технологическая система (варианты) очистки сточных вод

Формула изобретения

1. Технологическая система очистки сточных вод, содержащая по крайней мере один напорный фильтр, загруженный углеродно-волокнистым материалом, упакованным в картридж, с обеспечением возможности его удаления, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена узлом регенерации по крайней мере одного картриджа, выполненным в виде автоклава, связанного с вакуумным насосом, обеспечивающего давление в нем по крайней мере 1,5 10⁴ Па.

2. Технологическая система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит вертикальный напорный фильтр.

3. Технологическая система по любому предшествующему пункту, отличающаяся тем, что в ней предусмотрена возможность смены картриджей в фильтре во время проведения очистки сточных вод.

4. Технологическая система по любому предшествующему пункту, отличающаяся тем, что узел регенерации снабжен вакуумным насосом, обеспечивающим давление в автоклаве 4 10⁴ - 1,5 10⁴ Па.

5. Технологическая система по любому предшествующему пункту, отличающаяся тем, что узел регенерации с автоклавом снабжены трубопроводами, платформой для установки картриджей, механизмом загрузки и выгрузки картриджей, теплообменником, охладителем, а также электро- и пневмооборудованием.

6. Технологическая система по любому предшествующему пункту, отличающаяся тем, что в нее дополнительно включен по крайней мере один узел механической очистки.

7. Технологическая система по любому предшествующему пункту, отличающаяся тем, что в нее дополнительно включен по крайней мере один усреднитель.

8. Технологическая система по любому предшествующему пункту, отличающаяся тем, что она содержит соединительные трубопроводы.

9. Технологическая система по любому предшествующему пункту, отличающаяся тем, что в качестве углеродно-волокнистого материала выбран Бусофит и/или Вискумак, и/или АУТ-М.

10. Технологическая система очистки сточных вод, содержащая узел фильтрации, снабженный углеродно-волокнистым материалом, и узел регенерации, отличающаяся тем, что узел фильтрации содержит по крайней мере один вращающийся фильтр барабанного типа, загруженный послойно углеродно-волокнистым материалом, и снабженный средствами непрерывной смены материала, а также по крайней мере один напорный фильтр, содержащий углеродно-волокнистый материал, упакованный в картриджи с обеспечением возможности их удаления из фильтра, при этом узел регенерации снабжен автоклавом, связанным с вакуумным насосом, обеспечивающим давление по крайней мере 1,5 10⁴ Па.

11. Технологическая система по п.10, отличающаяся тем, что узел регенерации снабжен вакуумным насосом, обеспечивающим возможность создания давления 4 10⁴ - 1,5 10⁴ Па.

12. Технологическая система по п.10 или 11, отличающаяся тем, что углеродно-волокнистый материал во вращающемся фильтре выполнен в виде слоистой плоской формы.

13. Технологическая система по п.12, отличающаяся тем, что углеродно-волокнистый материал выполнен в виде по крайней мере однослойной ленты.

14. Технологическая система по любому из пп.10 - 13, отличающаяся тем, что она содержит вертикальный напорный фильтр.

15. Технологическая система по любому из пп.10 - 14, отличающаяся тем, что в ней предусмотрена возможность смены картриджей в фильтре во время проведения очистки сточных вод.

16. Технологическая система по любому из пп.10 - 15, отличающаяся тем, что узел регенерации с автоклавом снабжены трубопроводами, платформой для установки картриджей, механизмом загрузки и выгрузки картриджей, теплообменником, охладителем, а также электро- и пневмооборудованием.

17. Технологическая система по любому из пп.10 - 16, отличающаяся тем, что в нее дополнительно включен по крайней мере один узел механической очистки.

18. Технологическая система по любому из пп.10 - 17, отличающаяся тем, что в нее дополнительно включен по крайней мере один усреднитель.

19. Технологическая система по любому из пп.10 - 18, отличающаяся тем, что она содержит соединительные трубопроводы.

