UA148576U - Спосіб очищення стоків - Google Patents

Abstract

Спосіб очищення стоків, у якому використовують прийомну ємність, накопичувальні ємності, ємності хімічних реагентів, вхідний насос, мережеві насоси, насос пропорційного дозування хімічних реагентів, фільтр механічного очищення, мембранний біореактор з пристроєм ежекторної аерації, коагулятор, тонкошаровий відстійник, осадоущільнювач, установку вакуумного зневоднення осаду, пневмофлотатор, ультрафільтраційний модуль, зворотноосмотичні модулі першого і другого етапів розділення, насадкову колону, іонообмінні фільтри, ультрафіолетовий стерилізатор або озонатор. Сумісно застосовують біомембранну обробку з ежекційною аерацією, мембранну ультрафільтрацію і 2-етапне зворотноосмотичне очищення з проміжним віддуванням вуглекислого газу.

Description

Корисна модель належить до галузі водопідготовки, а саме до способу обробки технологічних стоків або води з природних джерел, шляхом звільнення води від грубо дисперсних і колоїдних домішок, органічних домішок і мікроорганізмів, амонійних сполук, вільного хлору і хлорорганічних з'єднань, солей, що містяться в воді, для приведення Її якості у відповідність до вимог та положень нормативної документації.

Відомий спосіб очистки води від заліза і марганцю (Патент ОА Мо 4209702, публ. 15.02.2001, пир//парайїепів.сот/3-42097-врозір-оспівікі-моді-мід-2аіі2а-і-тагдапсуц.Ніті), що включає обробку окиснювачем та фільтрування через багатошарове завантаження, де як перший шар завантаження по ходу оброблюваної води використовують метаформу каолініту кулястої форми з середнім розміром частинок 2...4 мм, як другий шар - марганцевмісний матеріал, а як третій шар - подрібнений природний клиноптилоліт. Вихідна очищувана вода обробляється окисником, за який використовують озон у вигляді озоно-повітряної суміші, в результаті чого вона насичується озоном, що призводить до швидкого і ефективного окиснення заліза і марганцю та формування осадів їх гідроксидів. Потім насичена озоном вода спрямовується на фільтрування через багатошарове завантаження, після чого знову повертається для озонування. Процес очистки води здійснюють при одночасній обробці води озоном і багатократній циркуляції її через багатошарове завантаження. Використання тришарового завантаження, багатократна циркуляція води через завантаження і значні витрати озоно-повітряної суміші збільшує собівартість очистки води. До технічних недоліків належить використання завантаження з обмеженим розміром частинок, зменшення розмірів яких призводить до різкого зростання динамічного опору при фільтруванні води через завантаження, а збільшення розмірів частинок призводить до зниження ефективності очистки води.

Відомий пристрій для очищення води (Патент ВИ Ме 2021212С1, публ. 15.10.1994, раїепіз.доодіе.сот/раїеп/К002021212С1 /ли?од-ВО2021212), що включає фільтруючий апарат з гранульованим шаром мінералу, з'єднаний з аєератором, який має диспергуючу насадку і забезпечений розташованим в його верхній частині ерліфтом, що має перфоровану тарілку з шаром гранульованого карбонатного мінералу, що має істотно прискорювати кінетику окислення заліза і процесу контактної коагуляції через вилучення надлишкової вуглекислоти, що утворюється при окисленні і коагуляції. Застосування тарілки з цим же матеріалом,

Зо розташованим всередині аероліфтом, має поліпшити характеристики процесу через зв'язування надлишкової вуглекислоти і підвищення швидкості розчинення кисню в воді, так як завантаження одночасно працює як насадка, розвиваюча поверхню контакту. Трубопровід очищеної води забезпечений фільтром з активним посрібленим вугіллям. Суть способу полягає в обробці вихідної води (з вмістом заліза - 3,3 мг/л, хімічної потреби в кисні ХСК - 30 мг/л, мікробним числом колонієутворюючих одиниць КУО - 30 м.т./мл) окисником, як такий використовують повітря, та в подальшому фільтруванні через гранульоване завантаження з карбонатного мінералу. В процесі очистки відбувається насичення води повітрям, окиснення двовалентного заліза до тривалентного та відфільтровування осаду гідроксиду заліза.

