RU2775552C1 - Способ очистки фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов - Google Patents
Способ очистки фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775552C1 RU2775552C1 RU2021108734A RU2021108734A RU2775552C1 RU 2775552 C1 RU2775552 C1 RU 2775552C1 RU 2021108734 A RU2021108734 A RU 2021108734A RU 2021108734 A RU2021108734 A RU 2021108734A RU 2775552 C1 RU2775552 C1 RU 2775552C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filtrate
- filtration
- electroflotation
- electrocoagulation
- oxygen
- Prior art date
Links
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000003643 water by type Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 35
- OGIIWTRTOXDWEH-UHFFFAOYSA-N [O].[O-][O+]=O Chemical compound [O].[O-][O+]=O OGIIWTRTOXDWEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000009297 electrocoagulation Methods 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 19
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 19
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 15
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 abstract 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 7
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 4
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 4
- -1 ammonium nitrogen Chemical compound 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 3
- 230000001112 coagulant Effects 0.000 description 3
- 230000000249 desinfective Effects 0.000 description 3
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 3
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 230000002906 microbiologic Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N Chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003657 drainage water Substances 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005294 ferromagnetic Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002588 toxic Effects 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISPYQTSUDJAMAB-UHFFFAOYSA-N 2-Chlorophenol Chemical class OC1=CC=CC=C1Cl ISPYQTSUDJAMAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N Anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MXWJVTOOROXGIU-UHFFFAOYSA-N Atrazine Chemical compound CCNC1=NC(Cl)=NC(NC(C)C)=N1 MXWJVTOOROXGIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N Benz[a]pyrene Chemical compound C1=C2C3=CC=CC=C3C=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZBPKYOVPCNPJY-UHFFFAOYSA-N Enilconazole Chemical compound ClC1=CC(Cl)=CC=C1C(OCC=C)CN1C=NC=C1 PZBPKYOVPCNPJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002125 Enilconazole Drugs 0.000 description 1
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Ethylene tetrachloride Chemical group ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100008714 FMNL1 Human genes 0.000 description 1
- 101700000681 FMNL1 Proteins 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Natural products OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N Pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002363 herbicidal Effects 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 230000005291 magnetic Effects 0.000 description 1
- VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N manganese(II) oxide Inorganic materials [Mn]=O VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N nitrate group Chemical group [N+](=O)([O-])[O-] NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N o-xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical class 0.000 description 1
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- WJNRPILHGGKWCK-UHFFFAOYSA-N propazine Chemical compound CC(C)NC1=NC(Cl)=NC(NC(C)C)=N1 WJNRPILHGGKWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229950011008 tetrachloroethylene Drugs 0.000 description 1
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N triclene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003403 water pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к способу очистки фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов, включающему их механическую фильтрацию, реагентную коагуляцию и флокуляцию, отстаивание, фильтрацию, электрохимическую обработку, обработку УФО, сорбционную очистку и обессоливание фильтрата, характеризующемуся тем, что механическую фильтрацию осуществляют через систему самоочищающихся фильтров, установленных последовательно с уменьшением размера пор от 10 до 1 мкм, перед реагентной коагуляцией и флокуляцией осуществляют корректировку предельной концентрации загрязнителей в фильтрате, в качестве электрохимической обработки осуществляют электрокоагуляцию и электрофлотацию, а перед электрокоагуляцией и электрофлотацией выполняют электромагнитную активацию фильтрата в проточном гидродинамическом реакторе, при этом фильтрат после электрокоагуляции и электрофлотации подвергают эффективному озонированию кислородно-озоновой смесью с последующим фильтрованием через песчано-угольную систему, обработку УФО совмещают с озонированием кислородно-озоновой смесью, а обессоливание осуществляют посредством электродиализа фильтрата. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к технологии очистки фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов и может быть использовано как в коммунальном хозяйстве, так и в различных отраслях промышленности.