20. Технологическая система по любому из пп.10 - 19, отличающаяся тем, что в качестве углеродно-волокнистого материала выбран Бусофит и/или Вискумак, и/или АУТ-М.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологическим системам очистки сточных вод, а именно сточных вод, содержащих вещества, обуславливающие цветность сточных вод, например различные органические красители, продукты нефтепереработки, фенолы и т.д.

Предшествующий уровень техники

Воды водоемов, стоки, содержащие различные органические красители, продукты нефтепереработки, фенолы и т. д. характеризуются высокими цветностью, химическим потреблением кислорода (далее "ХПК"), токсичностью и биологической жесткостью. Отмечается высокое содержание хлоридов.

Высокое значение ХПК указывает на наличие органических полупродуктов в стоке. К ним относятся амины, нитрамины, фенолы, нафтолы, сульфокислоты, минеральные соли и частично готовый краситель (в стоках заводов производства красителей, красильно-отделочных производств).

Так, в стоках заводов производства красителей основную массу окрашенных соединений составляют продукты побочных реакций, образующиеся в значительных количествах при синтезе многих красителей. На тех же заводах другим источником окрашенных стоков являются скрубберные жидкости. При сушке красителей наблюдается интенсивный вынос их с паром и последующее улавливание в скрубберах. Постепенно краситель накапливается в скрубберной жидкости и при достижении концентрации 3 г/л производится сброс интенсивно окрашенной жидкости в канализацию. Кроме того, возникают залповые сбросы моечных растворов, содержащих самые разнообразные красители, но имеющих относительно низкое солесодержание.

Физико-химическая характеристика таких вод позволяет классифицировать эти стоки как весьма загрязненные, требующие тщательной очистки перед направлением в централизованные системы канализации.

Применение известных способов физико-химического взаимодействия и флотационного разделения полидисперсных систем, какими являются сточные воды как производственные, так и хозяйственно-бытовые, позволило создать различные способы для локальной и предварительной очистки сточных вод, в том числе красильно-отделочных производств, заводов производства красителей, нефтеперерабатывающих заводов, водоемов, загрязненных нефтепродуктами [1, 2]. Предпочтение отдается способам, не приводящим к возникновению вторичных загрязнений, позволяющим получить уменьшение количества обрабатываемых сточных вод и осуществить повторное использование очищенных сточных вод. Известны технологические системы [1, 2], обеспечивающие реализацию известных способов очистки. Необходимо обратить внимание на то, что они весьма сложны, громоздки и дорогостоящи.

Наиболее близкой по технической сущности и решению поставленной задачи первого варианта технологической системы является технологическая система очистки сточных вод, включающая по крайней мере один напорный фильтр [3], загруженный углеродно-волокнистым материалом, упакованным в картридж, с обеспечением возможности его удаления [4]. Узлы регенерации не предусмотрены.

Наиболее близкой по технической сущности и решению поставленной задачи второго варианта технологической системы является технологическая система очистки сточных вод, включающая узел фильтрации, снабженный углеродно-волокнистым материалом, и узел регенерации [5]. На рис.6 (см. [5]) производственные сточные воды по трубопроводу направлены в усреднитель, от него по следующему трубопроводу направлены на узел механической очистки для удаления крупнодисперстных примесей и далее на фильтры. Узел регенерации предусмотрен для последнего фильтра (см. [5]).

Углеродно-волокнистые материалы (далее "УВМ"), достаточно новые типы сорбентов, имеют вид выжженной ткани. УВМ отличается высокой кинетикой извлечения органических веществ из водных растворов. Его сорбционная динамическая емкость по йоду на два порядка выше активированного угля. Авторами [5] обращено внимание на то, что УВМ удобны в эксплуатации и перед загрузкой в фильтр требуют очень незначительной обработки (замачивание), что значительно облегчает их использование. Кроме того, авторами [5] выяснено, что для создания оптимальных условий очистки сточных вод, имеющих определенный знак заряда, необходимо подбирать соответствующие заряды УВМ в фильтрах.

