RU2214971C2

RU2214971C2 - Device for treatment of sewage

Info

Publication number: RU2214971C2
Application number: RU99126644/12A
Authority: RU
Inventors: В.А. Чантури; В.А. Чантурия; П.М. Соложенкин; И.П. Соложенкин
Original assignee: Институт проблем комплексного освоения недр РАН
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2003-10-27

Abstract

FIELD: treatment of sewage; treatment of chromium-containing waste water in circulating water supply systems; metallurgy; chemical, mining and other industries. SUBSTANCE: proposed device is used for cleaning flushing water of galvanic processes from heavy metals and some organic agents, cleaning oil-and-scale-containing waste water and arsenic-containing solutions. Proposed device includes reservoir filled with galvanic mass and provided with starting water supply branch pipe and cleaned water discharge branch pipe. Reservoir is made in form of two inclined crossing cylindrical pipes secured on springing hangers equipped with vibration motors mounted under said pipes and perforated air supply branch pipes running over entire length of pipe bottom; pipes are communicated by means of bin having vertical wall. EFFECT: enhanced efficiency of cleaning from cations of heavy metals, toxic anions and organic admixtures. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано для очистки хромсодержащих сточных вод при организации оборотного водоснабжения, для очистки промывных вод гальванических производств от тяжелых металлов и ряда органических веществ, очистки маслоокалиносодержащих сточных вод, мышьяксодержащих растворов, для очистки стоков предприятий горной, металлургической, химической и других отраслей промышленности [1]. The invention relates to the field of wastewater treatment and can be used for purification of chromium-containing wastewater during the organization of reverse water supply, for purification of washing water from galvanic plants from heavy metals and a number of organic substances, purification of oil-containing wastewater, arsenic-containing solutions, for the treatment of wastewater from mining and metallurgical enterprises , chemical and other industries [1].

Известен гальванокоагулятор барабанного типа, представляющий собой стальной горизонтальный барабан, вращающийся со скоростью 2 об/мин [2]. В барабан загружается кокс, стальная или алюминиевая стружка, сточные воды поступают на вход, очищенные воды вытекают через разгрузочную воронку. Known galvanic coagulator drum type, which is a horizontal steel drum, rotating at a speed of 2 rpm [2]. Coke, steel or aluminum shavings are loaded into the drum, wastewater enters the inlet, treated water flows through an unloading funnel.

Известен аппарат для извлечения металлов из растворов, содержащий цилиндрический барабан, полки, расположенные на внутренней поверхности барабана, сетку, привод, загрузочное и разгрузочное устройства; сетка делит барабан на две зоны: зону образования и зону укрупнения ферритов, внутренняя поверхность барабана футерована медью [3]. A known apparatus for extracting metals from solutions, containing a cylindrical drum, shelves located on the inner surface of the drum, mesh, drive, loading and unloading device; the grid divides the drum into two zones: the zone of formation and the zone of enlargement of ferrites, the inner surface of the drum is lined with copper [3].

Недостатком известных устройств является то, что для проведения процесса необходимы полки, расположенные на внутренней поверхности барабана и не гарантирующие обновление поверхности железа. В результате пассивации активной поверхности железа снижается скорость протекания окислительно-восстановительной реакции. Наличие полок влечет за собой утяжеление и усложнение конструкции, увеличение затрат. A disadvantage of the known devices is that for the process requires shelves located on the inner surface of the drum and does not guarantee the renewal of the surface of iron. As a result of passivation of the active surface of iron, the rate of the redox reaction decreases. The presence of shelves entails the weighting and complexity of the design, increasing costs.

Известно устройство для очистки стоков промышленных предприятий, содержащее корпус, выполненный в виде многогранной призмы, привод, загрузочное устройство для железного скрапа и кокса и разгрузочное устройство очищенной воды, патрубок подачи стоков, патрубок подачи воздуха, разгрузочное устройство для шлама. В многогранном корпусе при вращении со скоростью 2 об/мин используется эффект обрушения всей массы частиц железа и кокса вниз, способствующего механической очистке пассивированной поверхности железа [4]. A device for cleaning wastewater of industrial enterprises, comprising a housing made in the form of a multifaceted prism, a drive, a loading device for iron scrap and coke and an unloading device for purified water, a waste water supply pipe, an air supply pipe, a sludge discharge device. In a multifaceted case, when rotated at a speed of 2 rpm, the effect of the collapse of the entire mass of iron and coke particles down is used, which contributes to the mechanical cleaning of the passivated iron surface [4].

Известно устройство для гальванокоагуляционной очистки сточных вод, выбранное в качестве прототипа, содержащее корпус в виде неподвижной емкости, нижняя часть которой имеет форму многогранника, а верхняя - прямоугольного параллепипеда, привод, загрузочное и разгрузочное устройства [5]. Приводимое во вращение от привода перемешивающее устройство в виде комплектов лопастей на держателях перемешивает твердое (металлическую стружку, кокс) и обеспечивает контакт компонентов гальванопары между собой, сточной водой и кислородом воздуха, в результате происходит растворение металла, а также очистка пассивированной поверхности металлической стружки. A device for galvanic coagulation wastewater treatment, selected as a prototype, comprising a housing in the form of a fixed tank, the lower part of which is in the form of a polyhedron, and the upper one is a rectangular parallelepiped, drive, loading and unloading device [5]. A mixing device driven by rotation from the drive in the form of sets of blades on the holders mixes solid (metal shavings, coke) and ensures contact of the galvanic couple components with each other, waste water and oxygen, resulting in the dissolution of the metal and also the cleaning of the passivated surface of the metal shavings.