Особенностями фильтрационных вод (ФВ) полигонов захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) являются сложный химический состав, представленный органическими и неорганическими примесями, высокое содержание токсичных компонентов и биорезистентных примесей, а также присутствие в воде различных групп микроорганизмов. Все это существенным образом отличает фильтрационные воды полигонов захоронения ТБО от промышленных и муниципальных сточных вод и требует использование комплексных технологий, сочетающих механические, биохимические и физико-химические методы - коагуляцию, флокуляцию, сорбцию на активных углях (АУ), микро- и ультрафильтрацию, обратный осмос, озонирование, электрохимическое окисление, ультрафиолетовое излучение. Кроме этого, технология должна обладать маневренностью в управлении процессом очистки при изменении состава фильтрата.
Известен способ очистки дренажных вод полигонов твердых бытовых отходов, включающий предподготовку, состоящую из электрохимической очистки дренажных вод от загрязняющих примесей с переводом аммонийного азота в нитратную форму и одновременным обеззараживанием воды образующимся активным хлором (при содержании хлорид-ионов 0,8-4,5 г/л и анодной плотности тока 10-15 А/дм2), последующей двухступенчатой механической фильтрациию, и обратноосмотическое разделение. Полученный пермеат доочищают на сорбенте, концентрат в количестве до 35 мас. % возвращают в тело полигона, а оставшуюся часть, в количестве не менее 65 мас. %, при помощи струйного насоса, использующего энергию концентрата, подают в испаритель и накопительную емкость - кристаллизатор, откуда кристаллическую соль отводят на утилизацию (Патент RU 2207987, МПК C02F 9/10, C02F 1/04, C02F 1/28, C02F 1/44, C02F 1/46, 20.12.1997).
Недостатком данного способа является необходимость возврата третьей части очищаемых вод в тело полигона. При этом осуществляется возврат концентрированных вод, что усугубляет ситуацию на полигонах, за счет повышения уровня их загрязнений.
Известен реализуемый на поточной линии способ глубокой очистки высококонцентрированных сточных вод путем их последовательной физико-химической очистки, состоящей из корректировки рН, фильтрования, отгонки аммиака, электрокоагуляции, электрофлотации, повторной корректировки рН, совмещенной с фильтрованием через загрузку, взаимодействующую с раствором и повышающую его рН до 6 7, и ультрафиолетовую обработку с регулируемой интенсивностью облучения (сплошной спектр излучения в диапазоне длин волн 200-2000 нм и пиковая мощность в ультрафиолетовом диапазоне 150-250 кВт), и биологической очистки (Патент RU2099294, МПК C02F 9/00, C02F 1/32, 20.12.1997).
Однако способ обеспечивает очистку стока от полигона только до параметров, соответствующих требованиям при сбросе в водоемы рыбохозяйственного назначения.
Наиболее близким является способ очистки фильтрационных вод полигонов ТБО, включающий их механическую фильтрацию, отстаивание и ультрафильтрацию, дальнейшее анаэробное сбраживание в анаэробном биореакторе содержащихся в ФВ органических соединений, электрохимическое окисление в проточном электрофлотодеструкторе с нанокомпозиционным анодом Ti/MnO2-SnO2, отстаивание фильтрата в присутствии коагулянтов и флокулянтов, ультрафильтрационную очистку с половолоконными мембранными элементами, мембранное обратноосмотическое обессоливание и сорбционную доочистку нермеата (Очистка фильтрационных вод полигонов твердых бытовых отходов /А.А. Поваров, Н.В. Селиванова, Т.А. Трифонова, В.Ф. Павлова, О.Г. Селиванов, М.Е. Ильина, Л.А. Ширкин, В.Б. Торшин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2014. - Т. 16. - №1(3). - С. 661-664). Концентраты после ультрафильтрации, первой ступени обратного осмоса вместе с осадками из отстойника собираются в колодец для жидких отходов и далее возвращается в тело полигона.
Недостатком способа является использование процесса анаэробной очистки ФВ, эффективность которой сильно зависит от состава стоков и очень часто дает сбой в процессе обработки, и при этом анаэробная очистка требует большие площади для осуществления процесса. Кроме этого в результате применения обратного осмоса образуется большое количество концентрата, который необходимо подвергать дополнительной обработке и утилизировать.
