RU2438998C1 - Способ нейтрализации кислых сульфатсодержащих сточных вод и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ нейтрализации кислых сульфатсодержащих сточных вод и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2438998C1 RU2438998C1 RU2010116055/05A RU2010116055A RU2438998C1 RU 2438998 C1 RU2438998 C1 RU 2438998C1 RU 2010116055/05 A RU2010116055/05 A RU 2010116055/05A RU 2010116055 A RU2010116055 A RU 2010116055A RU 2438998 C1 RU2438998 C1 RU 2438998C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- neutralization
- stage
- hydroxides
- flocculant
- carried out
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение может быть использовано для нейтрализации подотвальных вод горнодобывающих предприятий. Для осуществления способа кислые сульфатсодержащие сточные воды нейтрализуют известковым молоком и осаждают образовавшиеся взвешенные частицы в присутствии анионного флокулянта. Нейтрализацию сточных вод проводят в несколько ступеней. Очищенную воду подвергают доочистке фильтрованием в зернистых материалах и очистке в биологических прудах. Осадки гидроксидов металлов, полученные на разных стадиях, размещают в отдельных секциях шламовых площадок. Устройство содержит последовательно соединенные гидроциклон (1), отстойник первой ступени (2) с реагентным хозяйством дозирования известкового молока (9) и системой рециркуляции осадка (19), n-ное количество идентичных отстойников (3-6) с реагентным хозяйством дозирования известкового молока (9) и флокулянта (11), где n равно количеству селективно извлекаемых металлов, шламовые площадки для обезвоживания гипса (15) и для селективного обезвоживания гидроксидов металлов (17), фильтр с зернистой загрузкой (7) с системой обратной промывки, содержащей промывной насос (13) и отстойник промывной воды (14), биологические пруды (8) с отстойной зоной и секциями доочистки с высшей водной растительностью. Изобретения обеспечивают увеличение скорости осаждения гипса, селективное осаждение гидроксидов металлов, повышение качества очищенных вод, позволяющее их сброс в водные объекты. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.
Description
Изобретение относится к области нейтрализации кислых производственных сточных вод, в частности, к способам нейтрализации подотвальных вод горнодобывающих предприятий.
Известно, что для нейтрализации сточных вод, содержащих сульфат-ионы, применяют любой щелочной реагент, но чаще всего известь, известковое молоко, карбонаты кальция и магния.
Образующийся в результате нейтрализации сульфат кальция (гипс) кристаллизуется из разбавленных растворов в виде CaSO4·2Н2О. Растворимость этой соли в воде при температуре 0-40°С колеблется от 1,76 до 2,11 г/л. Существенным недостатком метода нейтрализации известью является образование пересыщенного раствора гипса, выделение которого может продолжаться несколько суток /Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Воронов Ю.В. Очистка производственных сточных вод. - М: Стройиздат, 1985. - 335 с. (см. с.104)/, а также большой объем осадка, представляющий собой взвесь коллоидных частиц. Осадок чрезвычайно трудно уплотняется и обезвоживается.
Известен способ очистки сточных вод, предусматривающий совместное применение щелочных реагентов и флокулянтов. Использование этого метода объясняется не только относительно высокой скоростью образования осадка, но и, в отличие от коагулянтов, отсутствием засоления обрабатываемой воды, поскольку весь флокулянт извлекается с осадком. Кроме того, простой и надежный седиментационный метод требует подбора флокулянта, наиболее подходящего для данного типа сточных вод /Аксенов В.И., Ладыгичев М.Г., Ничкова И.И. и др. водное хозяйство промышленных предприятий. Справочное издание. Книга 1. - М.: Теплотехник, 2005. - 640 с. (см. с.322-323)/.
Наиболее близким к заявляемому способу по технической сути и достигаемому результату является способ очистки сточных вод, при котором кислые сульфатсодержащие сточные воды нейтрализуют известковым молоком и осаждают образовавшиеся взвешенные частицы в присутствии флокулянта. Нейтрализацию проводят 5%-ным известковым молоком до pH 9,4-9,5, затем вводят анионный флокулянт в концентрации 5-8 мг/л и пиритные отвальные хвосты горнообогатительного производства в концентрации 2,5-10 г/л, после чего перемешивают и отстаивают. В качестве флокулянта предпочтительно использовать анионный флокулянт Floerger AN 905 SH/, используемые пиритные отвальные хвосты должны содержать в предпочтительном варианте ~38% Fe и ~36% S. Изобретение обеспечивает нейтрализацию сульфатсодержащих вод, применение которой уменьшает объем осадка, что упрощает дальнейший процесс обезвоживания и утилизации осадка /Патент на изобретение №2355647, МПК C02F 1/66, опуб. 20.05.2009. Бюл. №14/.