Раскрытие изобретения

Технической задачей настоящего изобретения является улучшение фильтрационных характеристик УВМ и степени их регенерации, повышение степени очистки сточных вод, снижение вторичных загрязнений, сокращение сброса массы загрязнения, достижение возможности повторного использования в производстве очищенных сточных вод, что приводит к значительной экономии водопроводной воды и, в совокупности с сокращением времени проведения всего процесса очистки, к экономии общих затрат на осуществление процесса очистки сточных вод.

Поставленная техническая задача решается тем, что по первому варианту предложена технологическая система очистки сточных вод, содержащая по крайней мере один напорный фильтр, загруженный углеродно-волокнистым материалом, упакованным в картридж с обеспечением возможности его удаления, причем она дополнительно снабжена узлом регенерации по крайней мере одного картриджа, выполненным в виде автоклава, связанным с вакуумным насосом, обеспечивающего давление в нем по крайней мере 1,510⁴ Па.

Существенна предложенная нами возможность проведения регенерации УВМ во время процесса очистки. Нами предложено регенерацию УВМ, упакованного в картриджи, проводить в известном устройстве - автоклаве, приспособленном для наших целей. Простота и удобство решения узла регенерации, простота и удобство транспортировки картриджей с УВМ к узлу регенерации позволили значительно упростить и снизить себестоимость всей технологической системы, а также способа очистки сточных вод и регенерации фильтрующего материала и улучшить качество как очистки сточных вод, так и регенерации УВМ.

Поставленная техническая задача решается также тем, что в качестве фильтра выбран напорный фильтр, преимущественно вертикальный. Именно для напорных фильтров [3] упаковка тканого УВМ в картриджи (с возможностью их удаления и повторной загрузки) наиболее удобна. Для очистки сточных вод имеют преимущества вертикальные напорные фильтры [3] (меньше затраты энергии на поддержание необходимого напора на всей высоте напорного фильтра).

Поставленная задача решается также тем, что в предложенной технологической системе предусмотрена возможность смены картриджей в фильтре, преимущественно напорного типа, во время проведения очистки сточных вод.

Поставленная техническая задача решается также тем, что узел регенерации снабжен вакуумным насосом, обеспечивающим давление в автоклаве 410⁴... 1,510⁴Па. Создание такого вакуума (по крайней мере периодически) во время проведения регенерации УВМ значительно улучшает степень очистки фильтрующих УВ материалов.

Поставленная задача решается также тем, что предложенный узел регенерации, состоящий из автоклава, связанного с вакуумным насосом, также снабжены трубопроводами, платформой для установки картриджей, механизмом загрузки и выгрузки картриджей, теплообменником, охладителем, по крайней мере одним манометром, а также элекро- и пневмооборудованием. Наличие указанных систем внутри или вне автоклава зависит от выбора типа автоклава, от его конкретной конструкции.

Кроме того, в технологическую систему могут быть дополнительно включены по крайней мере один узел механической очистки, по крайней мере один усреднитель, а также имеются соединительные трубопроводы, соединяющие соответствующие узлы технологической системы для направления по ним очищаемых сточных вод. В технологической системе очистки сточных вод фильтрам очистки обычно предшествуют узлы механической очистки, усреднители, которые установлены на трубопроводе в требуемой последовательности для решения конкретных поставленных задач конкретной модификацией технологической системы. Может не быть указанных узлов технологической системы либо введены какие-либо требуемые еще.

Так как предложенный нами узел регенерации не связан непосредственно с каким-либо узлом очистки сточных вод, то к нему не предполагается проведения трубопровода. Картриджи с загрязненным УВМ будут направляться в узел регенерации, например, на платформе транспортировки картриджей для загрузки их в автоклав.

