(54) СПОСОБ ЭЛЕКТЮЛИТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД(54) METHOD OF ELECTULITIC CLEANING OF WASTE WATER
Изобретение относитс к элекаролитической обработке сточных вод и может быть использо вано дл извлечени нефтепродуктов из ль льных , балластных и промьточнмх вод морских судов, а также дл очистки бытовых и производственных сточных вод приморских населенных пунктов. Известны способы очистки сточиых вод путем диафрагменного электролиза с использованием морской воды 1 и 2. При электролизе смесиморской воды со сточной в электролизере с инертными электродами в щелочной среде катода происходит образование нерастворимых соединешй магни (смешанной фосфорнокислой соли магни и аммони и гидроокиси магни ), которые сорбируют; примеси сточной воды, а в кислой среде анода-гипохлорида, обладающего обеззараживающим действием. Способ 1 заключаетс в обработке потока очищаемой жидкости с морской водой сначала в катодной а затем в анодной камере. Последовательна обработка очищаемого потока в катодной и анодной камерах позвол ет нар ду с очисткой сточной воды проводит, и ее дезин-. фекцию. Однако обработка потока в анодной каме- , ре приводит к частичному растворению гидроокиси магни и загр знению очищенной жидкости сорбированными на ней примес ми. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемом} результа / вл етс способ электролитической обработки сточных вод с использованием морской воды, согласно которому смесь сточной и морской вод обрабатываетс в катодной камере даафрагMeimoro электролизера, после чего образующийс магнийсодержащий осадок выдел етс из очищаемого потока и подвергаетс обезвреживанию в специальных сооружени х, например метантенйах. Необходимость многостадийной обработки осадка после его отделени значительно усложн ет способ очистки сточной воды в не дает возможносгл извлечь из очищаемого потока ценные продукты. Цель изобретени - упрощение процесса и извлечение из очищаемой жидкости ценных. продуктов. Поставленна цель достигаетс тем, что электролитическа очистка сточных вод, состо ишв в о&работке смеси сточной воды с морской водой в катодной камере диафрагменного электролизера, отделение образующегос магни содержащего осадка и обработке его в анодню камере электролизера. При этом магнийсодержанда жидкость из анодной камеры после отделени нерастворившегос осадка направл етс Б: катодную камеру электролизера. Йодкисление осадка в анодной зоне позвс л ет перевести соединени магни в растворимое состо ние и значительно уменьшить общий объем осадка. Одновременно происходит окисление ческих примесей и обеззараживание осадка ттпохлоритом , который образуетс в анолите. Длительность нахождени осадка, объем которого составл ет 1-2% от расхода обрабатьшаемой воды, в анодной зоне способствует его нагреванию и более интенсивному окислению оргайических веществ. Вьщеление у анода кислорода также интенсифицирует этот процесс. В: случае обработки в анодной зоне осадка, содержащего ценные нерастворимые компоненты (например, жиры, нефтепродзтсты, масла) переход соединений магни в растворимое состо ние обеспечивает вьщеление этих компонентов в чистом виде, пригодном дл их утилизации . Этому способствует непрерывное удаление ценных продуктов иэ анодной .зоны за счет флотационных процессов или разности удельных весов образующейс в этой зоне жидкости и отдел емых продуктов, благодар чему последние не принимают участи в электрохимических реакци х. Образующа с в анодной зоне электролизера свободна вода, содержаща соли магни , послг удалени из нее любым из известных методов нерастворившегос осадка направл етс дл смешени со сточными водами, что позвол ет уменьшить расход подаваемой первоначал№о морской водьг Способ осуществл етс следующим образом Сточную и морскую ВОДЬ подают в смеситель , ббразованную смесь направл ют в катодную зону диафрагменного электролизера. После подщелачивани и образовани матнийсодержащих соединений, служащих коагул нтом, жидкость направл ют в сооружение дл удалени нз нее загр знений. Осветленную воду направн ют на дальнейшую обработку, а выделенный из нее осадок собирают в емкость. Эта емкост обеспечивает непрерьтную подачу осадка в ано ную зону электролизера, где происходит его по кисление. При