RU38337U1 - Контактная колонна для очистки сточных вод - Google Patents

Description

ll W 1

МПК C02A9/00

Контактная колонна для очистки сточных вод

Полезная модель относится к охране окружающей среды, к области очистки и обеззараживания промышленных и сточных вод, а также поверхностных водостоков от различных загрязнений и предназначена для обработки сточных вод, преимущественно на водном транспорте.

Проблема охраны окружающей среды, в частности водных бассейнов, является одной из наиболее важных проблем. Сброс в водоемы недостаточно очищенных производственных и бытовых сточных вод, поверхностных стоков с территорий городов, промышленных предприятий и т.д., приводит к тому, что в сточных водах содержатся разного рода загрязнения. Широко применяемые установки для очистки и обеззараживания водных сред громоздки, т.к. содержат циркуляционный контур из нескольких единиц оборудования и не всегда обеспечивают достаточно полное удаление загрязнений и соответствие очищенных вод нормам стандартов, т.е. безопасности для человека.

Известно устройство для очистки сточных вод (по А. св. СССР №1000422, МПК С02А9/00, 1983). Устройство содержит в корпусе пористую фильтрующую загрузку, через которую подается и распределяется воздух, расположенную двумя слоями над и под устройством подачи и распределения воздуха. Высота слоев варьируется.

Недостатком устройства является необходимость предв а ительнрго узла для этапа флотации - отстаивания, при отсутствии которого возможно быстрое накопление в корпусе трудно растворимых органических веществ, не поддающихся биологическому окислению.

МПК C02A9/00, 1992). Известная контактная колонна оснащена устройствами подвода и отвода сточных вод и устройством с эжектором подачи озоно-кислородной смеси. В контактной колонне происходит процесс окисления трудноокисляемых веществ, однако время очистки длительно и степень очистки недостаточна (до 70 %).

Задачей полезной модели было - повышение степени очистки сточных вод, сокращение времени на процесс очистки и состава очистного оборудования.

Задача решается предлагаемой контактной колонной с устройствами подвода и отвода сточных вод и с эжектором подачи озоно-кислородной смеси, которая, согласно предложения, разделена на две или более горизонтальных секции поперечными сетчатыми перегородками, на которых равномерными слоями размещен катализатор разложения озона, в качестве которого использована пористая керамика на основе переходных металлов, при этом колонна оснащена устройством загрузки-выгрузки катализатора и подачи дополнительного окислителя - пероксида водорода, а также теплообменником.

Устройство подачи пероксида водорода подсоединено к колонне под эжектором подачи озоно-кислородной смеси.

Объем загруженного катализатора составляет 20-30% объема колонны.

Катализатор использован в виде гранул с диаметром 0,5 -1,5 см.

Теплообменник выполнен в виде наружной рубашки,

Теплообменник может быть выполнен в виде по меньшей мере трех тенов, равномерно расположенных по диаметру колонны под каждой перегородкой.

Теплообменник может быть выполнен в виде соосных колонне змеевиков, размещенных под каждой перегородкой.

реализации предложенной колонны технический результат выражается в обеснечении возможности обработки стоков одновременно совместным применением (Оз+Н2О2+КАТ) для окисления растворенных, трудно окисляемых органических и неорганических загрязнений, в том числе аммиака, до значений допускаемых санитарными нормами, повышении интенсивности процесса; обеспечении возможности осуществления очистки сточных вод сложного состава в одной колонне до параметров, удовлетворяющих требованиям как по сбросу воды в водоемы, так и по возврату ее в систему технологического обслуживания агрегатов, например судна.

Оснащение контактной колонны с устройством подачи озона дополнительным устройством подачи пероксида водорода и загрузка ее послойно катализатором, обеспечивает повышение эффективности окислительных реакций в присутствии системы Оз+Н2О2+КАТ, приводящих при их совместном воздействии к обеспечению оптимальной программы очистки стоков при ,0 - 8,5, например от аммиака и снижению ХПК от 56 до 25 мл О г/л., в одну стадию.

Контактная колонна занимает незначительные производственные площади, относительна не дорога, обеспечивает экономию энергии.

Предлагаемая контактная колонна поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен схематично ее общий вид, с теплообменником в виде рубашки, на фиг. 2 - то же, с теплообменников в виде змеевиков, на фиг. 3 то же, с теплообменником в виде тенов.

Контактная колонна 1 содержит устройства подвода 2 и отвода 3 сточных вод, эжектор 4 подачи озоно-кислородной смеси, насос-дозатор 5 подачи раствора пероксида водорода. Колонна 1 разделена на горизонтальные секции поперечными сетчатыми перегородками 6, по меньшей мере, парой, преимущественно тремя. Перегородки 6 выполнены с ячейками, например 2-3 мм. Па перегородках 6 слоями, преимущественно одинаковой толщины, помещен катализатор 7 разложения озона, в качестве

которого использованы, например, пористые керамические отходы металлургического производства на основе переходных металлов Fe, Со, Ni, Си, в виде гранул диаметром 0.5 - 1.5 см. Объем загруженного в колонну катализатора 7 составляет 20-30% объема колонны. Высота слоев катализатора варьируется в зависимости от размеров колонны и степени загрязнения сточной воды. Колонна 1 оснащена устройствами 8 загрузки выгрузки катализатора, средством 9 отбора остаточного озона, и теплообменником 10. Теплообменник 10 может быть выполнен или в виде наружной рубашки 11, или в виде змеевиков 12, или в виде тенов 13. Наружная рубашка 11, змеевики 12, тены 13 размеш;аются в зоне установки горизонтальных поперечных перегородок 6, под ними. Змеевиков 12 и тенов 13возможно устанавливать по меньшей мере три, возможно четыре,

равномерно распределенных по диаметру колонны и смонтированных на ее корпусе, внутри колонны.

