WO2021255542A1 - Wastewater treatment method - Google Patents

Wastewater treatment method Download PDF

Info

Publication number
WO2021255542A1
WO2021255542A1 PCT/IB2021/053968 IB2021053968W WO2021255542A1 WO 2021255542 A1 WO2021255542 A1 WO 2021255542A1 IB 2021053968 W IB2021053968 W IB 2021053968W WO 2021255542 A1 WO2021255542 A1 WO 2021255542A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
stage
purification
reverse osmosis
ultrafiltration
Prior art date
Application number
PCT/IB2021/053968
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Сергей Яковлевич ЧЕРНИН
Original Assignee
Сергей Яковлевич ЧЕРНИН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Яковлевич ЧЕРНИН filed Critical Сергей Яковлевич ЧЕРНИН
Publication of WO2021255542A1 publication Critical patent/WO2021255542A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/38Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/465Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electroflotation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Definitions

  • the invention relates to the field of environmental protection and can be used for purification of waste, drainage and oversludge waters with increased salt content, containing complex difficult-to-oxidize organic impurities up to the water quality standards of water bodies of fishery significance, including water bodies of specially protected natural areas (SPNA).
  • SPNA specially protected natural areas
  • the invention relates to multistage physicochemical methods for reagent treatment of contaminated industrial wastewater.
  • the method can be applied at industrial facilities and facilities for the disposal of production and consumption waste for the treatment of wastewater, including technological, drainage and over-sludge wastewater to the required standards before being discharged into water bodies of fishery significance, including water bodies of protected natural areas or in recycling systems. water supply enterprises.
  • Permeate purified water
  • the concentrate after the reverse osmosis membranes, enters the storage tank, from which partial circulation is provided through the reverse osmosis module, or the resulting concentrate is discharged.
  • the installation is quite simple and economical in operation, it allows you to obtain drinking water, but at the same time, the method it implements has a number of disadvantages:
  • Wastewater treatment to obtain purified water and disinfected waste includes wastewater treatment by means of a block-modular complex, in which preliminary mechanical wastewater treatment from large solid inclusions is carried out, followed by biological treatment and water saturation with air oxygen and additional treatment.
  • the total salt content of up to 2000 mg / dm 3 is also subject to restriction in the treated water; 3) the water to be treated must not contain mineral or organic toxic compounds;
  • the method is intended for the treatment of only household wastewater or industrial wastewater equivalent in quality.
  • the closest to the proposed method is the method of purification of drainage waters of landfills of solid domestic waste (RU 2589139 C2, publ. 10.07.2016), which can be used to purify concentrated wastewater with difficult-to-oxidize organic impurities and toxic compounds.
  • the installation for implementing the method includes a series-connected receiving tank, a pump, a self-cleaning filter for mechanical cleaning, electro-flotation destructors of the first and second stages, a tank, a pump, a sump, in front of which a coagulant alkali solution and a flocculant are fed into the water.
  • the lower part of the settler is connected to a sludge compactor, which is connected to a vacuum dewatering unit.
  • the upper part of the sump is connected to a tank to which a pump, a hollow fiber ultrafiltration module, a tank, a pump and a reverse osmosis membrane module of the first stage are connected in series, before which a dechlorinating agent, a solution for adjusting pH and an inhibitor of precipitation on the membrane are fed into the water, then a packed column, after which sulfate ions are added to the permeate, a second-stage reverse osmosis module 32, after which an alkali solution is added to the water, two ion-exchange filters to remove sulfide ions and traces of ammonium, and an ultraviolet sterilizer.
  • Cleaning method drainage waters of landfills at this installation includes the following stages: two-stage electrochemical cleaning on electro-flotation destructors with the release of active chlorine and hydroxyl radicals at the anode, settling, ultrafiltration, two-stage reverse osmosis separation by permeate, water treatment with ion-exchange resins and ultraviolet sterilization.
  • the invention makes it possible to purify drainage waters of landfills of solid domestic waste with a complex composition of organic inclusions up to the MPC requirements for water of fishery reservoirs, however, it is not devoid of disadvantages:
  • the technical problem solved by the proposed invention is to increase the degree of purification of waste, drainage and over-sludge waters of industrial facilities and objects of disposal of production and consumption waste, increase the overall hydraulic efficiency and reduce the total volume of utilized concentrate.
  • the technical problem is solved by the method of purification of polluted industrial waters, which consists in the fact that the polluted water is subjected to sequential primary treatment from mechanical impurities, electroflotation purification, ultrafiltration, reverse osmosis desalting of the first stage, reverse osmosis desalting of the second stage by permeate and final purification from ammonium ions, while, according to the invention, the primary purification of contaminated water from mechanical impurities is carried out using a hydrocyclone, after primary purification the water is subjected to coagulation in a tubular coagulator, and after ultrafiltration the water is subjected to two-stage ozonation in labyrinth columns, the concentrate obtained in the first stage of reverse osmosis desalting is subjected to reverse osmosis desalination of the second stage in terms of concentrate, and the permeate obtained in this second stage is returned to the first stage of reverse osmosis final desalting water from ammonium ions is carried out using
  • the technical result of the invention which consists in increasing the degree of purification of polluted waters, is achieved through the implementation of two-stage ozonization of the treated water with an increased area of interaction with ozone in the labyrinth columns.
  • zeolite backfill filter instead of an ion-exchange filter makes it possible to increase the degree of purification, as well as reduce the formation of flushing water and increase the overall hydraulic efficiency.
  • Reverse osmosis desalting of the second stage in terms of concentrate and return of the permeate obtained in the second stage to the first stage of reverse osmosis desalting allows to reduce the volume of the resulting recycled concentrate.
  • the water is subjected to control purification from mechanical impurities.
  • the sludge obtained during the primary purification of contaminated water and during electroflotation purification, as well as the wash water obtained during ultrafiltration is sent to a sump, the water from which is returned to the stage of primary purification from mechanical impurities.
  • FIG. 1 shows a process flow diagram of an installation for implementing the proposed method for purifying polluted industrial waters.
  • FIG. 2 is a diagram of the labyrinth columns of the ozonation unit.
  • FIG. 1 An installation for purification of waste, drainage and oversludge waters of objects and objects of disposal of production and consumption waste (Fig. 1) contains a series-connected receiving tank-storage 1, a centrifugal pump 2, a device for primary water purification from mechanical impurities, which is a hydrocyclone 3, tubular coagulator 8.
  • Tank 5 with coagulant solution and tank 7 of sodium hydroxide solution are connected to the pipeline in front of the tubular coalescer by means of metering pumps 4 and 6 to equalize pH, respectively.
  • Tubular coalescer 8 is connected to the electroflotator 14 by means of a pipeline, to which a container 10 with a flocculant solution is connected by means of a metering pump 9.
  • the electroflotator 14 is connected to a direct current source 15 (DCS).
  • DCS direct current source
  • the outlet of the electroflotator 14 by means of a centrifugal pump 16 is connected to the inlet of the ozonation unit, which includes two successively installed labyrinth columns 17, 18 of ozonization (Figs. 1, 2).
  • a circulation circuit is connected to each column 17 (18), which includes a circulation pump 19 (21) and an ejector 20 (22).
  • the ozone generator 45 is connected to the suction pipe of the ejector 22 of the second column 18 downstream of the water flow, which is connected with its upper part to the suction pipe of the ejector 20 of the first column 17.
  • Labyrinth columns 17, 18 ozonation can be direct-flow or counter-flow.
  • the first column 17 along the flow of water is counter-current, and the second column 18 is direct-flow.
  • Each labyrinth column 17, 18 (Fig. 2) includes a vertical body 46, inside which there are horizontal labyrinth partitions 47 and a bubbler 48, the outlet openings of which for the outlet of the ozone-oxygen mixture are located in the lower part of the body 46.