Для достижения поставленной задачи для сточных вод, содержащих превалирующее количество примесей, имеющих заряд определенного знака, выбирают УВМ для первой ступени фильтрации с зарядом, противоположным по знаку. При этом возможно снизить дозу УВМ, не ухудшая качества получаемой очищенной воды. Очищенные воды возможно повторно использовать в производстве, экономя водопроводную воду.

Кроме того, предложено в качестве УВМ выбрать либо Бусофит, либо Вискумак, либо АУТ-М. Эти виды УВМ [6] наиболее эффективны при очистке стоков красильного, красильно-отделочного производства, при очистке водоемов от нефтепродуктов.

Поставленная техническая задача во втором варианте решается тем, что предложена технологическая система очистки сточных вод, содержащая узел фильтрации, снабженный углеродно-волокнистым материалом, и узел регенерации, причем узел фильтрации содержит по крайней мере один вращающийся фильтр барабанного типа, загруженный послойно углеродно-волокнистым материалом и снабженный средствами непрерывной смены материала, а также по крайней мере один напорный фильтр, содержащий углеродно-волокнистый материал, упакованный в картриджи с обеспечением возможности их удаления из фильтра, при этом узел регенерации снабжен автоклавом, связанным с вакуумным насосом, обеспечивающим давление по крайней мере 1,510⁴Па.

Отличием является вся совокупность существенных признаков предложенного изобретения. Существенными, отличительными, взаимосвязанными признаками являются следующие: предложенная упаковка тканого УВМ во вращающемся фильтре барабанного типа [7], которая может быть различной формы (например, плоской, ленточной и т.д.); области фильтрации и регенерации, находящиеся в контакте во вращающемся фильтре барабанного типа; предусмотренная возможность обеспечения преимущественно непрерывной смены УВМ в областях фильтрации и регенерации; а также проведение регенерации части УВМ во время проведения фильтрации через другую часть того же УВМ в одном и том же вращающемся фильтре барабанного типа; наличие преимущественно вертикального напорного фильтра; упаковка УВМ в картриджи для загрузки в напорный фильтр: предусмотренная возможность преимущественно периодической смены картриджей с УВМ в зоне фильтрации, в том числе и во время процесса фильтрации; предусмотренная возможность проведения регенерации УВМ в картриджах во время процесса очистки: наличие изолированного узла регенерации картриджей с УВМ, основным элементом которого выбрано известное устройство - автоклав, приспособленный для наших целей, а также предложенные конструкции узла регенерации и автоклава. Предложенная технологическая система весьма проста и экономична, а проведение операции удобно при значительно меньших затратах времени. Простота и удобство решения узла регенерации, простота и удобство транспортировки картриджей с УВМ к узлу регенерации позволили значительно упростить и снизить себестоимость всей технологической системы, повысить эффективность и ускорить процесс регенерации, а также весь процесс очистки сточных вод. Нами получено улучшение параметров очищенных сточных вод при использовании предложенной технологической системы.

Поставленная техническая задача решается также тем, что узел регенерации снабжен вакуумным насосом, обеспечивающим давление в автоклаве 410⁴... 1,510⁴Па.

Создание такого вакуума (по крайней мере периодически) во время проведения регенерации УВМ значительно улучшает степень очистки фильтрующих УВ материалов.

Поставленная задача решается тем, что предложено УВМ выполнять в виде слоистой плоской формы, в частности в виде по крайней мере однослойной ленты. Использование УВМ, упакованных таким образом, имеет преимущество в ряде известных фильтров, в том числе в фильтре барабанного типа (хотя может быть использована и другая упаковка УВМ).

Поставленная техническая задача решается также тем, что в качестве другого фильтра выбран напорный фильтр, преимущественно вертикальный. Именно для напорных фильтров упаковка тканого УВМ в картриджи (с возможностью их удаления и повторной загрузки) наиболее удобна. Для очистки сточных вод имеют преимущества вертикальные напорные фильтры (меньше затраты энергии на поддержание необходимого напора на всей высоте напорного фильтра).

