RU2116264C1 - Method for sewage treatment - Google Patents

Abstract

FIELD: methods of sewage treatment in agriculture, food industry, etc. SUBSTANCE: method includes ionization of sewage in the circulating circuit where sewage waters are exposed to ultrasonic effect, and further on, they are mixed with sorbent based on zeolite and/or ash of burnt peat, and/or shales, and/or dust - waste of cement production. Produced liquid fraction is homogenized, its ph is varied to at least 3 and sorbent is added and pH of liquid phase is increased up to at least 10, mixed with coagulant and/or flocculant and settled with correction of pH to normal value. Then liquid is saturated with air and exposed to ultrasonic effect under conditions of cavitation and ultraviolet radiation in continuous or pulse mode, with pulse frequency of 1-10 Hz and power density of at least 20 kW/sq.m. It makes it possible to efficiently precipitate substances dissolved in sewage and to separate the precipitated sediment from treated liquid. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg, 13 tbl

Description

Изобретение относится к методам обработки стоков в сельскохозяйственном производстве, пищевой промышленности. The invention relates to methods for the treatment of effluents in agricultural production, food industry.

Известны способы очистки стоков, включающий воздействие на них физическими факторами с последующей регуляцией величины рН жидкой части [3,4]. Физическое воздействие в этих случаях может быть в виде воздействия излучением, ультразвуком и т.д., однако эти способы малоэффективны, поскольку при сильно загрязненных стоках степень выделения твердых частиц и растворенного материала из жидкости мала. Known methods of wastewater treatment, including exposure to them by physical factors with subsequent regulation of the pH of the liquid part [3,4]. The physical effect in these cases can be in the form of exposure to radiation, ultrasound, etc., however, these methods are ineffective, since with heavily polluted effluents the degree of release of solid particles and dissolved material from the liquid is small.

Также известен способ обработки бытовых сточных вод, включающий механическую очистку вод с последующим воздействием на жидкость физическим фактором - ультрафиолетом и фильтрацией [2]. Такая последовательность операций позволяет осуществить более тонкую очистку, однако и ее степень в большинстве случаев недостаточна. Also known is a method of treating domestic wastewater, including mechanical treatment of water with subsequent exposure to the liquid by a physical factor - ultraviolet and filtration [2]. This sequence of operations allows for finer cleaning, however, its degree in most cases is insufficient.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки стоков, включающий озонирование стоков с последующей коагуляцией и флотацией, отстоем и отделением жидкости от твердого осадка [1]. Однако и в данном случае качество очистки недостаточно. Closest to the proposed is a method of wastewater treatment, including ozonation of wastewater with subsequent coagulation and flotation, sedimentation and separation of the liquid from the solid sediment [1]. However, in this case, the quality of cleaning is not enough.

Задачей изобретения является повышение эффективности способа, т.е. более качественная очистка. The objective of the invention is to increase the efficiency of the method, i.e. better cleaning.

Указанная задача решается тем, что озонирование осуществляют в циркуляционном контуре, а также в этом контуре на стоки осуществляют воздействие ультразвуком и стоки далее смешивают с сорбентом на основе цеалита, и/или золы от сжигания торфа и/или сланцев, и/или пыли, являющейся отходом при производстве цемента, после чего полученную жидкую фракцию гомогенизируют с изменением ее рН до не менее 3, далее подают сорбент с увеличением рН жидкой фракции до не менее 10, смешивают с коагулянтом и/или флокулянтом, после чего ее отстаивают с коррекцией pН до нормальной величины, далее жидкость насыщают воздухом и воздействуют ультразвуком в режиме кавитации и далее воздействуют ультрафиолетовым излучением в импульсном режиме с частотой импульсов 1-10 Гц и плотностью мощности в импульсе не менее 20 кВт/м².This problem is solved by the fact that ozonation is carried out in a circulation circuit, and also in this circuit the effluents are sonicated and the effluents are further mixed with a sorbent based on zealite and / or ash from burning peat and / or shale, and / or dust, which is waste in the production of cement, after which the resulting liquid fraction is homogenized with a change in its pH to at least 3, then a sorbent is fed with an increase in the pH of the liquid fraction to at least 10, mixed with a coagulant and / or flocculant, after which it is settled with correction pH to the normal value, more liquid saturated with air and sonicated under cavitation conditions and further exposure to ultraviolet radiation in a pulsed mode with a pulse frequency of 1-10 Hz and a power density per pulse of at least 20 kW / m ^2.