  • An overflow collection pocket is formed in the body 46 49 for treated water, which goes further to ultrafiltration.
  • water is withdrawn from the bottom of the body 46 and is introduced into the bottom of the body 46 of the second column 18.
  • the outlet of the second column 18 ozonization by means of a centrifugal pump 23 through the first control cartridge filter 24 for mechanical cleaning is connected to the unit 25 ultrafiltration, which includes one or more ultrafiltration membrane water purification modules.
  • the outlets of the hydrocyclone 3 and the electroflotator 14 for sludge and the outlet of the ultrafiltration unit 25 for wash water are connected through an intermediate tank 11 and a sludge pump 12 to a thin-layer lamellar flow-through clarifier 13, the outlet of which for water is connected to a receiving storage tank 1.
  • Tanks 30, 32 and 34 with antiscalant, sulfuric acid solution and sodium bisulfite are connected to the pipeline between the carbon filter 28 and the mechanical cleaning filter 35 by means of metering pumps 29, 31 and 33, respectively.
  • the desalination unit includes a reverse osmosis module 37 of the first stage and a reverse osmosis module 39 of the second stage for permeate, as well as a reverse osmosis module 41 of the second stage for concentrate, connected in series by means of a high pressure pump 38.
  • the outlet of the reverse osmosis module 37 of the first stage for the concentrate is connected by means of a high pressure pump 40 to the inlet of the reverse osmosis module 41 of the second stage for the concentrate, the outlet of which is connected to the inlet of the high pressure pump 36.
  • Waste, drainage or oversludge waters of industrial facilities and production and consumption waste disposal facilities are fed into the receiving storage tank 1, then pump 2 for primary treatment into hydrocyclone 3.
  • Hydrocyclone 3 allows water to be purified from mechanical impurities up to 10 microns in size. From the processed water flow, under the action of centrifugal forces, heavier mechanical impurities move to the lower part of the apparatus cone and, in the form of sludge in a volume of not more than 10% of the main flow, are discharged into the intermediate tank 11 and then by the pump 12 into the thin-layer lamellar flow sump 13, water separation and the sediment is organized according to the countercurrent scheme. Clarified water goes back to the receiving storage tank 1, and the compacted sludge for disposal.
  • a coagulant solution is introduced into the stream of purified water by a dosing pump 4 from a tank 5, and to equalize the pH, a sodium hydroxide solution by a dosing pump 6 from a tank 7.
  • the treated water passes through a tubular coalescer 8, after which, for to intensify the cleaning process, the flocculant is dosed into the water flow by the dosing pump 9 from the tank 10.
  • the stream of purified water is directed to the electroflotator 14 to extract heavy metals, reduce COD (chemical oxygen demand), BOD (biochemical oxygen demand) and the amount of suspended particles.
  • the water to be purified enters the lower part of the electroflotator 14, after filling the installation with liquid, turn on the constant current source 15 and apply voltage to the electrodes.
  • gas bubbles are released on the surface of the electrodes, which, rising upward, interact with dispersed particles of pollution to form flotation complexes "particle-gas bubbles".
  • the density of the resulting flotation complexes is less than the density of water, which causes them to rise to the surface of the water and the formation of a foam layer - flotation sludge.
  • the flotation sludge is periodically removed from the water surface with a scraper conveyor. Removal of flotation sludge occurs in a volume of 2% of the flow entering the electroflotator 14 into the intermediate tank 11 and then by the pump 12 into the thin-layer lamellar flow-through settler 13, the separation of water and sediment is organized according to a counter-current scheme. Clarified water goes back to the receiving storage tank 1, and the compacted sludge for disposal.
  • the water to be purified is subjected to double ozonation in two labyrinth columns 17, 18 installed in series.
  • Ozone-oxygen mixture is synthesized from concentrated oxygen and supplied from the ozone generator 45 to the ejector 22 of the second column 18, where it is mixed with the stream of purified water. Unreacted in the second column 18 ozone is supplied to the ejector 20 of the first column 17, where it is mixed with a "fresh" portion of the purified water.
  • the purified water in the circulation mode is supplied to the ejector 20 by means of the pump 19 to the ejector 22 by means of the pump 21.
  • Waste ozone- the oxygen mixture enters the destructor (conventionally not shown) and then into the atmosphere.
  • the purified water by the pump 23 is discharged to the control cartridge filter 24 for mechanical cleaning, which is used to clean the liquid flow from insoluble mechanical impurities before the ultrafiltration unit 25.
  • the drainage is removed in a volume of 0.5% of the incoming flow to the filter 24 to the sump 13 through the intermediate tank 11.
  • ultrafiltration modules of the ultrafiltration unit 25 are used.
  • Ultrafiltration membranes operate on the “inside-out” principle, which means that the supplied water flow in filtration mode flows from the inside of the capillaries to the outside, and in the backwash mode, water flows in the opposite direction, that is, from the outside to the inside of the capillaries.
  • the modules operate in tangential mode to prevent excessive build-up of deposits on the membrane surface. High speeds of tangential flow create turbulence in the water supply channel, providing a high efficiency of cleaning the surface from accumulated contaminants, which is especially effective for water with a high content of insoluble suspended matter.
  • part of the resulting concentrate is returned to the ultrafiltration modules (recirculation) and mixed with the main stream of treated water.
  • the remaining concentrate in the amount of 20% of the incoming flow to the ultrafiltration modules is discharged to the settler 13 through the intermediate tank 11.
  • the wash water from the ultrafiltration unit 25 is directed to the settler 13.
  • the water purified from the main contaminants is collected in the intermediate tank 26, from where the pump 27 is fed to the carbon filter 28 to remove volatile phenols and possible residues of oil products.
  • the water to be purified through the control cartridge filter 35 of mechanical cleaning by the pump 36 is supplied to the desalination unit to the reverse osmosis module 37 of the first stage.
  • an antiscalant a solution of sulfuric acid and sodium bisulfite (antioxidant) are dosed into the flow of purified water by metering pumps 29, 31, 33. Solutions of chemical reagents are prepared in containers 30, 32, 34.
  • the purified water is divided into two streams: permeate - demineralized pure water and concentrate - water containing dissolved salts.
  • Separation into permeate and concentrate on the first stage reverse osmosis module 37 is carried out in a ratio of 75/25 as a percentage of the incoming stream.
  • the permeate of the first stage is supplied by a pump 38 to the second stage reverse osmosis module 39 by permeate, where it is divided into the second stage permeate and the second stage concentrate in a ratio of 80/20 in percentage.
  • the concentrate of the first stage, formed on the reverse osmosis module 37, in order to increase the degree of permeate recovery, is supplied by the pump 40 to the reverse osmosis module 41, where it is re-divided into permeate and concentrate in a 60/40 ratio.
  • the permeate from the reverse osmosis module 41 enters the inlet of the pump 36, and the concentrate for disposal.
  • the second stage concentrate formed on the membranes of the reverse osmosis module 39 is partially fed to the inlet of the pump 38 and partly to the inlet of the pump 36.
  • the permeate after the second stage of reverse osmosis purification enters the intermediate tank 42, from where the pump 43 is fed to the final purification stage - purification from ammonium ions.
  • Ammonium ions are removed from the fill filter 44.
  • the filter is filled with natural zeolite - clinoptilolite.
  • the total hydraulic efficiency of treatment according to the proposed scheme is at least 85% of the contaminated water entering for treatment.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

The invention can be used for sewage, drainage water and sludge water treatment. The contaminated water is subjected consecutively to a primary cleaning to remove mechanical impurities, cleaning by an electroflotation method, ultrafiltration, first step demineralization by reverse osmosis, second step demineralization of the permeate by reverse osmosis, and a final cleaning to remove ammonia ions. The primary cleaning is performed in a hydrocyclone. After ultrafiltration, the water is subjected to a two-step ozone treatment in labyrinth columns. The permeate obtained is returned to the first step of demineralization by reverse osmosis. The final cleaning of the water to remove ammonia ions is carried out on a filter with a packed zeolite bed. The method provides an increase in the degree of purification of the wastewater.

