SU1606462A1 - Способ очистки кислых сточных вод - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам очистки кислых стоков с помощью нейтрализующих агентов и может быть использовано на предпри ти х угольной промышленности при очистке сточных вод, загр зненных ионами железа, алюмини  и неорганическими кислотами. Изобретение позвол ет увеличить скорость осветлени  воды, уменьшить объем образующегос  осадка и сократить содержание ионов кальци  в очищенной воде. Дл  осуществлени  способа нейтрализующий реагент ввод т три-п ть раз равными порци ми, при этом каждую порцию ввод т в течение 2-3,5 с с одинаковой скоростью и подачу нейтрализующего реагента чередуют с перемешиванием. Врем  перемешивани  после каждой порции составл ет 1/3-1/5 общего времени перемешивани  - 6 мин, необходимого дл  завершени  реакции взаимодействи  между нейтрализующими реагентами и загр зн ющими компонентами в исходной воде. По сравнению с известным способом предложенный способ позвол ет увеличить скорость свободного осаждени  взвеси в 4,5-4,9 раз, уменьшить объем осадка за 4 ч отстаивани  на 18-23%, снизить количество ионов кальци  на 9-16%, сократить расход нейтрализующего реагента на 18,7%. 1 табл.

Description

О

4;

Изобретение относитс  к способам очистки стоков с помощью нейтрализующих реагентов и может быть использовано на предпри ти х угольной промьшшенности при очистке сточных ,вод, загр зненных ионами железа, алюмини  и неорганическими кислотами.

Цель изобретени  - увеличение скорости осветлени  воды, уменьшение объема осадка и сокращение содержани  ионов кальци  в очищенной воде

Дл  осуществлени  способа в очистке кислых сточных вод путем введени  нейтрализующего реагента, перемешивани , последующего разделени  твердой фазы (осадке) и жидкой фазы естественным осаждением взвеси стаиванием, дозу нейтрализующего реагента дел т на 3-5 равных порций, каждую из которых ввод т в течение 2-3,5 с (струей) при общем времени перемешивани  6 мин.

Это позвол ет уменьшить объем осадка за счет ускорени  процесса водоотдачи гидроксида жепеза, алюмини , уменьшению объема осадка способствует также процесс кристаллизации гипса, который при одинаковом расходе извести, значении рН нейтрализованной воды в предложенном способе происходит быстрее, чем в известном . Кроме того, это ускорение процесса кристаллизации гипса приводит к уменьшению ионов кальци  в очищенной воде.

В известных, технических решени х при одно- или двухразовом введении реагента при различных скорост х осадок содержит сильно обводненные гид- роксиды металлов, которые занимают большие объемы.

Критерием оценки попноты нейтрализации служит отсутствие ионов железа алюмини  в очищенной воде.

Величину рН измен ют в зависимости от состава исходной воды в пределах 7,5-9,0. Вв едение порции реагента чередуют с перемешиванием, при этом продолжительность перемешивани  после каждой порции составл ет 1/3-1/5 от общего времени перемешивани  при подаче всей дозы реагента.

Общее врем  перемешивани  определ етс  экспериментально. Нейтрализованную воду отстаивают гравитационным методом путем естественного процесса осаждени  взвеси, затем осветленную воду декантируют, осадок после уплотнени  обезвоживают.

П р и м е р 1. Трехразова  подача нейтрализующего реагента.

Кислую шахтнзто воду шахты Скальна  ПО Кизелуголь, содержащую сульфаты металлов, концентраци  которых в пересчете на ионы составл ет: мг/л: ,0, ,0, Al 429,2, ,0 ,8, в количестве 0,5 л нейтрализуют 10%-ным раствором известкового молока, дл  чего 80 г 100% активности окиси кальци  раствор ют в 1 л дистиллированной воды.

Дп  нейтрализации 0,5 л исходной воды указанного состава доза нейтрализующего реагента (извести) составл ет 1608 мг (100% активности окиси кальци ). Она определена экспериментально при отсутствии в воде ионов двухвалентного железа и величине рН 7,5-9,0. Врем  перемешивани  6 мин, при дальнейшем перемешивании

величина рН не измен етс . I

Дозу нейтрализующего реагента дел т на 3 равные порции.- В исходную

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

воду быстро струей ввод т первую порцию, равную 6,7 см 10%-ного раствора извести, что составл ет 1/3 общей дозы нейтрализующего реагента за врем  3,5 с. Кажда  порци  содержит 536 мг (т.е. 1608 мг : 3 536 мгУ 100% активности кальци . Перемешивают 2 мин, снова ввод т 2-ю порцию, равную 6,7 см , за врем  3,5 с, перемешивают 2 мин, затем ввод т 3-ю порцию с той же скоростью , т.е. за врем ,- равное 3,5 с, перемешивают 2 мин.

