RU2767943C1 - Waste water treatment method - Google Patents
Waste water treatment method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2767943C1 RU2767943C1 RU2021114389A RU2021114389A RU2767943C1 RU 2767943 C1 RU2767943 C1 RU 2767943C1 RU 2021114389 A RU2021114389 A RU 2021114389A RU 2021114389 A RU2021114389 A RU 2021114389A RU 2767943 C1 RU2767943 C1 RU 2767943C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wastewater
- coagulant
- treatment
- water
- electroflotation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/465—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electroflotation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
- C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
- C02F1/4674—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation with halogen or compound of halogens, e.g. chlorine, bromine
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам очистки производственных сточных вод, содержащих белки, липиды и другие органические вещества, и может быть использовано при очистке стоков предприятий пищевой и рыбной промышленности с возможностью утилизации выделенных продуктов.The invention relates to methods for treating industrial wastewater containing proteins, lipids and other organic substances, and can be used in the treatment of wastewater from food and fish industries with the possibility of utilizing the isolated products.
Известен способ очистки сточных вод, включающий коагуляцию белковых продуктов с использованием анодного окисления с последующим отделением коагулянта. Для повышения степени очистки процесс осуществляют в две стадии. Способ касается сточных вод картофелекрахмальных производств (RU 2090516, МПК С02F 1/46, опубл. 20.09.1997).A known method of wastewater treatment, including coagulation of protein products using anodic oxidation, followed by separation of the coagulant. To increase the degree of purification, the process is carried out in two stages. The method concerns wastewater from potato starch production (RU 2090516, IPC C02F 1/46, publ. 20.09.1997).
Недостаток этого способа состоит в том, что он не удовлетворяет требованиям очистки сточных вод рыбоперерабатывающих предприятий, поскольку химический состав сточных вод от переработки гидробионтов намного сложнее, чем сточных вод картофелекрахмальных производств. Известным способом невозможно добиться высокой степени очистки от неорганических примесей и липидсодержащих компонентов.The disadvantage of this method is that it does not meet the requirements of wastewater treatment of fish processing enterprises, since the chemical composition of wastewater from the processing of aquatic organisms is much more complex than wastewater from potato starch industries. In a known way, it is impossible to achieve a high degree of purification from inorganic impurities and lipid-containing components.
Известен способ очистки сточных вод рыбных производств путем обработки сточных вод в электрофлотаторе с угольно-железными электродами с использованием в качестве коагулянта хлорида натрия и последующей доочисткой с помощью активированной формы цеолита (RU №2134659, МПК C02F 1/465,опубл. 20.01.1998).A known method of treating wastewater from fisheries by treating wastewater in an electroflotation machine with carbon-iron electrodes using sodium chloride as a coagulant and subsequent post-treatment using an activated form of zeolite (RU No. 2134659, IPC C02F 1/465, publ. 20.01.1998) .
Однако этот способ требует большого количества хлорида натрия, что удорожает процесс очистки, а эффективность очистки не превышает 70%. Оптимальное соотношение коагулянта и сточной воды, а также время коагуляции в описании и формуле изобретения не указаны.However, this method requires a large amount of sodium chloride, which increases the cost of the purification process, and the purification efficiency does not exceed 70%. The optimal ratio of coagulant and waste water, as well as the coagulation time in the description and the claims are not specified.
Наиболее близким по технической сущности является способ очистки сточных вод, включающий механическое отделение взвешенных веществ, смешивание с коагулянтом, коагуляцию и электрообработку раствора в электрофлотаторе, согласно изобретению, продолжительность электрообработки в электрофлотаторе составляет 60-90 минут, и концентрация морской воды, которую используют в качестве коагулянта, по отношению к сточным водам составляет 25-35 об.%. При этом в качестве анода используют электрод на основе оксидов рутения и титана (RU 2 440 931, МПК С02F1/465, опубл.27.01.2012).The closest in technical essence is a wastewater treatment method, including mechanical separation of suspended solids, mixing with a coagulant, coagulation and electrical treatment of the solution in an electroflotation machine, according to the invention, the duration of electrical treatment in an electroflotation machine is 60-90 minutes, and the concentration of sea water, which is used as coagulant, in relation to waste water is 25-35 vol.%. In this case, an electrode based on ruthenium and titanium oxides is used as an anode (RU 2 440 931, IPC C02F1 / 465, publ. 27.01.2012).