подкнслении, образовавшиес в катодной зоне соединени магни , переход т в растворимое сссто ние, а сорбированные на их поверхности органические примеси окисл ютс и обеззараживаютс образующимс в анодной зоне гипохлоритом. Обработанный осадок собираетс в устройстве дл отделени свободной воды, содержащей растворенные соли магни . Эта вода направл етс дл смещени со сточными водами, в результате чего расход первоначально подаваемой морской воды можно уменьшить. Осадок направл ют ни обезвоживание . Пример 1. Электролитической очистке подвергают бытовые сточные воцы. В качестве морской воды используют раствор морской соли . Электролизер емкостью 1,5 л представл ет собой пр моугольную в плане камеру длиной 15 см, шириной 6см и высотой 20 см. У продольных стенок электролизера, в нижггей его части размещены электроды из графита длиной 15 см, высотой 7,5 см и толщиной 1 см. Рассто ние между ними 6 см. Электроды подсоедин ютс к вьшр мителю марки ВСА-5А. Между электродами на рассто нии 3 см от каждого укреплена диафрагма из капроновой ткани, котора делит электролизер на катодн)ао и анодную зоны. В торцовые стенки электролизера вмонтированы штуцера, к которым подсоединены шланги подачи исходной воды в катодную зону и осадка в анодную зону электролизера, и отвода католита и анолита. Исходную воду готов т путем смешивани бытовых сточных вод с раствором морской соли концентрацией 20 мг/л. В сточную воду добавл ют 10% раствора морской соли. Смесь сточной и морской воды из емкости подают в катодную зону электролизера, где происходит ее подщелачивание. Расход исходной воды составл ет 0,15 л/мин. Обработанную в катодной зоне смесь отвод т в делительный цилиндр, где она отстаиваетс в течение 30 мин. Осветленную воду из верхией части цилиндра подают на дальнейшую очистку, а осадок в анодную зону электролизера, где происходит его подкисление. Обработанный в анодной зоне осадок отвод т во второй делительный цилиндр, где он отстаиваетс в течение 2-х ч. Воду из цилиндра направл ют в катодную зону , а осадок сбрасьшают. Электролиз осуществл ют при плотности тока 200 А/м. тока составл ет 800 Кл/л, расход электроэнергии - 3,5 кВт ч/м При отстаивании католнта в делительном цилшцфе вьшадает MBI нийсодержащий осадок,The invention relates to electrolytic wastewater treatment and can be used to extract petroleum products from the polluted, ballast and industrial waters of seagoing ships, as well as for the treatment of domestic and industrial wastewater from coastal settlements. Known methods for purification of waste water by diaphragm electrolysis using sea water 1 and 2. During electrolysis of mixed water from waste water in an electrolyzer with inert electrodes, insoluble magnesium compounds (a mixed phosphate of magnesium and ammonium and magnesium hydroxide) are formed in the cathode alkaline medium, which sorbate ; impurities of waste water, and in the acidic environment of the anode-hypochlorite, which has a disinfecting effect. Method 1 involves treating the stream of liquid to be purified with seawater, first in the cathode and then in the anode chamber. Sequential treatment of the stream to be purified in the cathode and anode chambers allows, along with the purification of waste water, to conduct and disinfect it. fection However, treatment of the stream in the anode chamber leads to a partial dissolution of magnesium hydroxide and contamination of the purified liquid with sorbed impurities on it. The closest to the proposed technical essence and achievable result / is a method of electrolytic treatment of sewage using seawater, according to which the mixture of sewage and seawater is treated in the cathode chamber of the daimo Meimoro electrolyzer, after which the resulting magnesium-containing sediment is separated from the stream being purified decontamination in special facilities, for example, methanthenes. The need for multistep sludge treatment after its separation significantly complicates the wastewater treatment method, which makes it impossible to extract valuable products from the stream to be purified. The purpose of the invention is to simplify the process and extract valuable materials from the liquid being cleaned. products. This