Description

СПОСОБ очистки сточных вод WASTE WATER PURIFICATION METHOD
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки сточных, дренажных и надшламовых вод с повышенным солесодержанием, содержащих сложные трудноокисляемые органические примеси до нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе водных объектов особо охраняемых природных территорий (ООПТ). Изобретение относится к многостадийным физико-химическим методам реагентной очистки загрязненных промышленных стоков. Способ может применяться на промышленных объектах и объектах размещения отходов производства и потребления для очистки сточных, в том числе технологических, дренажных и надшламовых сточных вод до требуемых нормативов перед сбросом в водные объекты рыбохозяйственного значения, в том числе водных объектов охраняемых природных территорий или в системах оборотного водоснабжения предприятий. The invention relates to the field of environmental protection and can be used for purification of waste, drainage and oversludge waters with increased salt content, containing complex difficult-to-oxidize organic impurities up to the water quality standards of water bodies of fishery significance, including water bodies of specially protected natural areas (SPNA). The invention relates to multistage physicochemical methods for reagent treatment of contaminated industrial wastewater. The method can be applied at industrial facilities and facilities for the disposal of production and consumption waste for the treatment of wastewater, including technological, drainage and over-sludge wastewater to the required standards before being discharged into water bodies of fishery significance, including water bodies of protected natural areas or in recycling systems. water supply enterprises.
Известен способ очистки и обеззараживания воды из природных сильно загрязненных источников, который реализуется установкой (RU 2652705 С 1 , опуб. 28.04.2018), содержащей фильтр предварительной грубой механической очистки с последующей подачей на контактную емкость озонирования. Объем контактной емкости рассчитан таким образом, чтобы время контакта воды с озоном был не менее 20 минут. Обработанная озоном вода далее поступает на ультрафильтрационный модуль, после которого или вся очищаемая вода, или только часть очищаемой воды поступает на обратноосмотические мембраны, в зависимости от требуемой степени обессоливания. Гидравлический КПД установки с учетом обратноосмотического модуля составляет порядка 60%. Пермеат (очищенная вода) поступает в накопительный резервуар и далее на нужды потребителя, а концентрат после обратноосмотических мембран в накопительный бак, из которого предусмотрена частичная циркуляция через обратноосмотический модуль, или образующийся концентрат поступает на слив. В целом установка достаточно проста и экономична в эксплуатации, позволяет получать воду питьевого назначения, но вместе тем реализуемый ею способ имеет ряд недостатков: There is a known method of purification and disinfection of water from natural highly contaminated sources, which is implemented by an installation (RU 2652705 С 1, publ. 28.04.2018), containing a preliminary coarse mechanical cleaning filter followed by feeding to the contact capacity of ozonation. The volume of the contact container is designed so that the time of contact between water and ozone is at least 20 minutes. The water treated with ozone then goes to the ultrafiltration module, after which either all the water to be treated or only a part of the water to be treated goes to the reverse osmosis membranes, depending on the required degree of desalination. The hydraulic efficiency of the installation, taking into account the reverse osmosis module, is about 60%. Permeate (purified water) enters the storage tank and then for the needs of the consumer, and the concentrate, after the reverse osmosis membranes, enters the storage tank, from which partial circulation is provided through the reverse osmosis module, or the resulting concentrate is discharged. In general, the installation is quite simple and economical in operation, it allows you to obtain drinking water, but at the same time, the method it implements has a number of disadvantages:
1) отсутствует обработка воды химическими реагентами, что в целом снижает глубину и степень очистки; 1) there is no water treatment with chemical reagents, which in general reduces the depth and degree of purification;
2) применен одноступенчатый контактный реактор, что недостаточно для вод со сложным химическим составом загрязнений из-за разницы в скорости окисления компонентов; 2) a single-stage contact reactor was used, which is insufficient for waters with a complex chemical composition of impurities due to the difference in the rate of oxidation of the components;
3) применено одноступенчатое обратноосмотическое обессоливание воды как по пермеату, так и по концентрату, что в целом снижает общий гидравлический КПД; 3) used a one-stage reverse osmosis desalination of water both in terms of permeate and concentrate, which in general reduces the overall hydraulic efficiency;
4) способ предназначен для очистки сильно загрязненных, но природных вод и неприменим для промышленных стоков сложного химического состава; Известен способ очистки сточных вод с получением очищенной воды и обеззараженных отходов (RU 2701827 С 1 , опуб. 01.10.2019), который позволяет очистить сточные воды до нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения. Очистка сточных вод с получением очищенной воды и обеззараженных отходов включает очистку сточных вод посредством блочно-модульного комплекса, в котором осуществляют предварительную механическую очистку сточных вод от крупных твердых включений, с последующей биологической очисткой и насыщением воды кислородом воздуха и доочисткой. Доочистка воды происходит в модуле адсорбции и химического окисления или декарбонизации, в котором растворенные и взвешенные в воде органические вещества окисляют озоном, а окончательную доочистку воды до нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения осуществляют на установке обратного осмоса. Образующиеся в процессе очистки ил и осадки направляются в модуль биологической очистки на повторную переработку, а затем выпавшие в осадок отходы перекачиваются в модуль механической очистки, где их обезвоживают, обеззараживают и брикетируют. В целом способ обеспечивает стабильное качество очистки в непрерывном режиме, но вместе с тем имеет ряд недостатков: 4) the method is intended for the purification of highly polluted, but natural waters and is not applicable for industrial effluents of complex chemical composition; There is a known method of wastewater treatment to obtain purified water and disinfected waste (RU 2701827 С 1, publ. 01.10.2019), which allows you to purify wastewater to the water quality standards of water bodies of fishery significance. Wastewater treatment to obtain purified water and disinfected waste includes wastewater treatment by means of a block-modular complex, in which preliminary mechanical wastewater treatment from large solid inclusions is carried out, followed by biological treatment and water saturation with air oxygen and additional treatment. Additional purification of water takes place in the adsorption and chemical oxidation or decarbonization module, in which organic substances dissolved and suspended in water are oxidized with ozone, and the final additional purification of water to the standards for water quality of water bodies of fishery importance is carried out on a reverse osmosis unit. The sludge and sediments formed during the purification process are sent to the biological treatment module for re-processing, and then the precipitated waste is pumped into the mechanical treatment module, where they are dehydrated, disinfected and briquetted. In general, the method provides a stable cleaning quality in a continuous mode, but at the same time has a number of disadvantages:
1) наличие модуля биологической очистки значительно сокращает область значений ВПК до допустимой нагрузки на активный ил, как правило не более 240 мг БПК/(г ила-сутки); 1) the presence of a biological treatment module significantly reduces the range of MIC values to the permissible load on activated sludge, as a rule, no more than 240 mg BOD / (g sludge-day);
2) ограничению в очищаемой воде также подлежит общее солесодержание до 2000 мг/дм3; 3) очищаемая вода не должна содержать минеральных или органических токсичных соединений; 2) the total salt content of up to 2000 mg / dm 3 is also subject to restriction in the treated water; 3) the water to be treated must not contain mineral or organic toxic compounds;
4) способ предназначена для очистки только хозяйственно- бытовых либо приравненным к ним по качеству промышленных сточных вод. 4) the method is intended for the treatment of only household wastewater or industrial wastewater equivalent in quality.
