RU167563U1 - WASTE WATER TREATMENT PLANT FROM DIFFICULT ORGANIZABLE ORGANIC COMPOUNDS - Google Patents

Abstract

Заявленное техническое решение относится к устройствам для глубокой очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений. Установка включает реактор-смеситель, устройство для сухого дозирования персульфата калия, гальванокоагулятор и блок для облучения воды естественным солнечным светом в потоке, состоящий из объединенных между собой кварцевых приемников излучения, каждый из которых помещен в фокус составного параболо-цилиндрического концентратора.Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является снижение энергопотребления установки для глубокой очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений за счет использования энергии солнца, с сохранением высокой степени очистки.The claimed technical solution relates to devices for deep wastewater treatment of difficultly oxidized organic compounds. The installation includes a reactor-mixer, a device for dry dosing of potassium persulfate, a galvanic coagulator and a unit for irradiating water with natural sunlight in a stream, consisting of interconnected quartz radiation detectors, each of which is placed in the focus of a composite parabolic-cylindrical concentrator. the given set of features is the reduction in energy consumption of the installation for deep wastewater treatment from difficultly oxidized organic compounds per due to the use of solar energy, while maintaining a high degree of purification.

Description

Заявленное техническое решение относится к устройствам для очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений и может быть использовано в системах водоочистки текстильных, кожевенно-меховых, химических, фармацевтических и др. предприятий.The claimed technical solution relates to a device for treating wastewater from difficultly oxidized organic compounds and can be used in water treatment systems of textile, leather, fur, chemical, pharmaceutical and other enterprises.

Из существующего уровня техники известно, что для глубокой очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений достаточно эффективно применение комбинированных методов, сочетающих в себе использование окислителей (пероксида водорода, озона и т.д.), катализаторов и физического воздействия. При этом удается достичь практически полного удаления загрязнителей [Кофман В.Я. Новые окислительные технологии очистки воды и сточных вод (часть 1) (обзор зарубежных изданий) // Водоснабжение и санитарная техника. 2013, №10. - С. 68-78., Кофман В.Я. Новые окислительные технологии очистки воды и сточных вод (часть 2) (обзор зарубежных изданий) // Водоснабжение и санитарная техника. 2013, №11. - С. 70-78].From the existing level of technology it is known that for deep wastewater treatment of difficultly oxidized organic compounds, it is quite effective to use combined methods that combine the use of oxidizing agents (hydrogen peroxide, ozone, etc.), catalysts and physical effects. In this case, it is possible to achieve almost complete removal of pollutants [Kofman V.Ya. New oxidative technologies for water and wastewater treatment (part 1) (review of foreign publications) // Water supply and sanitary equipment. 2013, No. 10. - S. 68-78., Kofman V.Ya. New oxidative technologies for water and wastewater treatment (part 2) (review of foreign publications) // Water supply and sanitary equipment. 2013, No. 11. - S. 70-78].

Вместе с тем непрерывно ведется поиск способов снижения затрат на очистку сточных вод. Одним из способов достичь поставленных целей является использование возобновляемых источников энергии, в частности энергии солнца [Патент РФ 2464235, C02F 1/463, C02F 1/28, B01D 24/00, 2012, Авторское свидетельство СССР 1835804, C02F 1/30, 1997].At the same time, the search for ways to reduce the cost of wastewater treatment is ongoing. One way to achieve these goals is to use renewable energy sources, in particular solar energy [RF Patent 2464235, C02F 1/463, C02F 1/28, B01D 24/00, 2012, USSR Author Certificate 1835804, C02F 1/30, 1997] .

Наиболее близким техническим решением по количеству близких признаков к заявляемой полезной модели является установка для очистки сточных вод от красителей, включающая последовательно расположенные по направлению движения обрабатываемой воды реактор-смеситель, устройство сухого дозирования окислителя, насос, гальванокоагулятор и блок для ультрафиолетового облучения воды в потоке, состоящий из кварцевого трубчатого реактора, источника излучения - ртутной лампы низкого давления с максимумом излучения 254 нм, отражателя, выполненного в виде оболочки, в разрезе представляющей собой эллипс, при этом источник излучения и реактор размещены в зонах, соответствующих фокусам эллипса [Патент РФ №145943, C02F9, 2014]. Недостатком устройств, включающих использование источников искусственного освещения, является их низкий КПД преобразования электрической энергии в бактерицидное УФ-излучение (у лучших образцов не превышает 40%), что приводит к существенным материальным затратам на очистку воды.The closest technical solution in terms of the number of similar features to the claimed utility model is a dye wastewater treatment plant, including a reactor-mixer, an oxidizer dry dosing device, a pump, a galvanocoagulator and a unit for ultraviolet irradiation of water in a stream, arranged in series in the direction of movement of the treated water consisting of a quartz tube reactor, a radiation source - a low-pressure mercury lamp with a radiation maximum of 254 nm, a reflector made a shell, which is a cross-sectional ellipse, wherein the radiation source and the reactor is placed in areas corresponding to the foci of the ellipse [RF patent №145943, C02F9, 2014]. A disadvantage of devices including the use of artificial lighting sources is their low efficiency of converting electric energy to bactericidal UV radiation (in the best samples it does not exceed 40%), which leads to significant material costs for water purification.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в снижении энергопотребления установки для глубокой очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений с сохранением высокой степени очистки.The problem to which the claimed technical solution is directed is to reduce the energy consumption of the installation for deep wastewater treatment from difficultly oxidized organic compounds while maintaining a high degree of purification.