Освітлена вода проходить додатковий фільтр фінішної очистки, який містить активоване і посрібнене вугілля, де видаляються органічні домішки і вводиться іонне срібло для знезараження і консервації питної води.

Відомий спосіб передбачає очистку води ввід іонів заліза, органічних домішок та мікроорганізмів, де залишкова концентрація заліза складає 0,1 мг/л, ХСК -24 мг/л, мікробне число - 27 м.т./мл. Ефективність очистки води від органічних речовин та мікроорганізмів за допомогою даного фільтра досить низька, відомий спосіб непридатний для очистки води, яка містить високу концентрацію іонів амонію, навіть при наявності фільтра фінішної очистки, використання якого робить цей спосіб відносно складним і дорогим, що також є недоліком способу.

Відомий спосіб очистки стічних вод від іонів важких металів (Патент ША Мо 64262), публ. 10.11.2011, пер:/параїепів.сот/4-64262-5розір-оспівікі-тісппікп-моа-міа-іопім-ма2пкіки- тегїаїїм.піті), реалізований в пристрої електролізера діафрагмового типу, в якому вилучення іонів важких металів здійснюється в електродних відділеннях електрореактора при підтриманні однакової щільності струму на електродах, де вилучення іонів важких металів здійснюють лише в катодних відділеннях, в яких на електродах підтримують різні щільності струму, що дозволяє підвищити ефективність очистки води від іонів важких металів за рахунок високого надлишку гідроксидних іонів (ОН/"), які накопичуються в катодних відділеннях в результаті вивільнення Нео при дії електричного струму. Катіони важких металів, які містяться в стічній воді, починають взаємодіяти з аніонами ОН", в результаті утворюючи нерозчинні у воді сполуки типу Ме-(ОН)".

За рахунок підтримання необхідної щільності струму в початкових катодних відділеннях бо установки починають вилучатися іони групи металів. В результаті формується осад,

представлений нерозчинними комплексними, однаковими за групою сполуками іонів важких металів, роздільне вилучення яких дозволяє підвищити ступінь очищення води. Недоліком цього способу є висока енергозатратність, складність пристрою електролізера та його технічного обслуговування, що підвищує собівартість очищення стоків.

Задачею запропонованого способу є переробка фільтратів полігонів ТПВ, висококонцентрованих стоків промислових підприємств, важко окиснюваних органічних домішок та інших токсичних з'єднань, очистка води з різних водних середовищ від іонів важких металів, хімічних домішок, механічних включень, від ізотопів важкої води, біологічних та інших забруднень, насичення її киснем, при мінімальному енергоспоживанні.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі очищення стоків, у якому використовують: прийомну ємність, накопичувальні ємності, ємності хімічних реагентів, вхідний насос, мережеві насоси, насос пропорційного дозування хімічних реагентів, фільтр механічного очищення, мембранний біореактор з пристроєм ежекторної аерації, коагулятор, тонкошаровий відстійник, осадоущільнювач, установку вакуумного зневоднення осаду, пневмофлотатор, ультрафільтраційний модуль, зворотньоосмотичні модулі першого і другого етапів розділення, насадкову колону, іонообмінні фільтри, ультрафіолетовий стерилізатор або озонатор, згідно з корисною моделлю, сумісно застосовують біомембранну обробку з ежекційною аерацією, мембранну ультрафільтрацію і 2-етапне зворотноосмотичне очищення з проміжним віддуванням вуглекислого газу.

У запропонованому способі пропонується проведення комплексної технології емпірично збалансованого поєднання традиційних методів очищення - механічну обробку, фільтрацію через сорбційне завантаження і відстоювання, знезараження, з застосуванням мембранних технологій біофільтрації, ультрафільтрації і зворотного осмосу, які забезпечують, досягнення нормативів ГДК, встановлених для 200 речовин у водному середовищі.

Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображена технологічна схема способу очищення стоків, що складається з наступного: 1 прийомна ємність 1, вхідний насос 2, попередній самопромивний фільтр З механічного очищення, мембранний біореактор 5 з пристроєм ежекторної аерації 4 для збагачення повітря і вилучення з води шкідливих домішок (газів, іонів заліза, колоїдів, тощо), коагулятор 6, накопичувальна ємність 7,

Зо мережевий насос 8, ємність 9 для гіпохлориту натрію Масіо, ємність 10 для розчину цитринової кислоти СеНевО; (або оксалатної кислоти С2Нг2О4), ємність 11 для коагулянту - сульфату алюмінію А/Іг(5О4)з, ємність 12 для сульфату натрію Маг250».5, ємність 13 для флокулянта - поліетиленоксиду СгпНатгОгпи ємність 14 для дехлоруючого агента - бісульфіту натрію МанНо5оз, ємність 15 для розчину гідроксиду натрію Маон 18 95 концентрації, що використовується для корегування рН, ємність 16 для інгібітора осадоутворення - антискаланта (РО-883, ВО 2000,

ВАРІ-З000А тощо), живильний насос 17 подачі хімічних розчинів, горизонтальний тонкошаровий відстійник 18, оосадоущільнювач 19, установка вакуумного зневоднення осаду 20, пневмофлотатор 21, мережевий насос 22, порожнино-волоконний ультрафільтраційний модуль 23, накопичувальна ємність 24, мережевий насос 25, зворотноосмотичний модуль 26 першого етапу, насадкова колона 27, зворотноосмотичний модуль 28 другого етапів, іонообмінний фільтр 29 зі смолою в Сі- формі, іонообмінний фільтр 30 зі смолою в Ма- формі, ультрафіолетовий стерилізатор (або озонатор) 31.

Очистку води здійснюють наступним чином.

Стоки потрапляють в прийомну ємність 1, звідки вхідним насосом 2 через попередній промивний фільтр З механічного очищення, який відфільтровує зважені частки, стоки через пристрій ежекторної аерації 4 потрапляють в мембранний біореактор 5, з розміром пор мембрани 0,2 мкм, де видаляються важко окислюванні органічні домішки, високомолекулярні речовин, амонійні сполуки (МНаАСІ, МНаАМОз тощо), суспензії, віруси і бактерії. Мембрани біореактора здійснюють фільтрацію поперечним потоком, що забезпечує високу пропускну здатність і завдяки природному самоочищенню вони менше потребують хімічної промивки. Для відновлення системи фільтрів здійснюється періодична промивка - живильним насосом 17 з ємності 9 тричі на рік подається гіпохлорит натрію Масіо, по хлору 0,1 95 і з ємності 10 один раз на рік подається розчин цитринової кислоти СеєНгО;, з концентрацією 0,595. Далі, для зменшення ступеня дисперсності, вода направляється в коагулятор 6, в якому відбувається злипання частинок дисперсійної фази колоїдної системи при їх зіткненні в процесі броунівського руху під дією нерівномірних ударів молекул речовини з різних боків в очищуваному розчині. Із коагулятора б стоки збираються в ємності 7, звідки мережевим насосом 8 подаються в горизонтальний відстійник 18 безперервного відстоювання, де відбувається осадження завислих частинок. Для осадження в відстійнику 18 іонів заліза і важких металів, в воду бо живильним насосом 17 періодично подається з ємності 11 коагулянт АІг(50О4)з, з ємності 12 розчин сульфату натрію Ма»5О» та з ємності 13 - поліетиленоксид СгпНапг2Опи, у присутності якого відбувається зчеплення частинок дисперсної фази і виникнення просторових дисперсних структур. Оброблена реагентами вода надходить у відстійник 18, забезпечений для інтенсифікації процесу осадження тонкошаровими блоками, з якого подається в пневмофлотатор 21, де здійснюється насичення залишків флотаційної пульпи повітряними бульбашкам, освітлення води, вилучення та вивантаження завислих частинок не флотованого камерного продукту, що зумовлює мутність води. Далі освітлена вода мережевим насосом 22, що підтримує робочий тиск в технологічному ланцюгу, подається на наступну стадію фільтрації в порожнино-волоконний ультрафільтраційний модуль 23, з розміром пор 0,01 мкм, де за допомогою гідростатичного тиску відбувається очищення рідини і видалення залишку органічних та зважених речовин, бактерій і вірусів. Осад з горизонтального відстійника 18, попутний осад з коагулятора 6, залишковий осад не флотованих частинок з пневмофлотатора 21, зважені частинки з ультрафільтраційного модуля 23 та концентрат із зворотноосмотичних модулів 26 і 28 потрапляють в осадоущільнювач 19 для ущільнення твердої фази, звідки вона направляється в установку вакуумного остаточного зневоднення 20, з якого зневоднений осад періодично видаляється на утилізацію, а рідкий фільтрат повертається в накопичувальну ємність 1 для початкової обробки. Із ультрафільтраційного модуля 23 очищена вода накопичується в ємності 24, звідки мережевим насосом 25 направляється на зворотноосмотичний мембранний модуль 26 першого етапу зворотноосмотичної фільтрації, перед яким попередньо здійснюється періодична реагентна обробка води - живильним насосом 17 з ємності 14 подається бісульфіт натрію МанНосСЬ для дехлорування води, з ємності 15 подається розчин гідроксиду натрію Маон для коригування активності іонів водню (рН) в воді та з ємності 16 подається інгібітор осадоутворення - антискалант на нейтральній основі з рн 4...8, який розроблений з фосфонокарбоксилатів, що дозволяє мінімізувати ймовірність небажаного кристалічного утворення на зворотноосмотичних мембранах. У зворотноосмотичному модулі 26 потік проходить через мембрану зворотного осмосу з розміром пор 0,0001 мкм та ділиться на пермеат - очищену знесолену воду і концентрат, збагачений солями і іншими домішками.