Наиболее близким к предложенному является способ очистки дренажных вод полигонов твердых бытовых отходов (RU 2589139 С2, опуб. 10.07.2016), который может быть использован для очистки концентрированных сточных вод с трудноокисляемыми органическими примесями и токсичными соединениями. Установка для осуществления способа включает последовательно соединенные приемную емкость, насос, самопромывной фильтр механической очистки, электрофлотодеструкторы первой и второй ступени, емкость, насос, отстойник, перед которым в воду подается коагулянт раствор щелочи и флокулянт. Нижняя часть остойника соединена с осадкоуплотнителем, который соединен с установкой вакуумного обезвоживания. Верхняя часть отстойника соединена с емкостью, с которой последовательно соединены насос, половолоконный ультрафильтрационный модуль, емкость, насос и обратноосмотический мембранный модуль первой ступени, перед которым в воду подается дехлорирующий агент, раствор для корректировки pH и ингибитор осадкообразования на мембране, далее насадочная колонна, после которой в пермеат добавляют сульфат-ионы, обратноосмотический модуль второй ступени 32, после которого в воду добавляют раствор щелочи, два ионообменных фильтра для удаления сульфид-ионов и следов аммония и ультрафиолетовый стерилизатор. Способ очистки дренажных вод полигонов на этой установке включает следующие стадии: двухступенчатая электрохимическая очистка на электрофлотодеструкторах с выделением на аноде активного хлора и гидроксильных радикалов, отстаивание, ультрафильтрация, двухступенчатое по пермеату обратноосмотическое разделение, обработка воды ионообменными смолами и ультрафиолетовая стерилизация. Изобретение позволяет очищать дренажные воды полигонов твердых бытовых отходов со сложным составом органических включений до требований ПДК для воды рыбохозяйственных водоемов, однако не лишен недостатков: The closest to the proposed method is the method of purification of drainage waters of landfills of solid domestic waste (RU 2589139 C2, publ. 10.07.2016), which can be used to purify concentrated wastewater with difficult-to-oxidize organic impurities and toxic compounds. The installation for implementing the method includes a series-connected receiving tank, a pump, a self-cleaning filter for mechanical cleaning, electro-flotation destructors of the first and second stages, a tank, a pump, a sump, in front of which a coagulant alkali solution and a flocculant are fed into the water. The lower part of the settler is connected to a sludge compactor, which is connected to a vacuum dewatering unit. The upper part of the sump is connected to a tank to which a pump, a hollow fiber ultrafiltration module, a tank, a pump and a reverse osmosis membrane module of the first stage are connected in series, before which a dechlorinating agent, a solution for adjusting pH and an inhibitor of precipitation on the membrane are fed into the water, then a packed column, after which sulfate ions are added to the permeate, a second-stage reverse osmosis module 32, after which an alkali solution is added to the water, two ion-exchange filters to remove sulfide ions and traces of ammonium, and an ultraviolet sterilizer. Cleaning method drainage waters of landfills at this installation includes the following stages: two-stage electrochemical cleaning on electro-flotation destructors with the release of active chlorine and hydroxyl radicals at the anode, settling, ultrafiltration, two-stage reverse osmosis separation by permeate, water treatment with ion-exchange resins and ultraviolet sterilization. The invention makes it possible to purify drainage waters of landfills of solid domestic waste with a complex composition of organic inclusions up to the MPC requirements for water of fishery reservoirs, however, it is not devoid of disadvantages:
1) высокие энергозатраты на стадии электрохимической очистки; 1) high energy consumption at the stage of electrochemical cleaning;
2) повышенное образование промывочных вод на стадии ионообмена, и как следствие невысокий гидравлический КПД; 2) increased formation of flushing water at the stage of ion exchange, and, as a consequence, low hydraulic efficiency;
3) отсутствует стадии снижения объема образующегося концентрата. 3) there is no stage of reducing the volume of the resulting concentrate.
Тем не менее, по своему назначению и наличию сходных признаков данный способ принят в качестве прототипа. Nevertheless, due to its purpose and the presence of similar features, this method is adopted as a prototype.
Технической проблемой, решаемой предложенным изобретением, является повышение степени очистки сточных, дренажных и надшламовых вод промышленных объектов и объектов размещения отходов производства и потребления, повышение общего гидравлического КПД и снижение общего объема утилизируемого концентрата. The technical problem solved by the proposed invention is to increase the degree of purification of waste, drainage and over-sludge waters of industrial facilities and objects of disposal of production and consumption waste, increase the overall hydraulic efficiency and reduce the total volume of utilized concentrate.
Техническая проблема решается способом очистки загрязненных промышленных вод, заключающимся в том, что загрязненную воду подвергают последовательно первичной очистке от механических примесей, электрофлотационной очистке, ультрафильтрации, обратноосмотическому обессоливанию первой ступени, обратноосмотическому обессоливанию второй ступени по пермеату и финальной очистке от ионов аммония, при этом, согласно изобретению, первичную очистку загрязненной воды от механических примесей осуществляют с помощью гидроциклона, после первичной очистки воду подвергают коагулированию в трубчатом коагуляторе, а после ультрафильтрации воду подвергают двухступенчатому озонированию в лабиринтных колоннах, концентрат, полученный на первой ступени обратноосмотического обессоливания, подвергают обратноосмотическому обессоливанию второй ступени по концентрату, а полученный на этой второй ступени пермеат возвращают на первую ступень обратноосмотического обессоливания, а финальную очистку воды от ионов аммония осуществляют с помощью засыпного фильтра с цеолитом. The technical problem is solved by the method of purification of polluted industrial waters, which consists in the fact that the polluted water is subjected to sequential primary treatment from mechanical impurities, electroflotation purification, ultrafiltration, reverse osmosis desalting of the first stage, reverse osmosis desalting of the second stage by permeate and final purification from ammonium ions, while, according to the invention, the primary purification of contaminated water from mechanical impurities is carried out using a hydrocyclone, after primary purification the water is subjected to coagulation in a tubular coagulator, and after ultrafiltration the water is subjected to two-stage ozonation in labyrinth columns, the concentrate obtained in the first stage of reverse osmosis desalting is subjected to reverse osmosis desalination of the second stage in terms of concentrate, and the permeate obtained in this second stage is returned to the first stage of reverse osmosis final desalting water from ammonium ions is carried out using a filling filter with zeolite.
Технический результат изобретения, заключающийся в повышении степени очистки загрязненных вод, достигается за счет осуществления двухступенчатого озонирования очищаемой воды с увеличенной площадью взаимодействия с озоном в лабиринтных колоннах. The technical result of the invention, which consists in increasing the degree of purification of polluted waters, is achieved through the implementation of two-stage ozonization of the treated water with an increased area of interaction with ozone in the labyrinth columns.
Использование засыпного фильтра с цеолитом вместо ионообменного фильтра позволяет повысить степень очистки, а также снизить образование промывочных вод и повысить общий гидравлический КПД. The use of a zeolite backfill filter instead of an ion-exchange filter makes it possible to increase the degree of purification, as well as reduce the formation of flushing water and increase the overall hydraulic efficiency.
Обратноосмотическое обессоливание второй ступени по концентрату и возврат полученного на второй ступени пермеата на первую ступень обратноосмотического обессоливания позволяет снизить объем образующегося утилизируемого концентрата. Reverse osmosis desalting of the second stage in terms of concentrate and return of the permeate obtained in the second stage to the first stage of reverse osmosis desalting allows to reduce the volume of the resulting recycled concentrate.
Кроме того, после двухступенчатого озонирования и после ультрафильтрации воду подвергают контрольной очистке от механических примесей. In addition, after two-stage ozonation and after ultrafiltration, the water is subjected to control purification from mechanical impurities.