Поставленная задача решается также тем, что в предложенной технологической системе предусмотрена возможность смены картриджей в фильтре, преимущественно напорного типа, во время проведения очистки сточных вод.

Поставленная задача решается также тем, что предложенный узел регенерации с автоклавом снабжены трубопроводами, платформой для установки картриджей, механизмом загрузки и выгрузки картриджей, теплообменником, охладителем, а также элекро- и пневмооборудованием. Наличие указанных систем внутри или вне автоклава зависит от выбора типа автоклава, от его конкретной конструкции.

Кроме того, в технологическую систему могут быть дополнительно включены по крайней мере один узел механической очистки, по крайней мере один усреднитель, а также имеются соединительные трубопроводы, соединяющие соответствующие узлы технологической системы для направления по ним очищаемых сточных вод. В технологической системе очистки сточных вод фильтрам очистки обычно предшествуют узлы механической очистки, усреднители, которые установлены на трубопроводе в требуемой последовательности для решения конкретных поставленных задач конкретной модификацией технологической системой. Может не быть указанных узлов технологической системы либо введены какие-либо требуемые еще.

Для достижения поставленной задачи в предложенной технологической системе для сточных вод, содержащих превалирующее количество примесей, имеющих заряд определенного знака, для первого из фильтров выбран углеродно-волокнистый материал с зарядом, противоположным по знаку. При этом возможно снизить дозу УВМ, не ухудшая качества получаемой очищенной воды, повышается эффективность очистки сточных вод.

Кроме того, предложено в качестве УВМ выбрать либо Бусофит, либо Вискумак, либо АУТ-М. Эти виды УВМ [6] наиболее эффективны при очистке стоков красильного, красильно-отделочного производства, при очистке водоемов от нефтепродуктов.

Предложенные в первом варианте технологической системы конструкция напорного фильтра и новый узел регенерации позволили проводить регенерацию заменяемого загрязненного УВМ в локальном узле регенерации, используя автоклав, во время проведения очистки сточных вод. Значительно повышены эффективность и ускорены процессы фильтрации и регенерации. Достигнуто практически равномерное прохождение сточных вод по всему объему напорных сорбирующих фильтров. Предложенная во втором варианте технологической системы новая и неочевидная совокупность использования вращающегося фильтра барабанного типа особой конструкции (форма упаковки УВМ во вращающемся фильтре барабанного типа, нахождение в контакте областей фильтрации и регенерации УВМ и обеспечение возможности непрерывной смены УВМ в указанных областях, в том числе и во время проведения процесса регенерации), напорного фильтра, упакованного картриджами, загруженными УВМ, и нового локального узла регенерации с основным элементом-автоклавом, также дали возможность значительно повысить эффективность и ускорить процессы фильтрации и регенерации. В обоих вариантах улучшены условия проведения очистки. Нами ускорен процесс регенерации УВМ, а также ускорен весь процесс очистки сточных вод. Полученное нами улучшение параметров очищенных сточных вод при использовании предложенных вариантов технологической системы дало возможность использовать очищенные сточные воды на соответствующих этапах производственного цикла, экономя водопроводную воду. Использование предложенной технологической системы позволяет повысить эффективность очистки сточных вод на 15-20% по сравнению с известными.

Все предложенные варианты предложенной технологической системы имеют один общий замысел и могут рассматриваться в одной заявке на изобретение.

Считаем, что изложенные признаки изобретения существенны, неочевидны и изобретение обладает изобретательским уровнем и новизной. Предложенной технологической системой очистки сточных вод (варианты) решена поставленная техническая задача.

Кроме того, стало возможным упростить известные ранее технологические системы для очистки сточных вод без использования УВМ. Части систем к настоящему времени хорошо разработаны и широко применяются. Введены новые, но простые в исполнении узлы технологической системы, которые позволили создать удобства в использовании предложенной технологической системы и сократить расходы на ее реализацию и эксплуатацию. Поэтому считаем, что предложенное изобретение обладает промышленной применимостью.