Недостатком является невысокая скорость осаждения взвешенных веществ, получение в осадке смеси гипса с гидроксидами металлов, что затрудняет утилизацию полученного шлама.
Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сути является станция нейтрализации сточных вод, состоящая из отстойника с осадкоуплотнителем, вакуум-фильтром, шламовыми площадками и реагентным хозяйством, включающим склад реагентов, растворные баки и дозаторы реагента. В качестве реагента применяется 5%-ное известковое молоко /Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Воронов Ю.В. Очистка производственных сточных вод. - М: Стройиздат, 1985. - 335 с. (см. с.106)/.
Недостатками устройства являются большие габариты отстойных сооружений, невысокий эффект очистки сточных вод от сульфатов и тяжелых металлов.
Задачей изобретения является увеличение скорости осаждения гипса, селективное осаждение гидроксидов металлов, повышение качества очищенных вод, позволяющее их сброс в водные объекты.
Для осуществления способа кислые сульфатсодержащие сточные воды нейтрализуют известковым молоком и осаждают образовавшиеся взвешенные частицы в присутствии анионного флокулянта в концентрации 5-8 мг/л. Нейтрализацию сточных вод проводят в несколько ступеней, при этом на первой ступени нейтрализацию проводят до pH 4,5-5,0 и осаждение проводят в отстойнике без применения флокулянта, а образовавшийся осадок, содержащий гипс и гидроксиды трехвалентного железа, частично за счет рециркуляции возвращают в отстойник, на второй ступени нейтрализацию проводят до pH 6,0-7,0 и осаждают гидроксиды двухвалентной меди в присутствии анионного флокулянта, на третьей ступени нейтрализацию проводят до pH 7,2-8,0 и осаждают гидроксиды двухвалентного цинка в присутствии анионного флокулянта, на четвертой ступени нейтрализацию проводят до pH 8,5-9,2 и осаждают гидроксиды двухвалентного железа в присутствии анионного флокулянта, на пятой ступени нейтрализацию проводят до pH 9,5-10,5 и осаждают гидроксиды двухвалентного марганца в присутствии анионного флокулянта, причем осадки двухвалентных металлов размещают индивидуально в отдельных секциях шламовых площадок, а очищенную воду подвергают доочистке фильтрованием в зернистых материалах и очистке в биологических прудах. Осадок, содержащий гипс и гидроксиды трехвалентного железа, образованный на первой ступени нейтрализации, возвращают за счет рециркуляции на 20-30 об.% в отстойник. Устройство нейтрализации кислых сульфатсодержащих сточных вод, включающее отстойник, реагентное хозяйство и шламовые площадки, согласно изобретению содержит последовательно соединенные гидроциклон, отстойник первой ступени с реагентным хозяйством дозирования известкового молока и системой рециркуляции осадка, n-ное количество идентичных отстойников с реагентным хозяйством дозирования известкового молока и флокулянта, где n равно количеству селективно извлекаемых металлов, фильтр с зернистой загрузкой с системой обратной промывки, биологические пруды с отстойной зоной, переливными кромками и секциями доочистки с высшей водной растительностью, причем осадок из гидроциклона, отстойника первой ступени, отстойной зоны биологических прудов и отстойника промывных вод поступает на шламовые площадки для обезвоживания гипса, а осадок из остальных (n-1) отстойников поступает на секционированные шламовые площадки для селективного обезвоживания гидроксидов металлов.
На фиг.1 показана технологическая схема нейтрализации кислых сульфатсодержащих сточных вод, на фиг.2 - диаграмма с результатами определения диапазона значений pH, в пределах которых гидроксиды тяжелых металлов нерастворимы и выпадают в осадок, на фиг.3 - график зависимости скорости осветления воды от значения pH, достигнутого за счет нейтрализации известковым молоком.