Для снижения содержания воды в шламе шлам, полученный при первичной очистке загрязненной воды и при электрофлотационной очистке, а также промывные воды, полученные при ультрафильтрации, направляют в отстойник, воду из которого возвращают на стадию первичной очистки от механических примесей. To reduce the water content in the sludge, the sludge obtained during the primary purification of contaminated water and during electroflotation purification, as well as the wash water obtained during ultrafiltration, is sent to a sump, the water from which is returned to the stage of primary purification from mechanical impurities.
Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показана технологическая схема установки для осуществления предложенного способа очистки загрязненных промышленных вод. FIG. 1 shows a process flow diagram of an installation for implementing the proposed method for purifying polluted industrial waters.
На фиг. 2 - схема лабиринтных колонн блока озонирования.FIG. 2 is a diagram of the labyrinth columns of the ozonation unit.
Установка для очистки сточных, дренажных и надшламовых вод объектов и объектов размещения отходов производства и потребления (фиг. 1) содержит последовательно соединенный приемную емкость-накопитель 1, центробежный насос 2, устройство первичной очистки воды от механических примесей, которое представляет собой гидроциклон 3, трубчатый коагулятор 8. К трубопроводу перед трубчатым коагулятором посредством насосов- дозаторов 4 и 6 подсоединены емкость 5 с раствором коагулянта и емкость 7 раствора гидроксида натрия для выравнивания pH соответственно. Трубчатый коагулятор 8 соединен с электрофлотатором 14 посредством трубопровода, к которому посредством насоса-дозатора 9 подсоединена емкость 10 с раствором флокулянта. Электрофлотатор 14 соединен с источником 15 постоянного тока (ИПТ). Выход электрофлотатора 14 посредством центробежного насоса 16 соединен с входом блока озонирования, который включает две последовательно установленные лабиринтные колонны 17, 18 озонирования (фиг. 1 , 2). К каждой колонне 17 (18) подсоединен циркуляционный контур, включающий циркуляционный насос 19 (21) и эжектор 20 (22). Генератор озона 45 подсоединен к всасывающему патрубку эжектора 22 второй по потоку воды колонны 18, которая свой верхней частью подсоединена к всасывающему патрубку эжектора 20 первой колонны 17. An installation for purification of waste, drainage and oversludge waters of objects and objects of disposal of production and consumption waste (Fig. 1) contains a series-connected receiving tank-storage 1, a centrifugal pump 2, a device for primary water purification from mechanical impurities, which is a hydrocyclone 3, tubular coagulator 8. Tank 5 with coagulant solution and tank 7 of sodium hydroxide solution are connected to the pipeline in front of the tubular coalescer by means of metering pumps 4 and 6 to equalize pH, respectively. Tubular coalescer 8 is connected to the electroflotator 14 by means of a pipeline, to which a container 10 with a flocculant solution is connected by means of a metering pump 9. The electroflotator 14 is connected to a direct current source 15 (DCS). The outlet of the electroflotator 14 by means of a centrifugal pump 16 is connected to the inlet of the ozonation unit, which includes two successively installed labyrinth columns 17, 18 of ozonization (Figs. 1, 2). A circulation circuit is connected to each column 17 (18), which includes a circulation pump 19 (21) and an ejector 20 (22). The ozone generator 45 is connected to the suction pipe of the ejector 22 of the second column 18 downstream of the water flow, which is connected with its upper part to the suction pipe of the ejector 20 of the first column 17.
Лабиринтные колонны 17, 18 озонирования могут быть прямоточными или противоточными. На данной схеме (фиг. 1 , 2) первая по потоку воды колонна 17 является противоточной, а вторая колонна 18 - прямоточной. Каждая лабиринтная колонна 17, 18 (фиг. 2) включает вертикальный корпус 46, внутри которого расположены горизонтальные лабиринтные перегородки 47 и барбатер 48, выходные отверстия которого для выхода озоно-кислородной смеси расположены в нижней части корпуса 46. В корпусе 46 образован переливной сборный карман 49 для обработанной воды, которая поступает далее на ультрафильтрацию. В первой по потоку колонне 17 вода выводится из нижней части корпуса 46 и вводится в нижнюю часть корпуса 46 второй колонны 18. Labyrinth columns 17, 18 ozonation can be direct-flow or counter-flow. In this diagram (Fig. 1, 2), the first column 17 along the flow of water is counter-current, and the second column 18 is direct-flow. Each labyrinth column 17, 18 (Fig. 2) includes a vertical body 46, inside which there are horizontal labyrinth partitions 47 and a bubbler 48, the outlet openings of which for the outlet of the ozone-oxygen mixture are located in the lower part of the body 46. An overflow collection pocket is formed in the body 46 49 for treated water, which goes further to ultrafiltration. In the first downstream column 17, water is withdrawn from the bottom of the body 46 and is introduced into the bottom of the body 46 of the second column 18.
Выход второй колонны 18 озонирования посредством центробежного насоса 23 через первый контрольный картриджный фильтр 24 механической очистки соединен с блоком 25 ультрафильтрации, который включает один или несколько ультрафильтрационных модулей мембранной очистки воды. С выходом блока 25 ультрафильтрации последовательно соединены промежуточная емкость 26, центробежный насос 27, угольный фильтр 28, второй контрольный картриджный фильтр 35 механической очистки, насос 36 высокого давления, блок обессоливания, промежуточную емкость 42, центробежный насос 2 и фильтр очистки от ионов аммония, который представляет собой засыпной фильтр 44 с цеолитом. The outlet of the second column 18 ozonization by means of a centrifugal pump 23 through the first control cartridge filter 24 for mechanical cleaning is connected to the unit 25 ultrafiltration, which includes one or more ultrafiltration membrane water purification modules. An intermediate tank 26, a centrifugal pump 27, a carbon filter 28, a second control cartridge filter 35 for mechanical cleaning, a high-pressure pump 36, a desalination unit, an intermediate tank 42, a centrifugal pump 2 and an ammonium ion filter, which is a fill filter 44 with zeolite.
Выходы гидроциклона 3 и электрофлотатора 14 для шлама и выход блока 25 ультрафильтрации для промывных вод подсоединены через промежуточную емкость 11 и шламовый насос 12 к тонкослойному ламельному проточному отстойнику 13, выход которого для воды соединен с приемной емкостью-накопителем 1. The outlets of the hydrocyclone 3 and the electroflotator 14 for sludge and the outlet of the ultrafiltration unit 25 for wash water are connected through an intermediate tank 11 and a sludge pump 12 to a thin-layer lamellar flow-through clarifier 13, the outlet of which for water is connected to a receiving storage tank 1.
К трубопроводу между угольным фильтром 28 и фильтром 35 механической очистки посредством насосов-дозаторов 29, 31 и 33 подсоединены емкости 30, 32 и 34 с антискалантом, раствором серной кислоты и бисульфитом натрия соответственно. Tanks 30, 32 and 34 with antiscalant, sulfuric acid solution and sodium bisulfite are connected to the pipeline between the carbon filter 28 and the mechanical cleaning filter 35 by means of metering pumps 29, 31 and 33, respectively.
Блок обессоливания включает последовательно соединенные посредством насоса высокого давления 38 обратноосмотический модуль 37 первой ступени и обратноосмотический модуль 39 второй ступени по пермеату, а также обратноосмотический модуль 41 второй ступени по концентрату. При этом выход обратноосмотического модуля 37 первой ступени для концентрата соединен посредством насоса 40 высокого давления с входом обратноосмотического модуля 41 второй ступени по концентрату, выход которого соединен с входом насоса 36 высокого давления. Способ очистки загрязненных промышленных вод осуществляется следующим образом. The desalination unit includes a reverse osmosis module 37 of the first stage and a reverse osmosis module 39 of the second stage for permeate, as well as a reverse osmosis module 41 of the second stage for concentrate, connected in series by means of a high pressure pump 38. In this case, the outlet of the reverse osmosis module 37 of the first stage for the concentrate is connected by means of a high pressure pump 40 to the inlet of the reverse osmosis module 41 of the second stage for the concentrate, the outlet of which is connected to the inlet of the high pressure pump 36. The method of purification of polluted industrial waters is carried out as follows.