Основным недостатком прототипа является отсутствие приспособления для подачи воздуха, и поэтому нет достаточных условий для создания полного процесса окисления; имеющаяся в устройстве граница воздух-вода явно недостаточна, и создаются зоны проскока, так как имеются условия для короткого пути до места слива очищаемой воды, что снижает эффективность процесса; имеются мертвые зоны гальванопары, которая не взаимодействует с потоком сточных вод; его большая энергоемкость на вращение комплектов лопастей на держателях, сложность привода, высокая трудоемкость при эксплуатации аппарата. The main disadvantage of the prototype is the lack of a device for supplying air, and therefore there are no sufficient conditions to create a complete oxidation process; the air-water boundary existing in the device is clearly insufficient, and breakthrough zones are created, since there are conditions for a short route to the place of discharge of the treated water, which reduces the efficiency of the process; there are dead zones of the galvanic pair, which does not interact with the flow of wastewater; its high energy consumption for rotation of sets of blades on the holders, the complexity of the drive, the high complexity during operation of the apparatus.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание высокоэффективного устройства и достаточно простого по конструкции и надежного в эксплуатации. The main task to be solved by the claimed invention is directed is the creation of a highly efficient device and quite simple in design and reliable in operation.

Техническим результатом изобретения является снижение затрат и повышение эффективности очистки сточных вод от катионов тяжелых металлов, токсичных анионов и органических примесей. The technical result of the invention is to reduce costs and increase the efficiency of wastewater treatment from heavy metal cations, toxic anions and organic impurities.

Сущность заявленного изобретения заключается в том, что устройство для очистки сточных вод содержит емкость, заполненную гальваномассой, с патрубками подвода исходной воды и отвода обработанной воды, емкость выполнена в виде двух наклонных перекрещивающихся цилиндрических труб, закрепленных на пружинящих подвесках, снабженных вибродвигателями, установленными под трубами, и перфорированными патрубками подачи воздуха, проходящими по всей длине днища труб, при этом между собой трубы сообщены с помощью бункера с вертикальной стенкой. The essence of the claimed invention lies in the fact that the device for wastewater treatment contains a container filled with galvanomass, with nozzles for supplying source water and removal of treated water, the tank is made in the form of two inclined intersecting cylindrical pipes mounted on spring suspensions equipped with vibration motors installed under the pipes , and perforated air supply pipes extending along the entire length of the bottom of the pipes, while the pipes are interconnected by a hopper with a vertical wall.

Стоки сточных вод через патрубки подвода исходной воды проходят через всю массу гальваномассы и полностью заполняют весь объем устройства. Через раствор барботируют воздух для осуществления восстановления кислорода на катоде до гидроксильных ионов по реакции
O₂+2Н₂O+4е=4OН^-.Wastewater effluents through the nozzles of the source water supply pass through the entire mass of galvanomass and completely fill the entire volume of the device. Air is bubbled through the solution to restore oxygen at the cathode to hydroxyl ions by reaction
O ₂ + 2H ₂ O + 4e = 4 OH ^- .

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан общий вид устройства. The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of the device.

Устройство для очистки сточных вод содержит емкость, заполненную гальваномассой, с патрубками подвода исходной воды 3 и отвода обработанной воды 5, емкость выполнена в виде двух наклонных перекрещивающихся цилиндрических труб 1, закрепленных на пружинящих подвесках 2, снабженных вибродвигателями 8, установленными под трубами, и перфорированными патрубками подачи воздуха 6, проходящими по всей длине днища труб, при этом между собой трубы сообщены с помощью бункера с вертикальной стенкой 10 для непрерывного перемещения гальванопары. The wastewater treatment device contains a container filled with galvanomass, with nozzles for supplying source water 3 and removal of treated water 5, the tank is made in the form of two inclined intersecting cylindrical pipes 1, mounted on spring suspensions 2, equipped with vibration motors 8, mounted under the pipes, and perforated air supply nozzles 6 extending along the entire length of the bottom of the pipes, while the pipes are interconnected by a hopper with a vertical wall 10 for continuous movement of the galvanic pair.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

После заполнения двух наклонных перекрещивающихся цилиндрических труб 1, закрепленных на пружинящих подвесках 2, через люки 7 необходимой гальваномассой при оптимальном соотношении (графит-кокс): железный скрап или (алюминий: кокс) и раствором, поступающим через патрубок 3. Растворы проходят через всю массу гальванопары и разгружаются через решетку 4, патрубок 5. Через патрубок 6 подается воздух по перфорированной трубке, проходящей по всей длине днища трубы. Одновременно включаются вибродвигатели 8, размещенные снизу, для перемещения гальваномассы с целью взрыхления, перемешивания и обновления ее поверхности. After filling two inclined intersecting cylindrical pipes 1, mounted on spring suspensions 2, through the hatches 7 with the necessary galvanic mass at the optimum ratio (graphite-coke): iron scrap or (aluminum: coke) and the solution entering through the pipe 3. The solutions pass through the whole mass galvanic couples and unloaded through the grill 4, pipe 5. Through pipe 6 air is supplied through a perforated tube passing along the entire length of the bottom of the pipe. At the same time, vibration motors 8, located below, are turned on to move the galvanomass with the aim of loosening, mixing and updating its surface.