Недостатком способа является высокая степень разбавления очищаемого стока морской водой (до 35%), привнесение с последней дополнительных загрязнений и примесей в очищаемую воду и как результат – снижение эффекта очистки. В морской воде содержатся взвешенные вещества, нефтяные углеводороды, нитритный азот (N-NО), нитратный азота (N-NО), аммонийный азот (N-NН), фосфатный фосфор (P-PO), поверхностно-активные вещества, могут содержаться фенолы, хлорорганические пестициды, тяжелые металлы и др. Все они могли стать мешающим фактором в очистке исследованной воды, но их степень влияния на процесс очистки в описании и формуле изобретения не представлена. Кроме того, использование морской воды повышало цветность обрабатываемого стока, что не увеличивало степень очистки сточных вод.The disadvantage of this method is the high degree of dilution of the treated effluent with sea water (up to 35%), the introduction of additional contaminants and impurities into the treated water from the latter and, as a result, a decrease in the treatment effect. Seawater contains suspended solids, petroleum hydrocarbons, nitrite nitrogen (N-NO), nitrate nitrogen (N-NO), ammonium nitrogen (N-NH), phosphate phosphorus (P-PO), surfactants, may contain phenols , organochlorine pesticides, heavy metals, etc. All of them could become an interfering factor in the purification of the studied water, but their degree of influence on the purification process is not presented in the description and claims. In addition, the use of sea water increased the color of the treated effluent, which did not increase the degree of wastewater treatment.
Технический результат, на который направлено данное изобретение, состоит в повышении степени очистки, обеззараживании сточных вод, не требующем дополнительного внесения специальных реагентов и препаратов.The technical result, to which this invention is directed, is to increase the degree of purification, disinfection of wastewater, which does not require additional introduction of special reagents and preparations.
Общими с прототипом признаками являются: механическое отделение взвешенных веществ (отстаивание), смешивание с коагулянтом, коагуляцию и электрообработку раствора в электрофлотаторе в течение 60-90 минут.Common features with the prototype are: mechanical separation of suspended solids (sedimentation), mixing with coagulant, coagulation and electrotreatment of the solution in an electric flotation machine for 60-90 minutes.
Отличие состоит в применении в качестве коагулянта минерализованной подземной воды, в концентрации по отношению к сточным водам 20 об. %. В экспериментах использовалось оборудование, описанное в прототипе (RU 2 440 931, МПК С02F1/465, опубл.27.01.2012).The difference lies in the use of mineralized underground water as a coagulant, in a concentration in relation to wastewater of 20 vol. %. The experiments used the equipment described in the prototype (RU 2 440 931, IPC С02F1/465, publ.27.01.2012).
Как показали выполненные исследования, условия для очистки сточных вод оптимальны, когда концентрация подземной минерализованной воды по отношению к сточным водам в электрофлотаторе находится в пределах 20 об.%. Продолжительность электрообработки в электрофлотаторе выдерживалась по прототипу и составляла 60-90 минут.As studies have shown, the conditions for wastewater treatment are optimal when the concentration of underground mineralized water in relation to wastewater in the electroflotation cell is within 20 vol.%. The duration of the electrical treatment in the electric flotation machine was maintained according to the prototype and was 60-90 minutes.
Электрохимическое окисление проводится при напряжении 12 В, при плотности тока 50-100 А/м2 с подземной минерализованной водой в качестве коагулянта. Известно, что при электролизе растворов, содержащих хлорид-ионы (более 1 г/л), в анодной области происходит образование гипохлорита натрия NaClO. При электролизе минерализованной подземной воды выделяется гипохлорит натрия, который быстро и энергично обеззараживает очищаемую воду. Гипохлорит натрия оказывает дезинфицирующее (убивает бактерии, водоросли, грибки) и окисляющее (удаляет органические и неорганические примеси) действия. Применение минерализованной подземной воды позволяет отказаться от дополнительного внесения обеззараживающих средств, что является экономически выгодным.Electrochemical oxidation is carried out at a voltage of 12 V, at a current density of 50-100 A/m2 with underground mineralized water as a coagulant. It is known that during the electrolysis of solutions containing chloride ions (more than 1 g/l), sodium hypochlorite NaClO is formed in the anode region. During the electrolysis of mineralized underground water, sodium hypochlorite is released, which quickly and vigorously disinfects the treated water. Sodium hypochlorite has a disinfectant (kills bacteria, algae, fungi) and oxidizing (removes organic and inorganic impurities) action. The use of mineralized underground water makes it possible to refuse the additional application of disinfectants, which is economically beneficial.
