SU966025A1 - Способ очистки сточных вод и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электрохимической обработке эмульгированных, или суспендированных сточных вод, содержащих масла, смолы, частицы гидроокисей металлов, и может найти применение в химической, коксохимической нефтехимической, нефт ной, металлургической , металлообрабатывающей промышленности . Известен способ очистки сточных вод электрокоагул цией, который характерен тем, что до электрокоагул ции и после осуществл ют электрофлотацию с электродами из титановых спла вов 1 }. Основным недостат1 ом способа  вл етс  многостадийность процесса очистки , причем очистка осуществл етс  в отдельных электролизных камерах и, следовательно, требует значительных площадей под устройства и больших расходов электроэнергии. Кроме того, процесс электрокоагул ции сопровождаетс  зашламовыванием межэлектродного Пространства в электродном отделении продуктами растворени  электродов. При Электрокоагул ции высококонцентрированных сточных вод, содержащих масла, смолы, мелкодисперсных механических примесей процесс растворени  электродов сопровождаетс  образованием на анодах гидроокиси железа, котора  сорбирует.масла, смолы и другие примеси и экранирует поверхность электрода . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ разделени  эмульгированных или суспендированных в сточных водах материалов электрофлотацией в устройстве с помощью электродов , расположенных горизонтально на определенном рассто нии друг от друга и изготовленных из перфорированного материала с диаметрами отверстий в материале нижнего электрода не более 5 мм, но достаточными дЛ  прохождени  жидкости, не. преп тству  восхо396 д щему движению пузырьков газа. Очис ка сточных вод по данному способу ос ществл етс  путем флотации частиц пр месей пузырьков газов, выдел ющихс  в стомную воду при ее электролизе, при этом сточна  вода движетс  в уст ройстве сверху вниз через перфорированные электроды 23. Однако известным способом невозможно достичь эффективной очистки больших потоков сточных вод одновременно от масел, продуктов полимериза ции масел, маслосодержащих частиц ги роокисей и окисей металлов, так как при больших размерах отверстий в материале нижнего электрода исключаетс  фильтраци  несфлотированных частиц продуктов полимеризации масел, гидроокисей и окисей металлов, а при малых размерах отверстий в материале нижнего электрода затруднено и даже исключаетс  восход щее движение пузырьков газов через электрод. Кроме того, при малых размерах отверстий в материале нижнего электрода несфлотированные частицы задерживаютс  нижним электродом и по мере накоплени  в межэлектродном пространстве ухудшают работу устройства: уменьшаетс  скорость потока сточной воды через устройство, увеличиваетс  напр жение на электродах и, следовательно расход электроэнергии, укрупн ютс  пузырьки газов и, в итоге, снижаетс  эффект очистки от частиц примесей. Цель изобретени  - повышение сте пени очистки и снижение энергозатрат. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу очистки СТОЧ1 ЫХ вод, содержащих эмульгированные и суспендированные примеси, электрофлотацией в аппарате с перфорированными электродами, перед электрофлотацией сточные воды подвергают электрообработке с использованием нерастворимых анодов при плотности тока 150-1000 в течение 2-60 с, а электррфлотацию ведут при плотности тока 10-150 А/м. Способ осуществл ют с помощью устройства , содержащего корпус с размещенными в нем перфорированными электродами , патрубками ввода и вывода очищаемой жидкости, дополнительно снабженного камерой с нерастворимыми электродами, соединенной с входным патрубком, перфорированные электроды расположены под углом к горизонтальному сечению аппарата, причем под нижним электродом в его верхней части расположено устройство дл  выпуска газа, а на противоположной стороне над нижним электродом - патрубок вывода шлама. Кроме того, в устройстве предусмотрено выполнение перфораций верхнего и нижнего электрода в соотношении (1:0,01)-(1:0,16). Устройство дл  осуществлени  предлагаемого способа представлено на чертеже; Устройство включает электрофлотатор 1 вертикального типа, в котором установлены под углом к горизонтали перфорированные электроды 2 и 3- Верхний анодный электрод 2 выполнен в виде решетки из нерастворимых металлических .