Задачей технического решения является разработка эффективного способа очистки фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов, обеспечивающего высокую степень очистки фильтрационных вод до необходимых нормативов, сброс в канализацию или доочистка до состояния нормативов сброса в водоемы рыбохозяйственного назначения.
Достигаемый технический результат заключается повышение качества очистки фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов.
Технический результат достигается в способе очистки фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов, включающем их механическую фильтрацию, реагентную коагуляцию и флокуляцию, отстаивание, фильтрацию, электрохимическую обработку, обработку УФО, сорбционную очистку и обессоливание фильтрата, при этом механическую фильтрацию осуществляют через систему самоочищающихся фильтров, установленных последовательно с уменьшением размера пор от 10 до 1 мкм, перед реагентной коагуляцией и флокуляцией осуществляют корректировку предельной концентрации загрязнителей в фильтрате, в качестве электрохимической обработки осуществляют электрокоагуляцию и электрофлотацию, а перед электрокоагуляцией и электрофлотацией выполняют электромагнитную активацию фильтрата в проточном гидродинамическом реакторе, при этом фильтрат после электрокоагуляции и электрофлотации подвергают эффективному озонированию кислородно-озоновой смесью, с последующим фильтрованием через песчано-угольную систему, обработку УФО совмещают с озонированием кислородно-озоновой смесью, а обессоливание осуществляют посредством электродиализа фильтрата.
Способ очистки фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов характеризуется тем, что выполнение стадий электромагнитной активации фильтрата, его электрокоагуляции и электрофлотации повторяется.
Способ очистки фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов характеризуется тем, что выполнение стадии эффективного озонирования кислородно-озоновой смесью, с последующим фильтрованием через песчано-угольную систему повторяется.
Способ очистки фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов характеризуется тем, что количество повторений отдельных стадий очистки определяется индивидуально с учетом состава и концентраций загрязнителей в фильтрационных водах полигонов захоронения твердых бытовых отходов.
Сущность способа заключается в регулируемой системе определенных последовательных операций по очистке фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов, которые можно разделить на следующие этапы:
- подготовительный этап - этап механической очистки, заключающейся в пропускании ФВ через систему самоочищающихся фильтров, установленных последовательно с уменьшением размера пор (от К) до 1 микрон), после чего ФВ накапливаются в усреднителе, обеспечивающем равномерное порционное дозирование объема ФВ, поступающей на этап основной очистки, а также контроль и корректировку предельной концентрации загрязнителей в ФВ;
- этап основной очистки - включает последовательные процессы реагентной коагуляции и флокуляции, отстаивания, отделения жидкой фракции и ее фильтрации, электромагнитную активацию фильтрата в проточном гидродинамическом реакторе, электрокоагуляцию и электрофлотацию с последующим эффективным озонированием кислородно-озоновой смесью, фильтрованием через песчано-угольную систему, совмещенную с гидролизом обработку УФО и сорбционным фильтрованием;
- этап доочистки - финишная обработка фильтрата, заключающаяся в электродиализе фильтрата.
Подготовительный этап очистки начинается с пропускания фильтрационных вод через решетки и крупнопористые сетки, избавляющие от крупных загрязнений органического и минерального происхождения. Далее фильтрационные воды (ФВ) проходят последовательную градиентную фильтрацию через систему самоочищающихся фильтров. Фильтры установлены с уменьшением размера пор от 10 до 1 микрон, что обеспечивает максимально эффективную механическую очистку фильтрационных вод.
После механической очистки ФВ накапливаются в усреднителе, где осуществляется контроль концентрации загрязнителей в ФВ и их корректировка посредством разбавления, например, ранее очищенной водой. Допустимая концентрация загрязнителей на выходе из усреднителя определяется заданными условиями процесса очистки. Усредни гель обеспечивает как выравнивание концентрации загрязняющих веществ, так и подачу фильтрационных вод на следующий этап очистки. В усреднителе осуществляется непрерывный контроль верхнего и нижнего уровня воды с помощью уровнемера.
Контроль концентрации загрязнителей, их корректировка и порционные объемы подачи фильтрационных вод на следующий этап очистки осуществляются в автоматическом режиме под контролем ЭВМ.