goal is achieved by the fact that electrolytic wastewater treatment consists of processing a mixture of sewage and seawater in the cathode chamber of a diaphragm electrolyzer, separating the resulting magnesium sludge and treating it in the anode chamber of the electrolyzer. In this case, the magnesium-containing liquid from the anode chamber after separation of the insoluble precipitate is directed B: the cathode chamber of the electrolyzer. The iodilization of the precipitate in the anode zone allows the magnesium compounds to be converted to a soluble state and to significantly reduce the total volume of the precipitate. At the same time, oxidation of the metallic impurities and disinfection of the precipitate by tpopochlorite, which is formed in the anolyte, occurs. The duration of the sediment, the volume of which is 1-2% of the consumption of the water to be treated, in the anode zone contributes to its heating and more intensive oxidation of the organics. The generation of oxygen at the anode also intensifies this process. In the case of treatment in the anode zone of a sediment containing valuable insoluble components (e.g., fats, petroleum products, oils), the transition of the magnesium compounds into a soluble state ensures the separation of these components in a pure form suitable for their utilization. This is facilitated by the continuous removal of valuable products from the anodic zone due to flotation processes or the difference in the specific gravities of the liquid formed in this zone and the separated products, so that the latter do not participate in electrochemical reactions. The free water formed in the anode zone of the electrolyzer containing magnesium salts, after removal from it by any of the known methods of insoluble sludge, is sent for mixing with the wastewater, which reduces the flow rate of the original seawater. The method is as follows. WATER is fed to the mixer, the bbrazed mixture is directed to the cathode zone of the diaphragm electrolyzer. After alkalinization and formation of matron-containing compounds that serve as coagulant, the liquid is sent to the structure to remove contaminants from it. The clarified water is sent for further processing, and the precipitate recovered from it is collected in a container. This capacitance provides a continuous flow of sediment in the anion zone of the electrolyzer, where it is sourized. When connecting the magnesium compounds formed in the cathode zone, they become soluble, and the organic impurities adsorbed on their surface are oxidized and disinfected by the hypochlorite formed in the anode zone. The treated precipitate is collected in a device for separating free water containing dissolved magnesium salts. This water is directed to dislodge with the wastewater, with the result that the flow rate of the initially supplied sea water can be reduced. The precipitate directs neither dehydration. Example 1. Household waste water is subjected to electrolytic purification. As sea water using a solution of sea salt. A 1.5 l electrolyzer is a rectangular camera with a length of 15 cm, a width of 6 cm, and a height of 20 cm. At the longitudinal walls of the cell, in the lower part of it are electrodes made of graphite 15 cm long, 7.5 cm high and 1 cm thick. see. The distance between them is 6 cm. The electrodes are connected to a superior VSA-5A circuit. Between the electrodes at a distance of 3 cm from each is reinforced a diaphragm of nylon fabric, which divides the electrolyzer into cathode and anode zones. In the end walls of the electrolyzer, nozzles are mounted, to which the feedwater supply hoses in the cathode zone and the sediment in the anode zone of the electrolyzer are connected, and the catholyte and anolyte are removed. The source water is prepared by mixing household wastewater with a 20 mg / l sea salt solution. A 10% sea salt solution is added to the wastewater. A mixture of waste and sea water from the tank is fed into the cathode zone of the electrolyzer, where it is alkalinized. The flow rate of the initial water is 0.15 L / min. The mixture treated in the cathode zone is retracted into the dividing cylinder, where it settles for 30 minutes. The clarified water from the upper part of the cylinder is fed to further purification, and the sediment to the anode zone of the electrolyzer, where it is acidified. The sediment treated in the anode zone is withdrawn into the second dividing cylinder, where it is settled for 2 hours. The water from the cylinder is directed to the cathode zone, and the sediment is released. The electrolysis is carried out at a current density of 200 A / m. The current is 800 Kl / l, the power consumption is 3.5 kWh / m. When upholding the catholyte in a separating tank, MBI low sediment is used,