В лабораторной установке по образцу прототипа использовали статический электрофлотатор с горизонтальными электродами с рабочим объемом электрофлотационной камеры 0,003 м3. Катод был выполнен из стальной проволоки диаметром 0,8 мм, площадь сетки ОРТА 220 см2. Расстояние между электродами принималось не более 10 см. Процесс проводился при напряженности на электродах 12 В, плотности тока 40-50 А/м2 и продолжительности прохождения тока 60-90 мин. В качестве коагулянта использовалась природная минерализованная вода из подземных источников Вологодской области: из артезианской скважины № 4/90, расположенной в пределах месторождения "Турундаевское", глубиной 900,0 м с концентрацией хлоридов в воде до 200г/л и из артезианской скважины санатория «Новый источник» глубиной 500 м, с концентрацией хлоридов до 20 г/л. Степень очистки сточных вод контролировали по значению показателя ХПК (ПНД Ф 14.1:2:3.100-97). Водный раствор в электрофлотаторе должен содержать 20% подземной минерализованной воды.In a laboratory setup according to the prototype model, a static electroflotation machine with horizontal electrodes was used with a working volume of the electroflotation chamber of 0.003 m 3 . The cathode was made of steel wire with a diameter of 0.8 mm, the area of the ORTA grid was 220 cm 2 . The distance between the electrodes was assumed to be no more than 10 cm. The process was carried out at a voltage on the electrodes of 12 V, a current density of 40–50 A/m 2 , and a duration of current passage of 60–90 min. As a coagulant, natural mineralized water from underground sources of the Vologda region was used: from artesian well No. 4/90, located within the Turundaevskoye deposit, 900.0 m deep with a chloride concentration in water up to 200 g/l and from an artesian well of the sanatorium "New source" with a depth of 500 m, with a chloride concentration of up to 20 g/l. The degree of wastewater treatment was controlled by the value of the COD index (PND F 14.1:2:3.100-97). The aqueous solution in the electroflotation machine must contain 20% underground mineralized water.
Пример. Берут 3 л сточной воды, добавляют 600 мл подземной минерализованной воды (концентрация хлоридов 19 г/л) в качестве коагулянта и после 30 минут коагуляции сточную воду подвергают электрофлотации, которую проводят при следующих условиях: напряжение 12 В, плотность тока меняют в интервале 40-50 А/м2, максимальная продолжительность обработки 90 минут. Измеряют значения ХПК исходной сточной воды, сточной воды после её коагуляции минерализованной подземной водой в течение 30 минут и после проведения электрофлотации через 90 минут от начала опыта. Значения ХПК определены по ПНД Ф 14.1:2:3.100-97. Исходная ХПК сточной воды составляла 4997 мг/л, после 90-минутной обработки значение ХПК снизилось до 135 мг/л. Эффективность очистки составляет 97,3%.Example. They take 3 l of waste water, add 600 ml of underground mineralized water (chloride concentration 19 g/l) as a coagulant, and after 30 minutes of coagulation, the waste water is subjected to electroflotation, which is carried out under the following conditions: voltage 12 V, current density is changed in the range 40- 50 A/m 2 , maximum treatment time 90 minutes. Measure the COD values of the initial waste water, waste water after its coagulation with mineralized underground water for 30 minutes and after electroflotation after 90 minutes from the start of the experiment. COD values are determined according to PND F 14.1:2:3.100-97. The initial COD of the waste water was 4997 mg/l, after a 90-minute treatment, the COD value decreased to 135 mg/l. The cleaning efficiency is 97.3%.