Из усреднителя фильтрационные воды подаются в емкость для реагентной коагуляции и флокуляции. В эту же емкость поступают предварительно рассчитанное, с учетом известной концентрации загрязнителей, количество реагентов - коагулянтов и/или флокулянтов. В качестве коагулянтов и флокулянтов используются традиционно применяемые для очистки сточных вод химические реагенты - соли алюминия и железа, например, сульфаты, хлориды или их основные соли (гидроксохлориды, гидроксосульфаты), неионогенные, анионные, катионные полиэлектролиты. Оптимальное количество и тип флокулянта подбирается в зависимости от состава и концентрации загрязнителей в ФВ. После воздействия реагентов фильтрационные воды отстаиваются, жидкая фракция отделяется и фильтруется на пресс-фильтре.
Полученный фильтрат через проточный гидродинамический реактор поступает на электрохимическую обработку. В проточном гидродинамическом реакторе осуществляется электромагнитная активация фильтрата.
Электромагнитная активация фильтрата осуществляется под воздействием вращающегося электромагнитного поля с высокой удельной концентрацией в единице объема рабочей зоны. При этом происходит очень быстрое и тщательное перемешивание фильтрата и его активация: ускоряются физико-химические и механо-физические реакции, и, соответственно, производные процессы. Это приводит к увеличению производительности способа.
Кроме этого, в рабочей зоне гидродинамического реактора размещаются ферромагнитные частицы (нескольких сотен частиц, чаще в форме иголок), которые под воздействием вращающегося электромагнитного поля одновременно вращаются вокруг своей наименьшей оси со скоростью, близкой к скорости вращения магнитного поля, и перемещаются по рабочей зоне. Таким образом, каждая ферромагнитная частица совершает вращение с большой, но переменной угловой скоростью, что приводит к быстрому перемешиванию и диспергированию компонентов.
Кроме перечисленных воздействий на фильтрат, электромагнитная активация в гидродинамическом реакторе инициирует ряд сопутствующих процессов, существенно влияющих на эффективность способа: вращение иголок в жидкой фазе вызывают акустические явления и кавитацию.
В результате возникающих кавитационных процессов, кинетическая энергия содержащихся частиц вызывает в момент схлопывания пузырьков гидравлические микроудары, сопровождающиеся местным повышением давления до 104 кг/см2 и локальным повышением температуры выше 1000°С.
Таким образом, кавитация кроме механического воздействия оказывает на бактериальную флору и микростерилизационное воздействие в условиях ультравысокотемпературного режима в области схлопывания кавитационного пузырька, а также увеличивает скорость окисления и расщепления растворенных фильтрате молекул.
В результате электромагнитной активации фильтрата происходит совмещение в одном рабочем пространстве всех рассмотренных факторов, многократно повышающих эффективность процесса очистки - увеличение степени очистки. При этом удаляются нефтепродукты и другие органические вещества (падает ХПК - химическое потребление кислорода), происходит снижение основных количеств аммонийного азота.
Фильтрат, прошедший электромагнитную активацию, поступает на электрохимическую обработку (ЭХО), которая включает электрокоагуляцию и электрофлотацию ФВ.
Электрокоагуляция ФВ обеспечивает окисление и удаление трудно коагулируемых органических веществ, тяжелых металлов, способствует осветлению очищаемого фильтрата. Процесс электрокоагуляции переходит в процесс электрофлотации. Образующиеся на поверхности нерастворимых электродов при пропускании через фильтрат постоянного электрическою тока мелкодисперсные пузырьки водорода и кислорода, формируют с флокулами загрязнений (гидроксиды тяжелых металлов, нефтепродукты, масла, поверхностно-активные вещества и т.д) устойчивые агрегаты, которые всплывают на поверхность и образуют флотошлам. Образующийся флотошлам удаляется скребковым механизмом в направлении против течения ФВ в шламоприемный карман.
Интенсификация процесса электрофлотации может осуществляться путем дозирования в очищаемый раствор флокулянта (например, Флокулянт Flopam 12,5 грамм на 1 м3 ФВ). Применение электрофлотатора камерного типа позволяет улучшить гидравлические и физико-химические условия формирования флотокомплексов и увеличить эффективность очистки.