Для решения поставленной задачи в установке для очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений, содержащей реактор-смеситель, устройство сухого дозирования окислителя, насос, гальванокоагулятор, вместо блока для ультрафиолетового облучения воды в потоке установлен блок для облучения воды естественным солнечным светом, состоящий из объединенных между собой кварцевых приемников излучения, каждый из которых помещен в фокус составного параболо-цилиндрического концентратора. Подобная форма концентратора-отражателя позволяет максимально сконцентрировать солнечное излучение на обрабатываемом потоке жидкости [Malato S., Blanco J., Vidal A. et al. Photocatalysis with solar energy at a pilot-plant scale: an overview// Applied Catalysis B: Environmental. 2002. V. 37. P. 1-15].To solve the problem, in the installation for wastewater treatment from hardly oxidizable organic compounds, containing a reactor-mixer, a dry dosing device for an oxidizer, a pump, a galvanic coagulator, instead of a unit for ultraviolet irradiation of water in the stream, a unit for irradiating water with natural sunlight, consisting of a quartz radiation detector, each of which is placed in the focus of a composite parabolic-cylindrical concentrator. This form of the concentrator-reflector allows you to maximize the concentration of solar radiation on the processed fluid flow [Malato S., Blanco J., Vidal A. et al. Photocatalysis with solar energy at a pilot-plant scale: an overview // Applied Catalysis B: Environmental. 2002. V. 37. P. 1-15].

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является снижение энергопотребления установки для глубокой очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений за счет использования энергии солнца, с сохранением высокой степени очистки.The technical result provided by the given set of features is to reduce the energy consumption of the installation for deep wastewater treatment of difficultly oxidized organic compounds due to the use of solar energy, while maintaining a high degree of purification.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором изображена схема установки для очистки сточных вод от органических соединений, включающей реактор-смеситель 1, устройство сухого дозирования окислителя 2, насос 3, гальванокоагулятор 4, блок для облучения воды естественным солнечным светом 5, состоящий из объединенных между собой кварцевых приемников излучения, каждый из которых помещен в фокус составного параболо-цилиндрического концентратора, отстойник для очищенной воды 6 (фиг. 1).The utility model is illustrated by a drawing, which shows a diagram of a plant for treating wastewater from organic compounds, including a reactor-mixer 1, a dry metering device for oxidizer 2, a pump 3, a galvanic coagulator 4, a unit for irradiating water with natural sunlight 5, consisting of interconnected quartz radiation detectors, each of which is placed in the focus of the composite parabolic-cylindrical concentrator, a clarifier for purified water 6 (Fig. 1).

Установка работает следующим образом: очищаемая вода подается в реактор-смеситель с перемешивающим устройством, в который дозируется в сухом виде необходимое количество персульфата калия. Далее при помощи насоса очищаемая вода направляется в гальванокоагулятор. Во время контактирования очищаемой воды, содержащей персульфат калия, с загрузкой, железо растворяется в виде Fe(II) и Fe(III). Дальнейшая очистка происходит в блоке для облучения воды естественным солнечным светом в потоке.The installation works as follows: the purified water is supplied to the reactor-mixer with a mixing device into which the required amount of potassium persulfate is dosed in dry form. Then, with the help of the pump, the purified water is sent to the galvanic coagulator. During contacting the treated water containing potassium persulfate with the load, the iron dissolves in the form of Fe (II) and Fe (III). Further purification takes place in the unit for irradiating water with natural sunlight in the stream.

Сравнительные примеры по обесцвечиванию растворов атразина и 4-хлорфенола в предлагаемом устройстве и в наиболее близком к предлагаемой модели представлены ниже:Comparative examples of the bleaching of solutions of atrazine and 4-chlorophenol in the proposed device and in the closest to the proposed model are presented below:

Затраты электроэнергии на работу блока для ультрафиолетового облучения воды лампой ДБ-30, в наиболее близком к предлагаемой модели устройстве составили 37,5 Вт/л. В предлагаемом устройстве этих затрат нет, так как используется энергия солнца.The cost of electricity for the operation of the unit for ultraviolet irradiation of water with a DB-30 lamp, in the device closest to the proposed model, was 37.5 W / l. In the proposed device, these costs are not, since the energy of the sun is used.

Claims (1)

Установка для глубокой очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений, характеризующаяся тем, что она включает реактор-смеситель, устройство для сухого дозирования персульфата калия, насос, гальванокоагулятор, отличающаяся тем, что она содержит блок для облучения воды естественным солнечным светом в потоке, состоящий из объединенных между собой кварцевых приемников излучения, каждый из которых помещен в фокус составного параболо-цилиндрического концентратора.Installation for deep wastewater treatment from difficultly oxidizable organic compounds, characterized in that it includes a mixing reactor, a device for dry dosing of potassium persulfate, a pump, galvanic coagulator, characterized in that it contains a unit for irradiating water with natural sunlight in a stream, consisting of interconnected quartz radiation detectors, each of which is placed in the focus of a composite parabolic-cylindrical concentrator.

Images