Нейтрализованную воду отстаивают в течение 24 ч в 0,5 л цилиндрах. Высоту осветленного сло  в .течение первых 30 мин определ ют через 30 с, затем через 5-10 мин после

4ч отстаивани  - через 1 ч.

Результаты изменени  объема осадка за врем  осветлени  4 ч приведены в таблице.

Как видно из представленных данных при трехразовой подаче реагента скорость осаждени  взвеси осадка в 5,8 раза больше, чем в известном способе.

Объем осадка через 4 ч составл ет 25%..

Количество ионов кальци  в осветленной воде 891 мг/л, на 21,1% мецьше, чем в известном способе, что показывает улучшение ионного состава

воды. I

Пример 2. П тиразова  подача

нейтрализующего реагента.

Дозу нейтрализующего реагента 20,1 см 10%-ного раствора известкового молока, содержащую 1608 мг 100% активности окиси кальци , дел т на

5порций. Каждую порцию равную

20,1 5 4,02 см(321,6 мг СаО) ввод т .быстро, врем  дозировани  - 2,0 с. Затем перемешивают 1 мин, ввод т 2-ю порцию за то же врем  2с, перемешивают 1 мин. 3-ю, 4-ю, 5-ю порции ввод т как и первые, череду  с перемешиванием. Скорость подачи каждой порции одинакова, так как вре- I.H. дозировани  и величина дозируемого реагента одинаковы.

За скоростью осаждени  взвеси осадка наблюдаем как в примере 1. Объем осадка через 4ч составл ет 29,0%, скорость свободного осаждени  взвеси составл ет 3,35 мм/с, количество ионов кальци  в освет ленной воде 710 мг/л. При непрерьшном потоке

исходной воды реагент дозируют в 5 точках, скорость дозировани  каждой порции реагента составит 0,134 л/мин на 1 , интервал дозировани  0,1-0,5 мин.

Пример 3. Двухразова  подача нейтрализующего реагента по предложенному способу.

Осуществл ют очистку кислой сточной воды аналогично примерам 1 и 2, но дозу реагента дел т на 2 части: 20,1 см : 2 10,05 см 10%-ного известкового моло.ка (содержание СаО

100% активности составит 804 мг). Врем  дозировани  4,5 с. Врем  перемешивани  по 3 мин после 1-й и 2-й порций.

Как видно из таблицы, объем осадка через 4 ч составл ет 40%, скорост свободного осаждени  взвеси - 0,8 мм/с. Количество ионов кальци  812 мг/л.

Пример 4. Честиразова  подача реагентов.

Очистку кислой сточной воды осуществл ют аналогично примеру 1, однако дозу реагента дел т на 6 равных порций. Каждую порцию по 4,35 см известкового молока, содержащего 268 мг СаО 100% активности, ввод т за 1,5 с. Врем  перемешивани  после каждой порции 1 мин. Общее врем  пе- ремещивани  составл ет 6 мин. Объем осадка через 4 ч отстаивани  составл ет 40%, т.е. наблюдаетс  увеличение объема осадка по сравнению с трехразовой подачей. Скорость свободного осаждени  взвеси составл ет 0,8 мм/с. Количество ионов кальци  в очищенной воде ссставп ет 800 мг/л. При непрерывном потоке исходной воды ввод т реагент в 6 точках , каждую порцию со скоростью на 1 0,112 л/мин. Интервал дозировани  0,1-0,5 мин. Как видно, дальнейшее дробление (сверх 5) дозы нейтрализующего реагента не дает снижени  объема осадка и улучшени  ионного состава очищенной воды.

Подобные свойства (уменьшение объема , ухудшение качества очищенной воды) наблщдаютс  и при введении дозы нейтрализующего р.еагента двум  порци ми.