На данной стадии осуществляется текущий контроль концентраций загрязнителей в ФВ, по результатам которого выполнение стадий электромагнитной активации фильтрата, его электрокоагуляции и электрофлотации может повторяться. Количество повторений данных стадий очистки определяется индивидуально с учетом состава и концентраций загрязнителей в ФВ. При достижении оптимального значения текущих концентраций загрязнителей, ФВ подвергаются эффективному озонированию кислородно-озоновой смесью.
В процессе данной стадии очистки осуществляют эффективное смешивание фильтрата с кислородно-озоновой смесью, выдерживают раствор в течение 15-20 минут и фильтруют через песчано-угольную фильтровальную систему.
Эффективное смешивание фильтрата с кислородно-озоновой смесью (кислородно-озоновая смесь образуется при получении озона с использованием газовой смеси, содержащей 90-95 об. % кислорода, в этом случае концентрация озона в кислородно-озоновой смеси составит 10 и более вес. %) обеспечивается следующим образом: в рабочей камере эжектора создается зона разряжения, в газовый вход эжектора из озонатора непрерывно подсасывается кислородно-озоновая смесь и смешивается с поступающими под давлением не менее 4-х атмосфер ФВ.
Под действием озона при нормальной температуре разрушаются многие органические вещества и примеси, окисляются растворенные в воде соли металлов, органические соединения, происходит дезинфекция воды (уничтожаются бактерии и вирусы). Озонирование можно осуществлять и озоно-воздушной смесью (озоно-воздушная смесь образуется при получении озона с использованием атмосферного воздуха, в котором кислорода 21 об. %, в этом случае концентрация озона в озоно-воздушной смеси составит не более 2 вес. %).
Песчано-угольные фильтры посредством напорной фильтрации ФВ через слой зернистого материала обеспечивают механическую очистку фильтрата и адсорбируют остаточные органические вещества.
На данной стадии осуществляется текущий контроль концентраций загрязнителей в ФВ, по результатам которого выполнение стадий эффективного озонирования кислородно-озоновой смесью, с последующим фильтрованием через песчано-угольную систему может повторяться. Количество повторений данных стадий очистки определяется индивидуально с учетом состава и концентраций загрязнителей в ФВ.
На следующей стадии осуществляют озонирование кислородно-озоновой смесью, активированное ультрафиолетовым облучением (УФО).
Одновременная обработка ФВ в проточном реакторе кислородно-озоновой смесью и УФО увеличивает скорость окисления растворенных органических молекул в 100-10000 раз, при этом наблюдается взаимное усиление действия озона и УФО. Эффективному разложению подвергаются различные органические загрязнители воды: галогенуглеводороды (винилхлорид, дихлорэтан, трихлорэтилен, перхлорэтилен, хлорбензол, хлорфенолы, полихлорированные бифенилы), ароматические (бензол, толуол, ксилол, этилбензол) и полициклические (нафталин, антрацен, пирен, бензпирен) углеводороды, гербициды (атразин, пропазин, бромазил), другие вредные соединения (фенолы, спирты, альдегиды, масла, жиры, карбоновые кислоты и т.д.). Реакции идут до полной минерализации органических соединений, наблюдается также детоксикация ряда неорганических соединений (нитриты, цианиды, гидразин и т.д). Происходит обеззараживание (снижение концентрации микробиологических загрязнений), полное удаление высокотоксичных хлорорганических веществ и дальнейшее снижение показателя ХПК (химическое потребление кислорода).
Пройдя проточный реактор, ФВ поступают на сорбционное фильтрование, где активированный уголь адсорбирует остаточные органические вещества и обеспечивает окончательную очистку фильтрата.
На заключительном этапе осуществляется доочистка - финишная обработка фильтрата, заключающаяся в его обессоливании посредством электродиализа, который позволяет избавиться от остаточных количеств растворимых минеральных солей.