пластин, установленных параллельно одна от другой. Нижний катодный электрод 3 изготавл етс  из перфорированных плит, пласjTMH или густосплетенных сеток с равномерно расположенными по всей повер-, хности отверсти ми. Перфорации верхнего и нижнего электрода выполнены в соотношении (1:0,01)-(1:0,1б). Электрофлотатор снабжен наклонным трубопроводом k, по которому газонасыщенна  вода поступает в верхнюю часть электрофлотатора. В нижней части электрофлотатора , непосредственно под электродом, в месте скоплени  газов, установлен патрубок 5 дл  выпуска газов из-под нижнего электрода. Над электродом 3, в месте скоплени  несфлотированного шлама, устроен патрубок 6 дл  выпуска несфлотированного шлама. В нижней части электрофлотатора перфорированными электродами устроен патрубок 7 выпуска очищенной воды , а в верхней части - патрубок 8 выпуска пенного шлама. Наклонный трубопровод соедин ет электрофлотатор 1 с закрытым электролизером 9) в нижней части которого расположен комплект нерастворимых электродов 10 и имеетс  патрубок 11 впуска загр зненной сточной воды.. Предварительна  электрообработка сточной воды в режиме электролиз а при плотности тока 150-1000 течение 2-60 с достаточна дл  насыщени  воды газообразными и ионными продуктами электродных реакций, при этом с уменьением плотности тока от 1000 до 150 А/м продолжительность электролиза увеличиваетс  от 2 до 60 с. Дальнейее увеличение продолжительности преывани  воды в межэлектродном пространстве не улучшает показатели очистки , так как ионный и газовый состав воды при этом практически не измен ютс . С уменьшением продолжительности электролиза показатели очистки ухудшаютс , так как в этом случае не достигаетс  полна  дестабилизаци  эмуль гированных и суспендированных частиц и не достигаетс  насыщение воды газами . Установка перфорированных электродов под углом 15-30° к горизонтальному сечению аппарата предпочтительна  так как при уменьшенных углах наклона затрудн етс  их самоочистка от несфло тированных частиц, а при-больших углах наклона нерационально увеличиваетс  высота устройства и ухудшаютс  услови  фильтрации осветленной воды. Соотношение перфораций верхнего и ниж него электродов в пределе (1:0,01)- (1:0,16) определено необходимостью свободного прохода снизу вверх через . перфорации верхнего электрода пузырьков газов крупностью до 1-2 мм и npaK тически полным исключением прохода сверху вниз через перфорации нижнего электрода нёсфлотированных частиц .крупностью более 0,1 мм при сохранении высокой фильтруемости материала электрода. Дальнейшее повышение соотношений или их уменьшение ведет или к ухудшению фильтруемости материала нижнего электрода, а следовательно, и к уменьшению производительности устройства, или к ухудшению условий свободного всплыти  пузырьков газов через перфорации верхнего электрода, а следовательно, и к скоплени м газов в межэлектродном пространстве, что нежелательно, так как скоплени  пузырьков ухудшают процесс флотации по влени  крупномасштабной циркул ции жидкости в вертикальном направлении , например из-за проскока скопившихс  газов и из-за уменьшени  по .