Сточные, дренажные или надшламовые воды промышленных объектов и объектов размещения отходов производства и потребления подаются в приемную емкость-накопитель 1 , далее насосом 2 на первичную очистку в гидроциклон 3. Гидроциклон 3 позволяет очистить воду от механических примесей размером до 10 мкм. Из обрабатываемого потока воды под действием центробежных сил более тяжелые механические примеси движутся к нижней части конуса аппарата и в виде шлама в объеме не более 10% от основного потока отводятся в промежуточную емкость 11 и далее насосом 12 в тонкослойный ламельный проточный отстойник 13, разделение воды и осадка организовано по противоточной схеме. Осветленная вода поступает обратно в приемную емкость- накопитель 1 , а уплотненный шлам на утилизацию. После первичной очистки на гидроциклоне 3 в поток очищаемой воды вводится раствор коагулянта насосом-дозатором 4 из емкости 5 и для выравнивания pH раствор гидроксида натрия насосом-дозатором 6 из емкости 7. Для увеличения времени контакта обрабатываемая вода проходит через трубчатый коагулятор 8, после которого для интенсификации процесса очистки в поток воды дозируется флокулянт насосом-дозатором 9 из емкости 10. Waste, drainage or oversludge waters of industrial facilities and production and consumption waste disposal facilities are fed into the receiving storage tank 1, then pump 2 for primary treatment into hydrocyclone 3. Hydrocyclone 3 allows water to be purified from mechanical impurities up to 10 microns in size. From the processed water flow, under the action of centrifugal forces, heavier mechanical impurities move to the lower part of the apparatus cone and, in the form of sludge in a volume of not more than 10% of the main flow, are discharged into the intermediate tank 11 and then by the pump 12 into the thin-layer lamellar flow sump 13, water separation and the sediment is organized according to the countercurrent scheme. Clarified water goes back to the receiving storage tank 1, and the compacted sludge for disposal. After primary cleaning on a hydrocyclone 3, a coagulant solution is introduced into the stream of purified water by a dosing pump 4 from a tank 5, and to equalize the pH, a sodium hydroxide solution by a dosing pump 6 from a tank 7. To increase the contact time, the treated water passes through a tubular coalescer 8, after which, for to intensify the cleaning process, the flocculant is dosed into the water flow by the dosing pump 9 from the tank 10.
Далее поток очищаемой воды направляется на электрофлотатор 14 для извлечения тяжелых металлов, снижения ХПК (химическое потребление кислорода), БПК (биохимическое потребление кислорода) и количества взвешенных частиц. Очищаемая вода поступает в нижнюю часть электрофлотатора 14, после заполнения установки жидкостью включают источник постоянного тока 15 и подают напряжение на электроды. В результате электролиза воды на поверхности электродов идет выделение газовых пузырьков, которые, поднимаясь вверх, взаимодействуют с дисперсными частицами загрязнений с образованием флотокомплексов «частица-пузырьки газа». Плотность образующихся флотокомплексов меньше плотности воды, что обуславливает их подъем на поверхность воды и образование пенного слоя - флотошлама. Флотошлам периодически удаляется с поверхности воды скребковым транспортером. Удаление флотошлама происходит в объеме 2% от входящего в электрофлотатор 14 потока в промежуточную емкость 11 и далее насосом 12 в тонкослойный ламельный проточный отстойник 13, разделение воды и осадка организовано по противоточной схеме. Осветленная вода поступает обратно в приемную емкость- накопитель 1 , а уплотненный шлам на утилизацию. Further, the stream of purified water is directed to the electroflotator 14 to extract heavy metals, reduce COD (chemical oxygen demand), BOD (biochemical oxygen demand) and the amount of suspended particles. The water to be purified enters the lower part of the electroflotator 14, after filling the installation with liquid, turn on the constant current source 15 and apply voltage to the electrodes. As a result of water electrolysis, gas bubbles are released on the surface of the electrodes, which, rising upward, interact with dispersed particles of pollution to form flotation complexes "particle-gas bubbles". The density of the resulting flotation complexes is less than the density of water, which causes them to rise to the surface of the water and the formation of a foam layer - flotation sludge. The flotation sludge is periodically removed from the water surface with a scraper conveyor. Removal of flotation sludge occurs in a volume of 2% of the flow entering the electroflotator 14 into the intermediate tank 11 and then by the pump 12 into the thin-layer lamellar flow-through settler 13, the separation of water and sediment is organized according to a counter-current scheme. Clarified water goes back to the receiving storage tank 1, and the compacted sludge for disposal.
Далее очищаемая вода подвергается двойному озонированию в установленных последовательно двух лабиринтных колоннах 17, 18. Озоно-кислородная смесь синтезируется из концентрированного кислорода и поступает от генератора озона 45 в эжектор 22 второй колонны 18, где смешивается с потоком очищаемой воды. Непрореагировавший во второй колонне 18 озон подается в эжектор 20 первой колонны 17, где смешивается со «свежей» порцией очищаемой воды. Для достижения необходимого перемешивания потока с озоно-кислородной смесью очищаемая вода в режиме циркуляции подается на эжектор 20 посредством насоса 19 на эжектор 22 посредством насоса 21. Отработанная озоно- кислородная смесь (воздушная смесь) поступает на деструктор (условно не показан) и далее в атмосферу. Из лабиринтных колонн 17, 18 очищаемая вода насосом 23 отводится на контрольный картриджный фильтр 24 механической очистки, который применяется для очистки потока жидкости от нерастворимых механических примесей перед блоком 25 ультрафильтрации. Удаление дренажа происходит в объеме 0,5% от входящего потока на фильтр 24 в отстойник 13 через промежуточную емкость 11. Further, the water to be purified is subjected to double ozonation in two labyrinth columns 17, 18 installed in series. Ozone-oxygen mixture is synthesized from concentrated oxygen and supplied from the ozone generator 45 to the ejector 22 of the second column 18, where it is mixed with the stream of purified water. Unreacted in the second column 18 ozone is supplied to the ejector 20 of the first column 17, where it is mixed with a "fresh" portion of the purified water. To achieve the required mixing of the flow with the ozone-oxygen mixture, the purified water in the circulation mode is supplied to the ejector 20 by means of the pump 19 to the ejector 22 by means of the pump 21. Waste ozone- the oxygen mixture (air mixture) enters the destructor (conventionally not shown) and then into the atmosphere. From the labyrinth columns 17, 18, the purified water by the pump 23 is discharged to the control cartridge filter 24 for mechanical cleaning, which is used to clean the liquid flow from insoluble mechanical impurities before the ultrafiltration unit 25. The drainage is removed in a volume of 0.5% of the incoming flow to the filter 24 to the sump 13 through the intermediate tank 11.
Для гарантированного удаления из потока очищаемой воды органических примесей и мелких частиц применяются ультрафильтрационные модули блока 25 ультрафильтрации. Ультрафильтрационные мембраны работают по принципу «изнутри- наружу», это означает, что подаваемый поток воды в режиме фильтрации течет изнутри капилляров наружу, а в режиме промывки обратной струей вода течет в обратном направлении, то есть снаружи внутрь капилляров. Модули работают в тангенциальном режиме для предотвращения чрезмерного роста отложений на поверхности мембраны. Высокие скорости тангенциального потока создают турбулентности в канале подачи воды, обеспечивая высокую эффективность очистки поверхности от накопленных загрязнений, что особенно эффективно для воды с высоким содержанием нерастворимых взвесей. Для поддержания высокой скорости потока часть образующегося концентрата возвращается на подачу в модули ультрафильтрации (рециркуляция) и смешивается с основным потоком очищаемой воды. Оставшийся концентрат в объеме 20% от входящего потока на ультрафильтрационные модули отводится в отстойник 13 через промежуточную емкость 11. Для поддержания производительности ультрафильтрационные модули в процессе работы подвергаются коротким импульсным промывкам с чередованием кислотных и щелочных фаз. Промывные воды с блока 25 ультрафильтрации направляются в отстойник 13. Очищенная от основных загрязнений вода собирается в промежуточной емкости 26, откуда насосом 27 подается на угольный фильтр 28 для удаления летучих фенолов и возможных остатков нефтепродуктов. Далее очищаемая вода через контрольный картриджный фильтр 35 механгической очистки насосом 36 подается в блок обессоливания на обратноосмотический модуль 37 первой ступени. Перед поступлением на обратноосмотические мембраны в поток очищаемой воды насосами-дозаторами 29, 31 , 33 дозируется антискалант, раствор серной кислоты и бисульфит натрия (антиоксидант). Растворы химических реагентов приготавливаются