Все этапы и стадии способа осуществляются и корректируются в автоматическом режиме (с помощью прикладного программного обеспечения, которое позволяет программировать работу очистных сооружений) в соответствии показателями датчиков контроля состава и концентрации загрязнителей и рН ФВ. На всех стадиях очистки оборудование снабжено контрольно-измерительными приборами для контроля параметров ФВ на входе и на выходе с установкой системы обратной связи для возможности регулирования процесса.
Собранный в процессе очистки ФВ шлам обезвоживается и утилизируется.
Качество очищенных заявленным способом фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов оценивалось по результатам лабораторных испытаний проб исходного и очищенного фильтрата полигона ТБО.
Лабораторные исследования проводились на пробах исходного концентрата фильтрата полигона ТБО (проба 1); пробах очищенного концентрата фильтрата, при условии однократного выполнения стадий электромагнитной активации фильтрата, его электрокоагуляции, электрофлотации, эффективного озонирования кислородно-озоновой смесью, с последующим фильтрованием через песчано-угольную систему (проба 2); пробах очищенного концентрата фильтрата, при условии двукратною выполнения стадий электромагнитной активации фильтрата, его электрокоагуляции, электрофлотации, эффективного озонирования кислородно-озоновой смесью, с последующим фильтрованием через песчано-угольную систему (проба 3).
Лабораторные исследования химического состава ФВ проводились в испытательной лаборатории ООО «ЭкООнис - экологически чистые технологии».
Результаты количественного химического анализа и физические параметры проб приведены в таблице 1.
Лабораторные испытания на предмет микробиологических исследований проводились в Испытательном лабораторном центре ФМНЛ ФГБУЗ Головного центра гигиены и эпидемиологии на промаркированных образцах в соответствии с требованиями МУ 2.1.5.800-99 - Организация Госсанэпиднадзора за обеззараживанием сточных вод. Методические указания.
Результаты микробиологических исследований приведены в таблице 2.
Таким образом, способ очистки фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов, включающий их механическую фильтрацию через систему самоочищающихся фильтров, установленных последовательно с уменьшением размера пор от 10 до 1 мкм, корректировку предельной концентрации загрязнителей в фильтрате, рсагснтную коагуляцию и флокуляцию, отстаивание, фильтрацию, электромагнитную активацию фильтрата в проточном гидродинамическом реакторе, электрокоагуляцию и электрофлотацию, эффективное озонирование кислородно-озоновой смесью с последующим фильтрованием через песчано-угольную систему, обработку УФО, совмещенную с озонированием кислородно-озоновой смесью, сорбционную очистку и обессоливание посредством электродиализа фильтрата, при котором количество повторений отдельных стадий очистки определяется индивидуально с учетом состава и концентраций загрязнителей в фильтрационных водах полигонов захоронения твердых бытовых отходов, обеспечивает повышение качества очистки фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов.
Claims (4)
1. Способ очистки фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов, включающий их механическую фильтрацию, реагентную коагуляцию и флокуляцию, отстаивание, фильтрацию, электрохимическую обработку, обработку УФО, сорбционную очистку и обессоливание фильтрата, отличающийся тем, что механическую фильтрацию осуществляют через систему самоочищающихся фильтров, установленных последовательно с уменьшением размера пор от 10 до 1 мкм, перед реагентной коагуляцией и флокуляцией осуществляют корректировку предельной концентрации загрязнителей в фильтрате, в качестве электрохимической обработки осуществляют электрокоагуляцию и электрофлотацию, а перед электрокоагуляцией и электрофлотацией выполняют электромагнитную активацию фильтрата в проточном гидродинамическом реакторе, при этом фильтрат после электрокоагуляции и электрофлотации подвергают эффективному озонированию кислородно-озоновой смесью с последующим фильтрованием через песчано-угольную систему, обработку УФО совмещают с озонированием кислородно-озоновой смесью, а обессоливание осуществляют посредством электродиализа фильтрата.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выполнение стадий электромагнитной активации фильтрата, его электрокоагуляции и электрофлотации повторяется.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выполнение стадии эффективного озонирования кислородно-озоновой смесью с последующим фильтрованием через песчано-угольную систему повторяется.