Наклонные перекрещивающиеся цилиндрические трубы соединены воронкой 10 с вертикальной стенкой. Очищенные воды первой наклонной перекрещивающейся цилиндрической трубы насосом 9 закачиваются через патрубок 3 в начало второй наклонной перекрещивающейся цилиндрической трубы. Очищенные воды разгружаются через патрубок 5 и используются в обороте. Интенсивность перемешивания растворов определяется общим окислительно-восстановительным потенциалом. Внутрь наклонных перекрещивающихся цилиндрических труб через люки 7 загружают смесь металлического скрапа и кокса при оптимальном весовом соотношении, обеспечивающем объемную максимальную плотность тока в растворе. При пульсации жидкости и перемещения исходных растворов происходит интенсивное контактирование металлического скрапа, кокса, сточной воды и кислорода воздуха, что приводит к интенсивному контактированию гальванопары, протеканию разнообразных физико-химических процессов, приводящих к эффективному удалению примесей сточных вод. В этих условиях в системе не накапливается шлам, который непрерывно выносится потоком. Оптимизация гидродинамического режима гальванохимического процесса в устройстве обеспечивает в конечном итоге более полную степень удаления ионов токсичных металлов. Inclined intersecting cylindrical pipes are connected by a funnel 10 to a vertical wall. The purified water of the first oblique intersecting cylindrical pipe by the pump 9 is pumped through the pipe 3 to the beginning of the second inclined intersecting cylindrical pipe. The purified water is discharged through the pipe 5 and used in circulation. The intensity of mixing of the solutions is determined by the general redox potential. A mixture of metal scrap and coke is loaded inside the oblique crossed cylindrical pipes through the hatches 7 at the optimum weight ratio, which provides the maximum volumetric current density in the solution. During pulsation of the liquid and the movement of the initial solutions, the metal scrap, coke, wastewater and atmospheric oxygen are intensively contacted, which leads to intensive contact of the galvanic couple, various physical and chemical processes leading to the effective removal of wastewater impurities. Under these conditions, the system does not accumulate sludge, which is continuously carried out by the stream. Optimization of the hydrodynamic regime of the galvanochemical process in the device ultimately provides a more complete degree of removal of toxic metal ions.

Предлагаемое техническое решение соответствует критериям промышленной применимости, новизны и изобретательского уровня. Заявляемое устройство, имеющее высокую производительность и эффективность очистки сточных вод, будет промышленно применимым. The proposed technical solution meets the criteria of industrial applicability, novelty and inventive step. The inventive device having high productivity and efficiency of wastewater treatment will be industrially applicable.

Источники информации
1. Чернова О.П., Курдюмов Г.М. Гальваноочистка сточных вод металлургических производств. Научные школы МИСиС 75-лет. М.: МИСС 1997, с.295.Sources of information
1. Chernova O.P., Kurdyumov G.M. Galvanic wastewater treatment of metallurgical industries. Scientific schools MISiS 75 years. M .: MISS 1997, p.295.

2. А.с. СССР 841369, с.228 11/12 04.02.80. Б.И. 41.1991. 2. A.S. USSR 841369, p.228 11/12 04.02.80. B.I. 41.1991.

3. А.С. СССР 2066302. Устройство для очистки стоков промышленных предприятий. Опубл. 27.05.95. БИ. 9. 1995. 3. A.S. USSR 2066302. A device for wastewater treatment of industrial enterprises. Publ. 05/27/95. BI. 9.1995.

4. Патент РФ 2093475. Устройство для гальванокоагуляционной очистки сточных вод. БИ 29. 1997. 4. RF patent 2093475. Device for galvanic coagulation wastewater treatment. BI 29. 1997.

5. Патент РФ 2046760, 6 С 02 F 1/46. Аппарат для очистки сточных вод. БИ 30. 27.10.1995. 5. RF patent 2046760, 6 C 02 F 1/46. The device for sewage treatment. BI 30.10.27.1995.

Claims

A device for treating wastewater containing a container filled with galvanic mass, with nozzles for supplying source water and discharging treated water, characterized in that the container is made in the form of two inclined intersecting cylindrical pipes mounted on spring suspensions equipped with vibration motors mounted under the pipes and perforated air supply nozzles running along the entire length of the bottom of the pipes, while the pipes are interconnected using a hopper with a vertical wall.