тока воды через газовые скоплени .. Перфорации электродов в соотноше-. НИИ (1:0,01)-(1:О,16) обеспечивают флотацию примесей газообразными продуктами электродных реакций и фильтрацию примесей крупностью 0,1 мм и более. Так, перфорацию анодных электродов электрофлотатора в пределах, например, 3-10 мм обеспечивают свободное всплытие через них пузырьков газов на катодном перфорированном электроде. Дальнейшее увеличение перфорации возможно, однако это ведет к неравномерному распределению катодного тока, что нежелательно. Перфорации катодных электродов в пределах, например, 0,1-0,5 мм обеспечивают высокую скорость фильтрации воды и практически полностью исключают через них пузырьков газов Гпузырьки газов обычно унос тс  потоком фильтруемой воды и вначале скапливаютс  под электродом, а по мере укрупнени  движутс  по наклонной вверх). В принципе можно использовать катоды и с меньшими размерами перфорации , однако в данном случае скорость фильтрации значительно понижаетс  без существенных улучшений показателей счистки сточных вод. Осуществление очистки при АО-60 С предпочтительнее, так как такие температуры обычно имеют щелочные масло-, СМОЛО-, шламосодержащие сточные воды аммиачных производств, дл  которых предлагаемый способ особенно пригоден. П р и м е р 1. Эмульгированную и Мутную сточную воду, полученную в процессе регенерации сол рового поглотительного масла и имеющую щелочную реакцию (), температуру АО или , сильный запах масел, бензола, фенолов и сульфидов, и содержащую в среднем 800 мг/л сол рового масла и 1500 мг/л продуктов полимеризации масла, смол и других механических примесей, а также железа и 130 мг/л кальци  подают на очистку в описанное устройство (см, чертеж). Электролиз, электрофлотацию и электрофильтрацию ведут с помощью нержавеющих стальных электродов. Перфорированные электроды устанавливают под углом 15 или 30, при этом в качестве анодов используют решетки с рассто нием между пластинами 3 или 10мм, а в качестве катодов - сетки с размерами отверстий 0,1 или 0,5 мм. Пластинчатые электроды устанавливают Ъ электролизере вертикально на рассто нии 8 мм. Электролиз вед.ут пой плотност х тока 150 или 200 в темение соответственно 60 и 5 с, а электрофлотацию и электрофильтрацию - при плотност х тока 10, 30 или 150 А/м. В результате очистки получают прозрачную воду со светлолимонной окраской и слабовыраженным запахом продуктов окислени  органических веществ, при этом в очищенной воде остаточное содержание масла составл ет 0,0-. 25.0 мг/л, остаточное содержание ме796 ханических примесей - 2,0-65,0 мг/л, осветл емость - 95.0-99.6%, что соответствует эффекту очистки от масел в пределе 96,8-100% и от механических примесей в пределе 95., производительность устройства дости гает 1,7-8,6 л/ч в расчете на 1 см фильтрующей поверхности сетчатого катода электрофлотатора. П р и м е р 2. Эмульгированную и мутную сточную воду, полученную в процессе регенерации сол рового поглотительного масла и имеющую щелочную реакцию () температуру АО-60°С, сильный запах масел, бензола, фенолов и сульфидов и содержащую в среднем 800 мг/л эмульгированного сол рового масла и мг/л суспендированных продуктов полимеризации масла, смол других механических примесей, подают на электролиз с платинированными титановыми анодами и нержавеющими стальными катодами. Электролиз ведут при плотности тока 150-500 и 1000 А/м при пребывании воды в межэлектродном пространстве в течение соответственно 5 60, 15 и 2 с. Электрообработанную воду подают на электрофлотацию в аппарат с размещенными в нем перфорированными электродами, расположенными под углом 15 или 30 к горизонтальному сечению аппарата. Верхний перфорированный электрод представл ет собой решетку из вертикально установленных пластин из платинированного титана и служит анодом. Нижний перфорированный электрод представл ет собой густосплетенную сетку и служит катодом. Перфорации верхнего и нижнего электродов наход тс  в соотношении 1:0,01 или 1:0,05 при рассто нии между пластинами верхнего электрода 10 мм ив соотношении 1:0,03 или 1:0,016 при рассто нии между пластинами верхнего электрода 3 мм. .Электрофлотацию ведут при плотности тока 10,80 или 150 А/м при производительности аппарата 1,7 и 8,6 л/ч на 1 см фильтрующей поверхности сетчатого электрода. Показатели очистки при различных услови х электролиза и электрофлотации воды предс тавлены в таблице.