Исходная вода по трубопроводу 14 поступает в колонну 1 или разовой подачей, или периодически пропускается со скоростью, зависяш;ей от степени загрязнения, с возможностью осуш,ествления процесса очистки воды в течение 20-30 минут. Одновременно с подачей воды в колонну поступают озоно-воздушная смесь и пероксид водорода. Процесс окисления загрязнений осуществляется при прохождении воды через слои катализатора в присутствии постоянно подаваемых Н2О2, Оз.

Очищенная жидкость поступает в технологическую систему. Скоагулированные вещества образуют шлам , который удаляется из колонны через нижний фланец. Катализатор промывается после проведения заданного этапа очистки, его смена рекомендуется через Уг года.

Процесс окислительной деструкции органических и неорганических соединений протекает при наличии в пропускаемой через слой твердых частиц катализатора (КАТ) воде растворенных газов - кислорода, озона и пероксида водорода, служащих источниками образования , преимущественно в местах локального изменения давления, скорости, направления течения, а

именно, на поверхности твердых частиц (гранул), радикалов ОН, О, О , Оз , которые и являются непосредственными окислителями нежелательных загрязнений.г

Эффективность озонирования сточных вод в присутствии комплексной системы катализатор - пероксид водорода проверялась на опытной установке, где в колонну была помещена бытовая сточная вода с концентрацией аммиака мл/л. Пероксид водорода и озон подавались со скоростью 8,4л/час в течение 40 минут. Концентрация пероксида водорода и озона составляла соответственно 120 мл/л и 40 мл/л, при этом общее количество пероксида водорода составляет приблизительно 40 % от количества пропущенного озона.

Испытания подтвердили ожидаемый технический результат.

Введение в контактную (озонолизную) колонну катализатора показало, что катализатор увеличивает эффективность использования озона в качестве окислителя, вовлекая в процесс окисления молекулярный кислород. Пероксид водорода выполняет двоякую функцию: служит дополнительным источником кислородосодержащих радикалов окислителей; снижает общий расход озона, являющегося более дорогостоящим реагентом, чем пероксид.

Предлагаемая колонна обеспечивает комплексную очистку сточных вод за счет дополнительной окислительной деструкции органических соединений в рамках одного аппарата в течение одной стадии. Из воды одновременно удаляются органические вещества природного и техногенного происхождения; колонна реализует процесс очистки сточных вод с использованием композиции дешевых (отходы производства) материалов, являющихся экологически чистым продуктом; обеспечивает очистку сточных вод, например, от аммиака до 95%; полученная в результате происходящих в колонне процессов вода нетоксична, безвредна и безопасна для человека.

л& /з Описанная данными заявочными материалами контактная колонна позволяет усовершенствовать озон-пероксидную технологию очистки сточных вод, снизить расход реагентов при обработке стоков без дополнительной очистки и разбавления; создать экологически чистый замкнутый процесс; возможность возврата очищенных сточных вод в технологическую цепь.

Claims (8)

1. Контактная колонна для очистки сточных вод озонированием с устройствами подвода и отвода сточных вод и с эжектором подачи озоно-кислородной смеси, отличающаяся тем, что колонна разделена на две или более горизонтальных секции поперечными сетчатыми перегородками, на которых равномерными слоями размещен катализатор разложения озона, в качестве которого использована пористая керамика на основе переходных металлов, при этом колонна оснащена устройством загрузки-выгрузки катализатора и подачи дополнительного окислителя - пероксида водорода, а также теплообменником.

2. Колонна по п.1, отличающаяся тем, что устройство подачи пероксида водорода подсоединено к колонне под эжектором подачи озоно-кислородной смеси.

3. Колонна по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что объем загруженного катализатора составляет 20-30% объема колонны.

4. Колонна по любому из пп.1 и 3, отличающаяся тем, что катализатор использован в виде гранул с диаметром 0,5-1,5 см.

5. Колонна по п.1, отличающаяся тем, что теплообменник выполнен в виде наружной рубашки.

6. Колонна по п.1, отличающаяся тем, что теплообменник выполнен в виде по меньшей мере трех тенов, равномерно расположенных по диаметру колонны под каждой перегородкой.

7. Колонна по п.1, отличающаяся тем, что теплообменник выполнен в виде соосных колонне змеевиков, размещенных под каждой перегородкой.

8. Колонна по любому из пп.1 и 7, отличающаяся тем, что она снабжена средством отбора остаточного озона.