Технологическая схема (фиг.1) включает последовательно соединенные гидроциклон 1, отстойники 2-6, фильтр 7 и биологический пруд 8 с отстойной зоной, переливными кромками и секциями доочистки с высшей водной растительностью. В трубопровод перед отстойниками 2-6 дозируется 5%-ное известковое молоко от реагентного хозяйства 9 с насосами-дозаторами 10, а перед отстойниками 3-6 дозируется анионный флокулянт Floerger AN 905 SH или его аналог от реагентного хозяйства 11 с насосами-дозаторами 12.
Фильтр с зернистой загрузкой 7 оборудован системой обратной промывки, включающей промывной насос 13 и отстойник промывной воды 14.
Осадок из гидроциклона 1, отстойника 2, биологических прудов 8, отстойника промывных вод 14 подается на шламовые площадки 15 для обезвоживания, в основном, гипса. Дренажная вода с площадок 15 удаляется насосом 16 в «голову» сооружения. Осадок из отстойников 3-6 подается на шламовые площадки 17, которые разделены на секции по числу отстойников для обезвоживания гидроксидов двухвалентных металлов. Дренажная вода с площадок 17 удаляется насосом 18 в «голову» сооружения. Рециркуляция осадка в отстойнике 2 осуществляется насосом 19.
Способ нейтрализации кислых сульфатсодержащих сточных вод осуществляется следующим образом. Сточные воды подаются в гидроциклон 1 для удаления взвешенных веществ. Далее воду нейтрализуют известковым молоком до значения pH 4,5-5,0 от реагентного хозяйства 9 с насосом-дозатором 10. Нейтрализация происходит в трубопроводе и камере хлопьеобразования, встроенной в отстойник 2. При указанном значении pH происходит образование высокодисперсных частиц гипса (CaSO4) и нерастворимого гидроксида Fе(ОН)3, который является коагулянтом. Остальные тяжелые металлы не образуют нерастворимые частицы, что сказывается положительно на процессе осаждения гипса. Избыточный осадок удаляется на шламовые площадки 15 для обезвоживания, а 20-30 об.% осадка насосом 19 возвращается в отстойник 2, выполняя роль центров кристаллизации для пересыщенного по сульфат-ионам раствора, существенно увеличивая скорость осаждения гипса. Осадок из шламонакопителя 15 может быть утилизирован в качестве строительного материала.
Далее сточные воды поступают на дальнейшую очистку от тяжелых металлов в отстойниках 3-6. Отстойники идентичны, перед отстойниками в трубопровод дозируется известковое молоко с целью повышения pH от реагентного хозяйства 9 с помощью насосов-дозаторов 10 и флокулянт от реагентного хозяйства 11 с помощью насосов-дозаторов 12. Значение pH выбирается таким образом, чтобы можно было селективно осаждать гидроксиды металлов. Теоретически рассчитанные и экспериментально подтвержденные значения pH начала и конца осаждения гидроксидов металлов, находящихся в сточных водах горно-обогатительных комбинатов, приведены на диаграмме (фиг.2). Количество отстойников должно соответствовать количеству металлов, которое желательно выделить селективно. Из фиг.2 следует, что для осаждения Сu(ОН)2 необходимо поддерживать pH в диапазоне 6,0-7,0 в отстойнике 3, для осаждения Zn(OH)2 - в диапазоне 7,2-8,0 в отстойнике 4, для осаждения Fe(OH)2 - в диапазоне 8,5-9,2 в отстойнике 5, для осаждения Mn(OH)2 - в диапазоне 9,5-10,5 в отстойнике 6. Извлеченные гидроксиды металлов подают в шламонакопитель 17 в изолированные друг от друга секции. Извлеченные металлы имеют определенную стоимость, являются сырьем для металлургической промышленности.
Доочистка сточных вод осуществляется с помощью классического метода - фильтрованием в зернистой загрузке в фильтре 7. Для достижения предельно допустимых концентраций в сбрасываемых в водные объекты очищенных сточных вод необходимо применить биологические пруды 8, в которых происходит самоочищение водоема за счет биологических процессов. Для интенсификации предусмотрена принудительная аэрация воды (не показана) и аэрация за счет сброса воды через водосливы. Пруды выполнены многосекционными, в последних секциях для извлечения остаточных концентраций металлов использована высшая водная растительность (рогоз, тростник, осока).