Исследования показали, что в результате использования изобретения степень очистки повышается до 97,3%. Очищенная вода может использоваться для промышленных целей. Пена и осадок отделяются и применяются для приготовления корма. Выход белкового продукта увеличивается на 15% по сравнению с электроокислением на угольном аноде (Машкова С.А., Апанасенко О.А., Жамская Н.Н., Шапкин Н.П., Гринько Т.А. Повышение степени очистки белковосодержащих сточных вод // Новые химические технологии: производство и применение: сборник статей 10-й Всероссийской НТК. Пенза: Приволжский дом знаний, 2008. С.32-34).Studies have shown that as a result of using the invention, the degree of purification increases to 97.3%. Purified water can be used for industrial purposes. Foam and sediment are separated and used for feed preparation. The yield of the protein product increases by 15% compared with electrooxidation on a carbon anode (Mashkova S.A., Apanasenko O.A., Zhamskaya N.N., Shapkin N.P., Grinko T.A. Increasing the degree of purification of protein-containing wastewater // New chemical technologies: production and application: collection of articles of the 10th All-Russian Scientific and Technical Complex, Penza: Privolzhsky House of Knowledge, 2008, pp. 32-34).
Эффективность обеззараживания оценивали по микробиологическим показателям ОМЧ (общее микробное число), ОКБ (содержание общих колиформных бактерий). Результаты микробиологических исследований исходной воды и сточной воды после обработки гипохлоритом натрия (ГХН), полученным из подземной минерализованной воды, отмечены в таблице.The effectiveness of disinfection was assessed by microbiological indicators TMC (total microbial number), TBC (content of total coliform bacteria). The results of microbiological studies of source water and waste water after treatment with sodium hypochlorite (SCH) obtained from underground mineralized water are noted in the table.
Технический результат обусловлен продолжительностью взаимодействия в электрофлотаторе коагулянта (подземной минерализованной воды) и сточной воды, а также их объемным соотношением. Использование в качестве коагулянта подземной минерализованной воды дает дополнительные преимущества перед известным способом, так как природный коагулянт, отбираемый из подземной артезианской скважины «чист», не содержит включений и веществ, характерных для открытых водоисточников, в частности морей, а значит процесс очистки таким коагулянтом не привносит дополнительных загрязнений, присутствующих в морской воде, и обеспечивает лучшие условия обработки сточной воды. Кроме того, качество морской воды переменчиво по сезонам, подземная же вода стабильна по качеству и отличается постоянством состава.The technical result is due to the duration of interaction in the electroflotation coagulant (underground mineralized water) and waste water, as well as their volume ratio. The use of underground mineralized water as a coagulant provides additional advantages over the known method, since the natural coagulant taken from an underground artesian well is "clean", does not contain inclusions and substances characteristic of open water sources, in particular the seas, which means that the cleaning process with such a coagulant does not introduces additional contaminants present in seawater and provides better conditions for wastewater treatment. In addition, the quality of sea water varies from season to season, while groundwater is stable in quality and composition.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021114389A RU2767943C1 (en) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | Waste water treatment method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021114389A RU2767943C1 (en) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | Waste water treatment method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2767943C1 true RU2767943C1 (en) | 2022-03-22 |
Family
ID=80819612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021114389A RU2767943C1 (en) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | Waste water treatment method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2767943C1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4179347A (en) * | 1978-02-28 | 1979-12-18 | Omnipure, Inc. | System for electrocatalytic treatment of waste water streams |
| US5364509A (en) * | 1993-01-21 | 1994-11-15 | Eltech Systems Corporation | Wastewater treatment |
| RU2100483C1 (en) * | 1996-02-19 | 1997-12-27 | Акционерное общество закрытого типа Научно-производственное объединение "Юпитер" | Process of water treatment with sodium hypochlorite and flow electrolyzer to produce sodium hypochlorite |