в емкостях 30, 32, 34. На обратноосмотических мембранах очищаемая вода разделяется на два потока: пермеат - обессоленная чистая вода и концентрат - вода содержащая растворенные соли. Разделение на пермеат и концентрат на обратноосмотическом модуле 37 первой ступени производится в соотношении 75/25 в процентном отношении от входящего потока. Пермеат первой ступени подается насосом 38 на обратноосмотический модуль 39 второй ступени по пермеату, где разделяется на пермеат второй ступени и концентрат второй ступени в соотношении 80/20 в процентном отношении. Концентрат первой ступени, образующийся на обратноосмотическом модуле 37, для увеличения степени извлечения пермеата, подается насосом 40 на обратноосмотический модуль 41, где повторно разделяется на пермеат и концентрат в соотношении 60/40. Пермеат из обратноосмотического модуля 41 поступает на вход насоса 36, а концентрат на утилизацию. Концентрат второй ступени, образующийся на мембранах обратноосмотического модуля 39, частично подается на вход насоса 38 и частично на вход насоса 36. Пермеат после второй ступени обратноосмотической очистки поступает в промежуточную емкость 42, откуда насосом 43 подается на завершающую ступень очистки - очистку от ионов аммония. Очистка от ионов аммония осуществляется в засыпном фильтре 44. Наполнителем для фильтра является природный цеолит - клиноптилолит. Суммарный гидравлический КПД очистки по предложенной схеме составляет не менее 85% от поступающей на очистку загрязненной воды. For guaranteed removal of organic impurities and small particles from the stream of purified water, ultrafiltration modules of the ultrafiltration unit 25 are used. Ultrafiltration membranes operate on the “inside-out” principle, which means that the supplied water flow in filtration mode flows from the inside of the capillaries to the outside, and in the backwash mode, water flows in the opposite direction, that is, from the outside to the inside of the capillaries. The modules operate in tangential mode to prevent excessive build-up of deposits on the membrane surface. High speeds of tangential flow create turbulence in the water supply channel, providing a high efficiency of cleaning the surface from accumulated contaminants, which is especially effective for water with a high content of insoluble suspended matter. To maintain a high flow rate, part of the resulting concentrate is returned to the ultrafiltration modules (recirculation) and mixed with the main stream of treated water. The remaining concentrate in the amount of 20% of the incoming flow to the ultrafiltration modules is discharged to the settler 13 through the intermediate tank 11. For Maintaining the productivity of the ultrafiltration modules during operation are subjected to short impulse washings with alternating acid and alkaline phases. The wash water from the ultrafiltration unit 25 is directed to the settler 13. The water purified from the main contaminants is collected in the intermediate tank 26, from where the pump 27 is fed to the carbon filter 28 to remove volatile phenols and possible residues of oil products. Further, the water to be purified through the control cartridge filter 35 of mechanical cleaning by the pump 36 is supplied to the desalination unit to the reverse osmosis module 37 of the first stage. Before entering the reverse osmosis membranes, an antiscalant, a solution of sulfuric acid and sodium bisulfite (antioxidant) are dosed into the flow of purified water by metering pumps 29, 31, 33. Solutions of chemical reagents are prepared in containers 30, 32, 34. On reverse osmosis membranes, the purified water is divided into two streams: permeate - demineralized pure water and concentrate - water containing dissolved salts. Separation into permeate and concentrate on the first stage reverse osmosis module 37 is carried out in a ratio of 75/25 as a percentage of the incoming stream. The permeate of the first stage is supplied by a pump 38 to the second stage reverse osmosis module 39 by permeate, where it is divided into the second stage permeate and the second stage concentrate in a ratio of 80/20 in percentage. The concentrate of the first stage, formed on the reverse osmosis module 37, in order to increase the degree of permeate recovery, is supplied by the pump 40 to the reverse osmosis module 41, where it is re-divided into permeate and concentrate in a 60/40 ratio. The permeate from the reverse osmosis module 41 enters the inlet of the pump 36, and the concentrate for disposal. The second stage concentrate formed on the membranes of the reverse osmosis module 39 is partially fed to the inlet of the pump 38 and partly to the inlet of the pump 36. The permeate after the second stage of reverse osmosis purification enters the intermediate tank 42, from where the pump 43 is fed to the final purification stage - purification from ammonium ions. Ammonium ions are removed from the fill filter 44. The filter is filled with natural zeolite - clinoptilolite. The total hydraulic efficiency of treatment according to the proposed scheme is at least 85% of the contaminated water entering for treatment.
Далее пермеат, соответствующий требованиям к воде объектов рыбохозяйственного назначения, поступает в открытые водные объекты. Further, the permeate that meets the water requirements of fishery facilities is supplied to open water bodies.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ очистки загрязненных промышленных вод, заключающийся в том, что загрязненную воду подвергают последовательно первичной очистке от механических примесей, электрофлотационной очистке, ультрафильтрации, обратноосмотическому обессоливанию первой ступени, обратноосмотическому обессоливанию второй ступени по пермеату и финальной очистке от ионов аммония, отличающийся тем, что первичную очистку загрязненной воды от механических примесей осуществляют с помощью гидроциклона, после первичной очистки воду подвергают коагулированию в трубчатом коагуляторе, после ультрафильтрации воду подвергают двухступенчатому озонированию в лабиринтных колоннах, концентрат, полученный на первой ступени обратноосмотического обессоливания, подвергают обратноосмотическому обессоливанию второй ступени по концентрату, а полученный на этой второй ступени пермеат возвращают на первую ступень обратноосмотического обессоливания, а финальную очистку воды от ионов аммония осуществляют с помощью засыпного фильтра с цеолитом. 1. A method for purifying polluted industrial waters, which consists in the fact that the polluted water is subjected to sequential primary purification from mechanical impurities, electroflotation purification, ultrafiltration, reverse osmosis desalting of the first stage, reverse osmosis desalting of the second stage by permeate and final purification from ammonium ions, characterized in that primary purification of contaminated water from mechanical impurities is carried out using a hydrocyclone, after primary purification, the water is subjected to coagulation in a tubular coagulator, after ultrafiltration, the water is subjected to two-stage ozonation in labyrinth columns, the concentrate obtained in the first stage of reverse osmosis desalination is subjected to reverse osmosis by desalting, and the second stage The permeate obtained at this second stage is returned to the first stage of reverse osmosis desalination, and the final water purification from ammonium ions is carried out using a filling filter with zeolite.
2. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что после двухступенчатого озонирования и после ультрафильтрации воду подвергают контрольной очистке от механических примесей. 2. A method according to claim 1, characterized in that after two-stage ozonation and after ultrafiltration, the water is subjected to control purification from mechanical impurities.
3. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что шлам, полученный при первичной очистке загрязненной воды и при электрофлотационной очистке, а также промывные воды, полученные при ультрафильтрации, направляют в отстойник, воду из которого возвращают на стадию первичной очистки от механических примесей. 3. The method according to claim 1, characterized in that the sludge obtained during the primary purification of contaminated water and during electroflotation purification, as well as wash water, obtained by ultrafiltration are sent to a settling tank, the water from which is returned to the stage of primary purification from mechanical impurities.
PCT/IB2021/053968 2020-06-17 2021-05-10 Wastewater treatment method WO2021255542A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020119979A RU2740993C1 (en) 2020-06-17 2020-06-17 Method for treatment of waste water, drainage and over-slime waters of industrial facilities and facilities for arrangement of production and consumption wastes
RU2020119979 2020-06-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021255542A1 true WO2021255542A1 (en) 2021-12-23