Пример 1. Производили очистку смеси шахтных и подотвальных вод Учалинского горно-обогатительного комбината нейтрализацией известковым молоком при разных значениях pH. Результаты представлены на фиг.3. Из приведенных графиков следует, что максимальная скорость осаждения гипса достигается при pH 4,5-5,0.
Пример 2. Проводили опыты по извлечению тяжелых металлов высшей водной растительностью. Результаты опытов приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||
| Вид растения | Содержание тяжелых металлов, мг/кг сухой массы | |||
| Fe | Сu | Zn | Mn | |
| Тростник | 37,8 | 2,4 | 23,0 | 45,0 |
| Рогоз | 32,8 | 2,0 | 36,7 | 70,7 |
| Осока | 216,0 | 38,5 | 394,0 | 89,6 |
Из исследованных растений предпочтение следует отдать осоке, извлекающей большее количество тяжелых металлов за вегетационный период.
Пример 3. Проводили опыты по определению влияния рециркуляции осадка на скорость осаждения высокодисперсных частиц гипса в отстойнике. Опыты проводили на смеси шахтных и подотвальных вод Учалинского горно-обогатительного комбината нейтрализацией при значении pH 4,5. Определили время, в течение которого доля осветленной воды достигает 90%. Результаты приведены в таблице 2.
| Таблица 2. | |||||
| Степень рециркуляции осадка | |||||
| 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | |
| Время, мин | 120 | 46 | 30 | 29 | 29 |
На основании полученных результатов следует, что оптимальным значением является степень рециркуляции осадка 20-30%, дальнейшее увеличение степени рециркуляции не дает эффекта.
Claims (3)
1. Способ нейтрализации кислых сульфатсодержащих сточных вод, включающий нейтрализацию известковым молоком и осаждение образовавшихся взвешенных частиц в присутствии анионного флокулянта, отличающийся тем, что нейтрализацию проводят в несколько ступеней, при этом на первой ступени нейтрализацию проводят до pH 4,5-5,0 и осаждение проводят в отстойнике без применения флокулянта, а образовавшийся осадок, содержащий гипс и гидроксиды трехвалентного железа, частично за счет рециркуляции возвращают в отстойник, на второй ступени нейтрализацию проводят до pH 6,0-7,0 и осаждают гидроксиды двухвалентной меди в присутствии анионного флокулянта, на третьей ступени нейтрализацию проводят до pH 7,2-8,0 и осаждают гидроксиды двухвалентного цинка в присутствии анионного флокулянта, на четвертой ступени нейтрализацию проводят до pH 8,5-9,2 и осаждают гидроксиды двухвалентного железа в присутствии анионного флокулянта, на пятой ступени нейтрализацию проводят до pH 9,5-10,5 и осаждают гидроксиды двухвалентного марганца в присутствии анионного флокулянта, причем осадки двухвалентных металлов размещают индивидуально в отдельных секциях шламовых площадок, а очищенную воду подвергают доочистке фильтрованием в зернистых материалах и очистке в биологических прудах.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осадок, содержащий гипс и гидроксиды трехвалентного железа, образованный на первой ступени нейтрализации, возвращают за счет рециркуляции на 20-30 об.% в отстойник.