Пример 5. Четырехразова  подача нейтрализующего реагента осуществл етс  аналогично примеру 1, однако дозу реагента (20,1 см .) дел т

1

ь

606462 на

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

4 равные порции. Каждую порцию 5,02 см известкового молока, что в пересчете на 100% активности СаО составит 402 мг, дозируют за 3 с. Врем  перемешивани  после каждой порции 1,5 мин.

Как видно из таблицы, объем осадка через 4 ч составл ет 28%, количество ионов Са в осветленной воде 710 мг/л. При непрерывном потоке исходной воды нейтрализующий реагент подают в 4 точках со скоростью 0,1675 л/мин из расчета 1 , интервал дозировани  0,1-0,5 MiiH.

Пример 6. Одноразова  подача .

Нейтрализующий реагент в количестве 20,1 ск в виде 10%-ного раствора извести ввод т одной порцией тем же дозатором. Врем  дозировани  5 с. Врем  перемешивани  6 мин. Скорость введени  всего капичества нейтрализующего реагента на 1 исходной воды составл ет 0,67 л/мин. Отсутствие ионов железа в очип;енной воде говорит о завершении процесса нейтрализации . Количество ионов кальци  в очищенной воде составл ет 891 мг/л. Объем осадка 52%. Видно, что разова  подача реагента позвол ет нейтрализовать загр зн ющие компоненты исходной воды, однако процессы очистки (осветление, уплотнение) при этом не интенсифицируютс .

Пример 7. Исходную щахтную воду (26,5 л) нейтрализуют как в примере 1. Нейтрализующий реагент ввод т 3 порци ми, кажда  порци  составл ет 14,204 г или 3216 мг/л (в пересчете на 100% активность окиси кальци ) . Каждую порцию ввод т быстро струей. Перемешивают механической мешалкой по 2 мин после каждой порции .

Нейтрализованную воду заливают в цилиндры диаметром 150 мм до высоты столба 1500 мм.

Характер скорости осаждени  взвеси при осаждении в цнлнндре диаметром 58 мм (емкостью 0,5 л) и цилиндрах диаметром 150. мм, высотой 1500мм одинаков, что говорит о возможности моделировани  процесса осаждени  взвеси осадка, полученного в результате нейтрализации. Объем осадка через 4 ч составл ет 35%. Количество ионов кальци  в осветленной воде составл ет 707 мг/л.

Пример- 8, Исходную шахтную воду того же состава и количества ка в примере 7 нейтрализуют по методике описанной в примере 6. Кинетику осаждени  взвеси наблюдают в цилиндрах диаметром 150 мм вьюотой, 1500 мм.

Через 4 ч осадок занимает объем 58%.

Расход нейтрализующего реагента 3955,7 мг/л.

Разница изменени  объемов осадка, полученного по примеру 7 (предлагае- мый способ) и по примеру 8 (прото- тип) составл ет 23%, как и при лабораторных исследовани х (цилиндры, емкостью 0,5л).

Количество ионов кальци  в осветленной воде составл ет 891 мг/л. Анализ данных, приведенных в таблице показывает, что предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом обеспечивает следующие преимущества: увеличение скорости свободного осаждени  взвеси в 4,5- . 4,9 раза, уменьшение объема осадка в процессе отстаивани  в течение 4 ч на ,18-23%, улучшение ионного состава

40,0 0,8

812,0

25

3,5

747,0

3216,0 3216,0

10

64628

очищенной воды без применени  флоку- л нтов и ускорителей кристаллизации гипса: снижение количества ионов кальци  на 9-16,2%, сокращение расхода нейтрализующего реагента на 18,7%, а также сокращение затрат на очистку за счет уменьшени  энергозатрат при перемешивании, уменьшени  объемов очистных сооружений (уплотнителей), сокращений расхода нейтрализующего реагента.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ очистки кислых сточных вод, включаюший дробное введение дозы нейтрализующего реагента - известкового молока с перемешиванием, последующее осветление воды, уплотнение и обезвоживание образующегос  осадка, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  скорости осветлени  воды, уменьшени  объема осадка и сокращени  содержани  ионов кальци  в очищенной воде, дозу нейтрализующего реагента дел т на 3-5 равных порций, каждую из которых ввод т в течение 2-3,5 с при общем времени перемешивани  6 мин.

   28,0

   29,0

   40,048,0

   3,43,35

   0,8

   0,6

   750

   750

   800,0 891,0

   3216,0 3216,0 3216,0 3955.7