Family

ID=74213366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2021/053968 WO2021255542A1 (en) 2020-06-17 2021-05-10 Wastewater treatment method

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2740993C1 (en)
WO (1) WO2021255542A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU41302U1 (en) * 2004-06-21 2004-10-20 Закрытое акционерное общество "Опытно-экспериментальное производство Всероссийского электротехнического института им. В.И. Ленина DEVICE FOR MIXING OZONE WITH WATER
RU62599U1 (en) * 2007-01-09 2007-04-27 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Волжская Государственная Академия Водного Транспорта (Фгоу Впо Вгавт) SEWAGE TREATMENT PLANT
US20120186992A1 (en) * 2011-01-24 2012-07-26 Abderrazak Berrak Electrocoagulation for treating liquids
RU2589139C2 (en) * 2014-07-09 2016-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Баромембранная технология" (ООО "БМТ") Method of cleaning drainage water of solid domestic waste landfills
US20170029307A1 (en) * 2006-06-21 2017-02-02 Juan Jorge Diaz Gonzalez Alcocer Method and integral system for treating water for cooling towers and processess requiring removal of silica from the water
RU2701827C1 (en) * 2018-11-28 2019-10-01 Сергей Михайлович Анпилов Method of treating waste water with obtaining purified water and decontaminated wastes

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU822804A1 (en) * 1979-03-01 1981-04-23 Оршанский Молочный Комбинат Installation for producing food casein
RU2094393C1 (en) * 1993-04-22 1997-10-27 Государственный научно-исследовательский институт экстремальной медицины, полевой фармации и медицинской техники Министерства обороны Российской Федерации Process of multistage treatment of water and plant for its realization

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU41302U1 (en) * 2004-06-21 2004-10-20 Закрытое акционерное общество "Опытно-экспериментальное производство Всероссийского электротехнического института им. В.И. Ленина DEVICE FOR MIXING OZONE WITH WATER
US20170029307A1 (en) * 2006-06-21 2017-02-02 Juan Jorge Diaz Gonzalez Alcocer Method and integral system for treating water for cooling towers and processess requiring removal of silica from the water
RU62599U1 (en) * 2007-01-09 2007-04-27 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Волжская Государственная Академия Водного Транспорта (Фгоу Впо Вгавт) SEWAGE TREATMENT PLANT
US20120186992A1 (en) * 2011-01-24 2012-07-26 Abderrazak Berrak Electrocoagulation for treating liquids
RU2589139C2 (en) * 2014-07-09 2016-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Баромембранная технология" (ООО "БМТ") Method of cleaning drainage water of solid domestic waste landfills
RU2701827C1 (en) * 2018-11-28 2019-10-01 Сергей Михайлович Анпилов Method of treating waste water with obtaining purified water and decontaminated wastes

Also Published As

Publication number Publication date
RU2740993C1 (en) 2021-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010122336A2 (en) Water treatment
CN113003846B (en) Zero-emission treatment process and system for sewage with high salt content and high COD (chemical oxygen demand)
CN207596652U (en) A kind of highly mineralized mine water near-zero release comprehensive resource PDCES processing systems
CN101269903B (en) Further advanced treatment technique and apparatus for sewage water of oil refining
CN102295373A (en) Papermaking wastewater cycling and utilizing apparatus and method based on electrochemical and electrodialysis technologies
CN107522340A (en) A kind of system and method for recycling high villaumite sewage
CN205442916U (en) Contain salt effluent disposal system
RU2589139C2 (en) Method of cleaning drainage water of solid domestic waste landfills
AU2009200113A1 (en) Water purification
RU2757113C1 (en) Filter treatment plant for solid communal waste land
RU2736050C1 (en) Installation for treatment of waste water, drainage and over-slime waters of industrial facilities and facilities for arrangement of production and consumption wastes
CN106587441A (en) Treating and recycling device for wastewater from iron and steel enterprises and technique
CN212924710U (en) Industrial wastewater zero discharge treatment system
CN206437968U (en) A kind of system of high-salt wastewater treatment for reuse
CN106477762A (en) Industrial concentrated water sofening treatment technique based on DF tubular membrane and system
CN107098526A (en) The film concentrator and handling process of strong brine zero-emission sub-prime crystallization
CN211419883U (en) Hazardous waste landfill effluent disposal system
EP2297050A1 (en) Apparatus for treating wastewater, particularly wastewater originating from a process for the production of photovoltaic cells
RU2207987C2 (en) Method for purifying drain water of solid domestic waste polygons
Reddy et al. Water treatment process in pharma industry-A review
CN106746130A (en) A kind of high-salt concentrated water zero-discharge treatment system and process
RU2740993C1 (en) Method for treatment of waste water, drainage and over-slime waters of industrial facilities and facilities for arrangement of production and consumption wastes
CN215559437U (en) Wastewater treatment system
CN211644970U (en) Spices waste water desalination system based on electrodialysis technique
RU2328454C2 (en) Water purification station

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21825107

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21825107

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205 DATED 07/02/2023)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21825107

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1