| RU2440931C2 (en) * | 2010-01-11 | 2012-01-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет" | Method of treating waste water |
| RU2540616C2 (en) * | 2013-07-03 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Method of decontamination of water systems with mineralised industrial waters in form of hypochlorite solutions |
| RU2660105C1 (en) * | 2017-05-19 | 2018-07-04 | Герман Евсеевич Иткин | Method of wastewater treatment |
| RU2722175C1 (en) * | 2019-12-05 | 2020-05-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" | Method of producing electrolytic sodium hypochlorite |
-
2021
- 2021-05-21 RU RU2021114389A patent/RU2767943C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4179347A (en) * | 1978-02-28 | 1979-12-18 | Omnipure, Inc. | System for electrocatalytic treatment of waste water streams |
| US5364509A (en) * | 1993-01-21 | 1994-11-15 | Eltech Systems Corporation | Wastewater treatment |
| RU2100483C1 (en) * | 1996-02-19 | 1997-12-27 | Акционерное общество закрытого типа Научно-производственное объединение "Юпитер" | Process of water treatment with sodium hypochlorite and flow electrolyzer to produce sodium hypochlorite |
| RU2440931C2 (en) * | 2010-01-11 | 2012-01-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет" | Method of treating waste water |
| RU2540616C2 (en) * | 2013-07-03 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Method of decontamination of water systems with mineralised industrial waters in form of hypochlorite solutions |
| RU2660105C1 (en) * | 2017-05-19 | 2018-07-04 | Герман Евсеевич Иткин | Method of wastewater treatment |
| RU2722175C1 (en) * | 2019-12-05 | 2020-05-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" | Method of producing electrolytic sodium hypochlorite |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Särkkä et al. | Natural organic matter (NOM) removal by electrochemical methods—A review | |
| Ghernaout et al. | Application of electrocoagulation in Escherichia coli culture and two surface waters | |
| Cotillas et al. | Optimization of an integrated electrodisinfection/electrocoagulation process with Al bipolar electrodes for urban wastewater reclamation | |
| Ghernaout | Electrocoagulation and electrooxidation for disinfecting water: New breakthroughs and implied mechanisms | |
| Ghernaout et al. | Electrocoagulation Process Intensification for Disinfecting Water—A Review | |
| RU2064440C1 (en) | Method of treating water | |
| US3975247A (en) | Treating sewage and recovering usable water and solids | |
| Oh et al. | Formation of hazardous inorganic by-products during electrolysis of seawater as a disinfection process for desalination | |
| US20040251215A1 (en) | Method for killing organicsms in the course of conveying ballast water in ships and apparatus thereof | |
| Irki et al. | Decolorizing methyl orange by Fe-electrocoagulation process—a mechanistic insight | |
| Ndjomgoue-Yossa et al. | Effect of electrode material and supporting electrolyte on the treatment of water containing Escherichia coli by electrocoagulation | |
| Khorram et al. | Electrochemical-based processes for produced water and oily wastewater treatment: A review | |
| Mickova | Advanced electrochemical technologies in wastewater treatment part I: electrocoagulation | |
| Sharma et al. | Organic pollutant removal from edible oil process wastewater using electrocoagulation | |
| Pattabhi et al. | Electrochemical degradation of reactive red 195 from its aqueous solution using RuO2/IrO2/TaO2 coated titanium electrodes | |
| Yaqub et al. | Decolorization of reactive blue-2 dye in aqueous solution by electrocoagulation process using aluminum and steel electrodes | |
| Rajaniemi et al. | Comparison of batch and novel continuous electrocoagulation processes in the treatment of paint industry wash water | |
| Suresh et al. | Experimental analysis on the synergistic effect of combined use of ozone and UV radiation for the treatment of dairy industry wastewater | |
| Deghles et al. | Hydrogen gas production from tannery wastewater by electrocoagulation of a continuous mode with simultaneous pollutants removal | |
| Saleem et al. | Electrochemical removal of nitrite in simulated aquaculture wastewater | |
| Asghar et al. | Electrochemical oxidation of methylene blue in aqueous solution | |
| RU2767943C1 (en) | Waste water treatment method | |
| RU2322394C1 (en) | Device for processing drinking water | |
| Du et al. | Salt tide affecting algae-laden micropolluted surface water treatment and membrane performance based on BDD electro-oxidation coupled with ceramic membrane process | |
| Aguilar-Ascon | Removal of Escherichia coli from domestic wastewater using electrocoagulation |