г.

r

r a

f n r

a

СГЧ

00 СГЧ

CO ОЛ «r

1Л

1Л

1/Ч

1Л

k

vO

г ол

vO

О vO

-аг

г оч

04

оч

со г Г 7Ч

см

%о

ач

ер

со

оо o

г. г

1Л

|

г

оч

СП

04

7

оч

(П ОЧ

t-оо

oo

«ч«ъу0 ъ

олсуч«-

см«-е чг1Л

оо

г

Г1 оч

г.

СЗ

о

«

г

t (А оLn оСЭоСЭСЬ о о1АСЭ1Л О

т- гчгчгчрчгасчгч - сЛ1- i

. О.

«ъ« «Ъ М«IСъМ« «М М А4«

- г- оо со «- оо I- COr-COir-T-eOCO

V,r-.-ГП1Г иЛ - -i-

ОСЭООГЧСЭООуОчО-СЭО О

ОООООООООООСЗЁЭО

о о о о о о о inin LAIA vO vO vO O vO vO vO vO vO vO . -

сэооосэосэосэо

1Л1Л1Л1Л1Л1Л1ЛиЧ1Л1ЛО о о С

- ,г- - г см - - - « г- со со со со

оо ооосэ ооо о

1А1А1А1Л1ПиЛиЧ1Г 1А1ЛО О О О Г-,- t- - г-.- «- т- .- - UNlAiniA

оооооооооосэоо

О чО vO vO v& vO so vO vO vO vO vO vOvO

о о

U4

о оо

оч «асм

о « со см см ч

и

«о

оч

э

СО

тч

со оч

ОЭ П

оч

со оч

оч

СП

г

о

- ол СП

п

О4 о

(7%

1Л

1Л

г о

о

«ь

vO

оо J::i

О

ffh

м

со

ил

см

Jin

Ln in

in

oo r

OO

r

ЧО

en ол

en n

r стл

(S о

NO

.

ГЛ . vO

о о

о ш - сг

сэ in

сз

ftм

ъ

о -

.0

о о г

vO г vO t vD

- -oo - oo r-oo - - oooo r- oo -oo

гот- ininvfj rji- t- т-.-гогошсэоо-з; .-,- oooooooo

in in in in vn un

о о о о о о

ОО ОО ОО ОО ОО ОО

о о о о

о in ш ш

ООСЭОvo o O4O OvONOvOvOvO

so vO vO

ш

ш

in

ОО

с

ш сг

00 (r

oo

r cr

r

(П

СП

СП

ОЛ

(Г

04

см

t- r

ЧО

rf

oo

ОО CTv

(TN

чО

oo

CO

«т

o tr

r

сг СП

o

г

ет

СТЛ

г

rin

VJO

ОЛ

о

in «N

S

. «k

k

ОО

ш

см

«т

(M

.До

00

см

CVl

tf

oo

Г4

«ъ

о

- сг

СП

г

о «г ч о

r.

oo r

«г ол

г-(

ОЛ

го

о

о о

in сГ

о о

VO

« -ч .

. -3ъ« - ОО tn

г-сз -о с

сз оше то о о ,- го го

мсмсмсмсмсмсм

о о - см

о о

о о о о

о о in

о т о о

оооооооооо

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Способ очистки сточных вод, содержащих эмульгированные и суспендированные примеси, электрофлотацией в аппарате с перфорированными электродами, отличающийся тем,что, с целью повышения степени очистки и снижения энергозатрат, перед электрофлотацией сточные воды подвергают электрообработке с использованием нерастворимых анодов при плотности тока 150 1000 А/м²в течение 2-60 с,. >а элэктрофлотацию ведут при плотности тока 10-150 А/м/.
2. 2. Устройство для осуществления способа по π. 1, содержащее корпус с размещенными в нем перфорированными электродами, Π3τρν6κπ ввода и вывода очищаемой жидкости, отличающееся тем, что оно дополнительт но снабжено камерой с нерастворимым'и электродами, соединенной с входным патрубком, перфорированные электроды расположены под углом 15“30° к горизонтальному сечению аппарата, причем под нижним электродом в его верхней части расположено устройство для выпуска газа, а на противоположной стороне над нижним электродом - патрубок вывода шлама.
3. 3. Устройство по п.2, о т л и чающееся тем, что перфорации верхнего и нижнего электродов выполнены в соотношении, (1:0,01)-(1:0,16).