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что количество повторений отдельных стадий очистки определяется индивидуально с учетом состава и концентраций загрязнителей в фильтрационных водах полигонов захоронения твердых бытовых отходов.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2775552C1 true RU2775552C1 (ru) | 2022-07-04 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2812328C1 (ru) * | 2023-05-26 | 2024-01-29 | Общество с ограниченной ответственностью "ЮниЭкоПром" | Установка для очистки производственно-дождевых сточных вод |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2099294C1 (ru) * | 1996-10-25 | 1997-12-20 | Скворцов Лев Серафимович | Способ глубокой очистки высококонцентрированных сточных вод и устройство для его осуществления |
| RU2207987C2 (ru) * | 2000-09-07 | 2003-07-10 | НПП "Баромембранная технология" | Способ очистки дренажных вод полигонов твердых бытовых отходов |
| WO2015125063A1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-27 | Puncak Niaga Holdings Berhad | A method of purification of water and an apparatus therefore |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2099294C1 (ru) * | 1996-10-25 | 1997-12-20 | Скворцов Лев Серафимович | Способ глубокой очистки высококонцентрированных сточных вод и устройство для его осуществления |
| RU2207987C2 (ru) * | 2000-09-07 | 2003-07-10 | НПП "Баромембранная технология" | Способ очистки дренажных вод полигонов твердых бытовых отходов |
| WO2015125063A1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-27 | Puncak Niaga Holdings Berhad | A method of purification of water and an apparatus therefore |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Поваров А. А. и др. "Очистка фильтрационных вод полигонов твердых бытовых отходов", Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2014, Т.16, No.3, С. 661-664. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2812328C1 (ru) * | 2023-05-26 | 2024-01-29 | Общество с ограниченной ответственностью "ЮниЭкоПром" | Установка для очистки производственно-дождевых сточных вод |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ghernaout et al. | Electrocoagulation Process Intensification for Disinfecting Water—A Review | |
| US7264732B2 (en) | Continuous ammonium removal systems | |
| Li et al. | Review on physicochemical, chemical, and biological processes for pharmaceutical wastewater | |
| Almukdad et al. | Unlocking the application potential of electrocoagulation process through hybrid processes | |
| US11780746B2 (en) | Water treatment for removing PFAS | |
| Hutagalung et al. | Textile wastewater treatment using advanced oxidation process (AOP) | |
| Shammas et al. | Wastewater treatment by electrocoagulation–flotation | |
| KR100446042B1 (ko) | 포말분리법, 중공사막필터 여과법과 고급산화공법을연계한 산업폐수 중수처리시스템 | |
| Moneer | The potential of hybrid electrocoagulation-membrane separation processes for performance enhancement and membrane fouling mitigation: a review | |
| RU2720613C1 (ru) | Способ очистки и обеззараживания сточных вод | |
| RU2775552C1 (ru) | Способ очистки фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов | |
| RU2207987C2 (ru) | Способ очистки дренажных вод полигонов твердых бытовых отходов | |
| RU2094394C1 (ru) | Способ очистки природных и сточных вод и установка для его осуществления | |
| KR100711259B1 (ko) | 정화처리 장치 | |
| RU2755988C1 (ru) | Способ очистки сточных вод | |
| Lade | Introduction of water remediation processes | |
| Das et al. | Electrocoagulation process for wastewater treatment: applications, challenges, and prospects | |
| Kiran et al. | Remediation of textile effluents via physical and chemical methods for a safe environment | |
| RU2813075C1 (ru) | Способ очистки сточных и пластовых вод | |
| KR200276382Y1 (ko) | 다단계 산업폐수 중수처리시스템 | |
| Balcik-Canbolat et al. | Evaluation of advanced oxidation processes for the treatment of nanofiltration membrane concentrate considering toxicity and oxidation by-products | |
| AU2020104107A4 (en) | Low-Energy Water Treatment | |
| Dahlan et al. | Pulp and Paper Liquid Waste Treatment Using Electro Coagulation Membrane | |
| Sitompul et al. | Removal of acrylic acid-containing industrial wastewater by coagulation, flocculation, and adsorption in a mini pilot scale | |
| Nowak et al. | Treatment and utilization of the concentrate from membrane separation processes of landfill leachates |