На фиг. 1-3 представлены этапы реализации способа. Способ реализуется следующим образом. In FIG. 1-3 shows the stages of the method. The method is implemented as follows.

На первом этапе (фиг.1) стоки попадают в циркуляционный контур, состоящий из струйного насоса 1, на входе которого имеется эжектор 2 для подсоса воздуха и впрыскивания озона, и кавитационной камеры 3, роль которой может играть выходной диффузор насоса 1 или отдельный магнитострикционный ультразвуковой излучатель, а также камера реакции 4. Вода с поступившими в нее пузырьками воздуха за счет эжекции далее насосом 1 подается в кавитационную камеру 3, где подвергается воздействию ультразвукового (УЗ) поля с частотой 25-35 кГц и мощностью 0,05-1 Вт/см². Под действием УЗ поля происходит частичное разрушение макромолекул и агломератов, вырабатывается озон (не менее 0,1 мг/л), происходит диспергирование воздушных пузырьков, и возникает объемная дегазация. Поступающие в камеру 4 стоки перемешиваются с сорбентом, в качестве которого может быть применен сорбент [6] и далее вновь подаются к насосу 1. Это позволяет эффективно перемешать сорбент со стоками, и при многократном прохождении их контура во много раз увеличить эффективность работы сорбента. Последний представляет собой сорбент на основе цеалита, и/или золы от сжигания торфа и/или сланцев, и/или пыли, являющейся отходом при производстве цемента, причем эти составляющие подвергают спеканию при высоких (более 1000^oС) температурах, т.е. тех отходов, цена на которые в сотни раз ниже известных применяемых сорбентов. При высокотемпературной обработке на поверхности сорбентов образуются активные центры радикального или ионного типа, т.е. сорбенты-катализаторы с высокой избирательностью.At the first stage (Fig. 1), the effluents enter a circulation circuit consisting of a jet pump 1, at the input of which there is an ejector 2 for air intake and ozone injection, and a cavitation chamber 3, the role of which can be played by the output diffuser of pump 1 or a separate magnetostrictive ultrasonic emitter, as well as the reaction chamber 4. Water with air bubbles entering it due to ejection is then pumped 1 to the cavitation chamber 3, where it is exposed to an ultrasonic (ultrasound) field with a frequency of 25-35 kHz and a power of 0.05-1 W / cm ² . Under the influence of the ultrasound field, partial destruction of macromolecules and agglomerates occurs, ozone is produced (at least 0.1 mg / l), air bubbles disperse, and volumetric degassing occurs. The wastewater entering chamber 4 is mixed with a sorbent, which can be used as a sorbent [6] and then fed back to pump 1. This makes it possible to efficiently mix the sorbent with wastewater and, after passing through their circuit many times, increase the efficiency of the sorbent. The latter is a sorbent based on zealite and / or ash from the combustion of peat and / or shale, and / or dust, which is a waste from cement production, and these components are sintered at high (more than 1000 ^o С) temperatures, i.e. those waste, the price of which is hundreds of times lower than the known used sorbents. During high temperature treatment, radical or ionic type active centers form on the surface of the sorbents, i.e. sorbents-catalysts with high selectivity.

В табл. 1-3 представлены крупность частиц сорбента, содержание макрокомпонентов и микроэлементов соответственно, а в табл.4 - содержание осветленной воды при разведении в ней сорбента в соотношении 1:10. In the table. Figure 1-3 shows the particle size of the sorbent, the content of macrocomponents and trace elements, respectively, and in table 4 - the content of clarified water when diluted in it sorbent in a ratio of 1:10.

На втором этапе очистки (фиг.2) сточные воды собирают в канализационную насосную станцию, где гомогенизируют с изменением рН до значения не менее 3, далее передают в камеру реакции 6, где изменяют рН до не менее 10 с одновременной подачей сорбента, после чего стоки подают в отстойники 7, куда подают коагулянт и/или флокулянт с одновременной коррекцией pН стоков до нормального состояния (6-7). В отстойнике 7 твердая фаза быстро отделяется от жидких осветленных стоков и осаждается на дне. Осветленная часть при этом отводится, а сухой остаток может быть переработан далее. В определенных случаях сорбент может быть модифицирован добавлением окислителей (типа окиси марганца). Результаты очистки на данном этапе приведены в табл. 5-11. In the second purification step (Fig. 2), the wastewater is collected in a sewage pumping station, where it is homogenized with a change in pH to a value of at least 3, then transferred to a reaction chamber 6, where the pH is changed to at least 10 with a simultaneous supply of sorbent, after which the drains served in sedimentation tanks 7, where a coagulant and / or flocculant is fed with simultaneous correction of pH of the effluents to a normal state (6-7). In sedimentation tank 7, the solid phase is rapidly separated from the clarified liquid effluents and deposited at the bottom. In this case, the clarified part is discharged, and the dry residue can be processed further. In certain cases, the sorbent can be modified by the addition of oxidizing agents (such as manganese oxide). The cleaning results at this stage are given in table. 5-11.