Пермеат зворотного осмосу першого етапу фільтрації піддають віддуванню стисненим повітрям, для видалення вуглекислого газу СО», шляхом його розпилення в насадковій колоні 27, а потім в пермеат, для його насичення сульфат-іонами і збільшення селективності по іонах амонію з ємності 12 живильним насосом 17 додають розчин сульфату натрію Ма?5О»4. Далі пермеат піддають додатковому поділу на зворотноосмотичному модулі 28 другого етапів фільтрацій, після якого в пермеат з ємності 15 живильним насосом 17 подають розчин гідроксиду натрію МаонН для переведення сірководню в сульфід-іони і коригування активність іонів водню до значення рН 8. Після цього пермеат направляють на іонообмінний фільтр 29 зі смолою в СІ-формі для видалення сульфід-іонів, а потім на іонообмінний фільтр 30 зі смолою в

Ма- формі для видалення слідів амонію. На виході технологічного ланцюгу отримують пермеат, який відповідає вимогам граничнодопустимих концентрацій речовин, наприклад, для води рибогосподарських водойм, який підлягає додатковому знезараженню за допомогою озонатора або ультрафіолетового стерилізатора 31 і подальшому зливу на рельєф чи підрусловий горизонт. Зневоднений осад може утилізуватися на полігонах твердих побутових відходів, в піролізних теплогенераторах або термодеструкторах.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

   Спосіб очищення стоків, у якому використовують: прийомну ємність, накопичувальні ємності, ємності хімічних реагентів, вхідний насос, мережеві насоси, насос пропорційного дозування хімічних реагентів, фільтр механічного очищення, мембранний біореактор з пристроєм ежекторної аерації, коагулятор, тонкошаровий відстійник, осадоущільнювач, установку вакуумного зневоднення осаду, пневмофлотатор, ультрафільтраційний модуль, зворотноосмотичні модулі першого і другого етапів розділення, насадкову колону, іонообмінні фільтри, ультрафіолетовий стерилізатор або озонатор, який відрізняється тим, що сумісно застосовують біомембранну обробку з ежекційною аерацією, мембранну ультрафільтрацію і 2- етапне зворотноосмотичне очищення з проміжним віддуванням вуглекислого газу.