3. Устройство нейтрализации кислых сульфатсодержащих сточных вод, включающее отстойник, реагентное хозяйство и шламовые площадки, отличающееся тем, что содержит последовательно соединенные гидроциклон, отстойник первой ступени с реагентным хозяйством дозирования известкового молока и системой рециркуляции осадка, n-е количество идентичных отстойников с реагентным хозяйством дозирования известкового молока и флокулянта, где n равно количеству селективно извлекаемых металлов, фильтр с зернистой загрузкой с системой обратной промывки, биологические пруды с отстойной зоной, переливными кромками и секциями доочистки с высшей водной растительностью, причем осадок из гидроциклона, отстойника первой ступени, отстойной зоны биологических прудов и отстойника промывных вод поступает на шламовые площадки для обезвоживания гипса, а осадок из остальных (n-1) отстойников поступает на секционированные шламовые площадки для селективного обезвоживания гидроксидов металлов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010116055/05A RU2438998C1 (ru) | 2010-04-22 | 2010-04-22 | Способ нейтрализации кислых сульфатсодержащих сточных вод и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010116055/05A RU2438998C1 (ru) | 2010-04-22 | 2010-04-22 | Способ нейтрализации кислых сульфатсодержащих сточных вод и устройство для его осуществления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010116055A RU2010116055A (ru) | 2011-10-27 |
| RU2438998C1 true RU2438998C1 (ru) | 2012-01-10 |
Family
ID=44997828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010116055/05A RU2438998C1 (ru) | 2010-04-22 | 2010-04-22 | Способ нейтрализации кислых сульфатсодержащих сточных вод и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2438998C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2691052C1 (ru) * | 2018-12-19 | 2019-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВО "КГЭУ") | Способ очистки высокоминерализованных кислых сточных вод водоподготовительной установки от сульфатов |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110746003A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-02-04 | 南通汇佰川工程技术有限公司 | 便捷集成式喷漆废水处理及回用系统与方法 |
| CN114057315A (zh) * | 2020-07-29 | 2022-02-18 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种砷化镓研磨冷却水循环使用设备及其使用方法 |
| CN115259326A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-11-01 | 西安交通大学 | 一种诱导形成珊瑚礁状絮体强化污染物去除的网格絮凝池 |
-
2010
- 2010-04-22 RU RU2010116055/05A patent/RU2438998C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СМИРНОВ Ю.Ю. и др. Подбор флокулянтов для интенсификации процесса осаждения шлама на станции нейтрализации сточных вод горнообогатительного комбината. - Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение, 2008, №9, с.с.28-31. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2691052C1 (ru) * | 2018-12-19 | 2019-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВО "КГЭУ") | Способ очистки высокоминерализованных кислых сточных вод водоподготовительной установки от сульфатов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010116055A (ru) | 2011-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110668540B (zh) | 一种高盐废水沉淀除盐循环利用工艺 | |
| FI126285B (en) | Process for removing sulfate, calcium and / or other soluble metals from wastewater | |
| CN101628763B (zh) | 污酸污水处理装置及处理工艺 | |
| CN109437482A (zh) | 一种制药行业原料药生产有机废水的高效处理系统及其处理方法 | |
| CN103347823A (zh) | 具有再循环的自废含水流中的硫酸盐去除 | |
| CN101805084A (zh) | 矿山含硫矿物、As、Pb、Cd废水的处理工艺 | |
| CN101830585A (zh) | 酸性矿井水处理系统 | |
| CN105502730B (zh) | 一种混合型化肥生产废水物化处理方法 | |
| CN103304104A (zh) | 天然气气田开发污水零排放的新型工艺 | |
| CN103693770A (zh) | 用于湿法烟气脱硫废水的净化装置及其使用方法 | |
| CN104118956A (zh) | 一种污水处理的方法 | |
| RU2438998C1 (ru) | Способ нейтрализации кислых сульфатсодержащих сточных вод и устройство для его осуществления | |
| CN103951114A (zh) | 一种重金属废水三级处理与深度净化回用工艺 | |
| CN105036408A (zh) | 含高浓度活性硅废水的处理方法 | |
| JP2009072769A (ja) | 汚水処理システム | |
| CN203922951U (zh) | 一种含氟废水处理系统 | |
| CN104973717A (zh) | 一种含盐废水深度处理方法 | |
| RU2593877C2 (ru) | Способ очистки сточной жидкости от фосфатов и сульфатов | |
| CN101209884B (zh) | 一般工业废水综合处理零排放及回用的方法和装置 | |
| RU2757113C1 (ru) | Установка для обработки фильтрата полигона твердых коммунальных отходов | |
| CN204434393U (zh) | 一种废水处理系统 | |
| RU110738U1 (ru) | Установка для глубокой очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и анионов | |
| CN205933543U (zh) | 一种高钙、高镁废水的生化处理装置 | |
| JP2009056346A (ja) | 汚濁泥水処理システム | |
| RU2708310C1 (ru) | Способ удаления фосфора из сточных вод внутриплощадочной канализации канализационных очистных сооружений |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130423 |