На третьем этапе (фиг. 3) жидкость из отстойника 7 попадает в контур, включающий струйный насос 8 с эжектором 9 и кавитационной камерой 10 (камера 10 может быть выполнена на отдельном излучателе УЗ), фотохимический реактор 11 и фильтр 12. Жидкость из отстойника 7 поступает в насос 8, куда из эжектора 9 засасывается воздух, в кавитационной камере 10 в жидкости под действием УЗ образуется озон, а при прохождении реактора 11 происходит также возникновение пероксида водорода и множества активных радикалов, что очень эффективно воздействует на микрофлору и позволяет доокислить и связать оставшиеся в жидкой части включения и соединения. Ультрафиолетовое излучение воздействует на жидкость в непрерывном или импульсном режиме с частотой импульсов 1-10 Гц и плотностью мощности не менее 20 кВт/м² было получено экспериментально. В табл. 12 и 13 приведены результаты реализации очистки сточных вод на третьем этапе очистки.At the third stage (Fig. 3), liquid from the sump 7 enters the circuit, including a jet pump 8 with an ejector 9 and a cavitation chamber 10 (the chamber 10 can be made on a separate ultrasonic emitter), a photochemical reactor 11, and a filter 12. The liquid from the sump 7 enters the pump 8, where air is sucked from the ejector 9, ozone is formed in the cavitation chamber 10 in the liquid under the action of ultrasound, and when the reactor 11 passes, hydrogen peroxide and many active radicals also occur, which very effectively affects the microflora and allows to oxidize and bind the inclusions and compounds remaining in the liquid part. Ultraviolet radiation acts on a liquid in a continuous or pulsed mode with a pulse frequency of 1-10 Hz and a power density of at least 20 kW / m ² was obtained experimentally. In the table. 12 and 13 show the results of the implementation of wastewater treatment in the third stage of treatment.

Предлагаемый способ позволяет с высокой степенью эффективности осуществлять обработку сточных вод самых различных производств с очень малыми затратами энергии и реагентов. The proposed method allows a high degree of efficiency to carry out the treatment of wastewater of various industries with very low energy and reagent costs.

Claims (1)

Способ очистки стоков, включающий озонирование стоков с последующей коагуляцией и флотацией, отстоем и отделением жидкости от твердого осадка, отличающийся тем, что озонирование осуществляют в циркуляционном контуре, также в этом контуре на стоки осуществляют взаимодействие ультразвуком, и стоки далее смешивают с сорбентом на основе цеалита, и/или золы от сжигания торфа и/или сланцев, и/или пыли, являющейся отходом при производстве цемента, после чего полученную жидкую фракцию гомогенизируют с изменением ее рН до не менее 3, подают сорбент и увеличивают рН жидкой фракции до не менее 10, смешивают с коагулянтом и/или флокулянтом, после чего ее отстаивают с коррекцией величины рН до нормальной величины, далее жидкость насыщают воздухом и воздействуют ультразвуком в режиме кавитации и далее воздействуют ультрафиолетовым излучением в непрерывном или импульсном режиме с частотой импульсов 1-10 Гц и плотностью мощности не менее 20 кВт/м².A method of wastewater treatment, including ozonation of wastewater followed by coagulation and flotation, sedimentation and separation of the liquid from the solid sediment, characterized in that the ozonation is carried out in a circulation circuit, ultrasound also interacts with the wastewater in this circuit, and the wastewater is further mixed with a sorbent based on zealite , and / or ash from burning peat and / or shale, and / or dust, which is a waste from cement production, after which the resulting liquid fraction is homogenized with a change in its pH to at least 3, sorben is fed t and increase the pH of the liquid fraction to at least 10, mix with a coagulant and / or flocculant, after which it is defended with a correction of the pH value to a normal value, then the liquid is saturated with air and sonicated in cavitation mode and then exposed to ultraviolet radiation in continuous or pulsed mode with a pulse frequency of 1-10 Hz and a power density of at least 20 kW / m ² .

Images