Краткое описание чертежей

Для пояснения изобретения предложены фигуры 1 - 3.

На фиг. 1 схематично изображена первая модификация технологической системы для очистки производственных сточных вод.

На фиг. 2 схематично изображена вторая модификация технологической системы для очистки ливневых стоков.

На фиг. 3 схематично изображена объединенная модификация технологической системы для очистки производственных сточных вод и ливневых стоков.

Варианты осуществления изобретения

Технологическая система в первой модификации (см. фиг. 1) используется для очистки преимущественно производственных сточных вод. Имеются два трубопровода 1 и 2 для двух потоков сточных вод, каждый из которых соединен с одним фильтром механической очистки 3, и последние далее трубопроводами 1 и 2 соответственно соединены с усреднителем 4.

Последний единым трубопроводом 5 соединен с первым фильтром 6, загруженным УВМ. Внутри фильтра 6 предусмотрена область регенерации. Фильтр 6 трубопроводом 7 соединен с насосом 8 и далее трубопровод 7 последовательно соединяет последовательно расположенные три фильтра 9-11. Использованы фильтры (9-11) вертикального напорного типа [5], каждый из которых загружен УВМ, упакованным в картриджи (на фигурах не показаны). Узел регенерации 12 предназначен для регенерации УВМ в картриджах. Узел регенерации 12 включает автоклав 13 (на фигурах не изображен схематично блоком). Количество узлов регенерации в основном зависит от количества разновидностей применяемых фильтров, например фильтры барабанного типа [6], напорные вертикальные фильтры [5] и т. д. Последний фильтр 11 соединен с трубопроводом вывода очищенных сточных вод.

В автоклаве 13 предусмотрено размещение по крайней мере одного картриджа с УВМ. Узел регенерации с автоклавом снабжен трубопроводами, платформой для установки картриджей внутри автоклава, платформой для транспортировки картриджей, которая может быть также и платформой для установки картриджей внутри автоклава, механизмом загрузки и выгрузки картриджей, теплообменником, охладителем, манометрами, а также элекро- и пневмооборудованием. Наличие указанных систем внутри или вне автоклава зависит от выбора типа автоклава, от его конкретной конструкции. Взаимосвязи указанных систем аналогичны известным взаимосвязям тех же систем в наиболее совершенных автоклавах последних разработок России и зарубежных.

Технологическая система в соответствии со второй модификацией (см. фиг. 2), используется, например, для очистки ливневых стоков. Она состоит из одного трубопровода 14, соединенного с фильтром механической очистки 3, который соединен с трубопроводом 15, соединенным с усреднителем 4, который далее соединен с трубопроводом 16, на нем размещен насос 8, и далее трубопровод 16 последовательно соединяет последовательно установленные напорные вертикальные фильтры 9 - 11, заправленные УВМ, упакованным в картриджи. Технологическая система также содержит узел регенерации 12, включающий автоклав 13, предназначенный для регенерации УВМ, упакованного в картриджи.

Последний фильтр 11 соединен с трубопроводом вывода очищенных сточных вод.

Объединенный вариант технологической системы изображен на фиг. 3 и предназначен, например, для очистки как производственных сточных вод, так и ливневых стоков. Рассматривается следующее соединение двух предложенных вариантов. В объединенной технологической системе имеются три трубопровода 1,2 и 14, на каждом из которых установлено по одному фильтру механической очистки 3. Далее трубопроводы стоков 1 и 2 соединены с усреднителем 4, после которого на едином трубопроводе 5 размещены первый фильтр 6, содержащий УВМ с областью регенерации внутри него. Далее единый трубопровод 7 и трубопровод 15 соединены со вторым усреднителем 4. Далее объединенный трубопровод 17, на котором размещен насос 8, соединен с последовательно установленными напорными вертикальными фильтрами 9 - 11, заправленными УВМ, упакованным в картриджи. Узел регенерации 12, включающий автоклав 13, предназначен для регенерации УВМ, упакованного в картриджи. Последний фильтр 11 соединен с трубопроводом вывода очищенных сточных вод.

