a dispersed phase the products of beer. In the initial wastewater, the suspended solids content is 7072 mg / L, and COD 60297 mg, O ₂ / L. Pre-cooked coagulant. To 50 g of GOHA containing 70 g / l of aluminum, natural bischofite is added in an amount of 50 g. The resulting mixture in an amount of 0.8 g / l is added with stirring to wastewater. After 1 h of sludge, the treated wastewater is discharged from the precipitate formed and the degree of purification is determined in it by COD and suspended dispersed phase. The results of the analysis showed that the degree of purification by COD is 95.4, and by weighted 96.7
PRI me R 7. In this example, the use of a mixture of GOHA and natural bischofite in the ratio of 0.5 to 0.5 in the amount of 0.4 g / l for the purification of river water from solid natural dispersed substances, in particular when water treatment of drinking water. In a vessel with a capacity of 1.5 liters pour 1 liter of river water with a temperature of ^o C and pH = 7, containing as a solid dispersed phase natural suspensions in an amount of 317 mg / L. Pre-cooked coagulant. To 50 g GOA containing 70 g / l aluminum add natural bischofite in an amount of 50 g. The resulting mixture in an amount of 0.4 g / l is added with stirring to river water. After 1 h of sludge, the purified water is drained from the sediment and the turbidity according to GOST 3351-74 for drinking water is determined in it. The analysis showed that the turbidity on a standard scale is 0.05 mg / l, with a norm of 1.5 mg / l for drinking water according to GOST 2874-82. The degree of purification was 99.98. The table shows a summary of the wastewater treatment shown in examples 1 to 7 and the prototype.

Таким образом, очистка сточной воды коагулянтами, представляющих собой смесь гидроксихлоридов алюминия (ГОХА) и природного бишофита в соотношении от 0,1 0,9 до 0,9 0,1 в дозировка от 0,4 до 30 г/л дают лучшие показатели по очистке, чем прототип. Thus, wastewater treatment with coagulants, which are a mixture of aluminum hydroxychlorides (GOHA) and natural bischofite in a ratio of 0.1 0.9 to 0.9 0.1 in a dosage of 0.4 to 30 g / l, give the best indicators for cleaning than prototype.

Из приведенных примеров следует, что использование предложенного способа очистки сточных вод с помощью коагулянтов, состоящих на смеси ГОХА и природного бишофита по сравнению с прототипом дают экономию алюминия в 2 5 раз. From the above examples it follows that the use of the proposed method for wastewater treatment using coagulants consisting of a mixture of GOHA and natural bischofite compared to the prototype gives aluminum savings of 2.5 times.

Claims

A method of treating wastewater from suspended solids, including introducing a coagulant, mixing and separating the precipitate formed by sludge, characterized in that a mixture of natural bischofite and aluminum hydroxychloride taken in a mass ratio (0.1-0.9) is used as a coagulant :( 0.9-0.1), and the coagulant is administered in an amount of 0.4-30 g / L.