объем которого составл ет 5% от количества смеси сточной и морской воды, прошедшей обработку в катощюй зоне электролизера. Влажность осадка - 94%. Примечание: Анализ сточной воды морской соки, а очищен вого делительного цили П р И м е р 2. Электрической очистке под вергают искусственно приготовленную эмульсию мазута. Дисперсной средой служит смесь водопроводной воды с 10%-ным раствором морской соли концентрацией 20 г/л. Мазут добавл ют в количестве 200 мг/л и перемешивают с дисперсионной средой в микроразмел чителе. Режим электролиза и другие параметры про цесса такие же, как в примере 1. Из емкости очищаемую эмульсию подают в катодную зону электролизера, где образуетс гидроокись магни . Затем католит отвод т в делительный цилиндр , где он отстаиваетс в течение 30 мин. В цилиндре происходит сорбци нефтепродукто гидроокисью магии и ее осаждение. Объем осадка составл ет 2,5%. Влажность осадка - 95 Вьшавший осадок направл ют в анодную зону электролизера, где происходит растворение гидроокиси магни и флотаци капелек мазута пузырьками хлора и кислорода, которые образуютс при электролизере этого осадка. Затем анолит подают в де.гштельньш цилиндр,где осадок отстаиваетс в течение 2 ч. Объем вспльтшего мазута составл ет 0,02%, т.е. количество осадка уменьшилось более, чем в 100 раз. Магнийсодержащую воду из этого цилиндра направл ют в катодную зону, что позвол ет сократить расход раствора морской соли на 50%. Концентраци мазута в очищенной воде составл ет 7,2 мг/л. Применение предлагаемого способа электролитической очистки сточных вод с использо7390046the volume of which is 5% of the amount of the mixture of sewage and seawater that has been processed in the cell area of the electrolyzer. Sludge moisture content - 94%. Note: Analysis of sewage water of sea juice, and purified dividing cylinders. PRI me R 2. Electrically prepared fuel oil emulsion is electrically cleaned. A dispersed medium is a mixture of tap water with a 10% solution of sea salt with a concentration of 20 g / l. The fuel oil is added in an amount of 200 mg / l and mixed with the dispersion medium in a micro-grinder. The electrolysis mode and other parameters of the process are the same as in Example 1. From the tank, the cleaned emulsion is fed to the cathode zone of the electrolyzer, where magnesium hydroxide is formed. The catholyte is then retracted into the dividing cylinder, where it is settled for 30 minutes. Sorption of oil product by hydroxide of magic and its precipitation occurs in the cylinder. The sediment volume is 2.5%. Humidity of sediment - 95 Inserted sediment is directed to the anodic zone of the electrolyzer, where the magnesium hydroxide dissolves and the flotation of the fuel oil droplets occurs with chlorine and oxygen bubbles, which are formed during the electrolyzer of this sediment. The anolyte is then fed to a double cylinder, where the precipitate is settled for 2 hours. The volume of black oil is 0.02%, i.e. the amount of sediment decreased by more than 100 times. Magnesium-containing water from this cylinder is sent to the cathode zone, which reduces the consumption of sea salt solution by 50%. The concentration of fuel oil in purified water is 7.2 mg / L. The application of the proposed method of electrolytic wastewater treatment using 7390046
После обработки осадка в анодной зоне электролизера в отстаивани в цилиндре объем осадка влажностью 94% уменьшилс в 1,5 раза.After treating the sediment in the anodic zone of the electrolyzer in settling in the cylinder, the volume of sediment with a moisture content of 94% decreased 1.5 times.