Примеры конкретного исполнения.

Пример 1. Очистка производственных стоков красильно-отделочного производства.

Химически загрязненные производственные стоки красильно-отделочного производства имели следующий качественный состав:

Интенсивность красителя (ИК) - 1:1024 - 1:6400

Химическое потребление кислорода (ХПК) - 1200 - 2560 мг/л

Взвешенные вещества - 500 - 950 мг/л

(Точность определения качественного состава составляла 5%).

Производственные сточные воды в виде двух потоков направляли по двум трубопроводам 1 и 2, каждый на один из двух устройств механической очистки 3 - на соответствующий волоконноуловитель (3), каждый из которых предназначен для удаления крупнодисперстных примесей. Волоконноуловители 3 обеспечивали снижение загрязнений по взвешенным веществам на 5% в каждом потоке. Далее оба потока направляли в усреднитель 4 барботажного типа для их перемешивания. На выходе из усреднителя 4 контролировали качественный состав усредненного стока:

ИК - 1:4500

ХПК - 2120 мг/л

Взвешенные вещества - 680 мг/л

Усредненный сток по единому путепроводу 5 подавали на первый фильтр 6 - вращающийся фильтр барабанного типа с четырьмя слоями УВМ, а именно Бусофита [7] , обладающего сорбционной емкостью 4 кГ/кГ. Задержанные на них загрязнения удаляли регенерацией паром с температурой 120^oC в течение 40 минут непосредственно на фильтре. (Здесь и далее точности определения величин температуры - 1^oC, вакуума - 1%, времени -1 мин). На выходе первого фильтра 6 контролировали качественный состав сточных вод:

ИК - 1:3200

ХПК - 1650 мг/л

Взвешенные вещества - 170 мг/л

Далее общий поток частично очищенных сточных вод по трубопроводу 7 с помощью насоса 8 подавали на последовательно установленные (в данном случае три) напорные вертикальные фильтры 9 - 11, загруженные 162 кГ УВМ, а именно Вискумаком [7] (обладающим сорбционной емкостью 3,2 кГ/кГ), на высоту 3,6 м каждый. Это превышает расчетное количество УВМ, необходимое для эффективной очистки данных сточных вод. УВМ упаковывали в картриджи, которые при загрязнении УВМ периодически удаляли из напорных вертикальных фильтров 9-11, причем в них все время должно находится требуемое расчетное количество УВМ для проведения эффективной очистки сточных вод. Расчетная продолжительность фильтроцикла - 4,8 суток.

Для очистки УВМ картриджи помещали в узел регенерации 12. Задержанные на УВМ загрязнения удаляли в автоклаве 13 путем последовательного чередования вакуумирования (при 2 10⁴ Па) и выпаривания (проводили обработку загрязненной фильтровальной ткани острым паром при его начальной температуре 120^oC при общем времени воздействия пара на УВМ в течение 40 минут). Количество чередований задано программой и определяется видом загрязнения, его степенью, выбором УВМ, требованиями к очищенным сточным водам. После последнего выпаривания проводили вакуумирование до той же степени вакуума, что и обработку, и охлаждали под тем же вакуумом. При такой регенерации УВМ (в картриджах) нами достигнута степень чистоты УВМ 95 - 97%.

После завершения очистки очищенные производственные сточные воды содержали предельно допустимые концентрации (далее "ПДК") загрязнений с характеристиками:

ИК - 1:164

ХПК - 230 мг/л

Взвешенные вещества - 120 мг/л

Такие очищенные стоки можно повторно использовать на соответствующих этапах производственного цикла.

Пример 2. Очистка ливневых стоков.

Очистку ливневых стоков проводили следующим образом. Химически загрязненные ливневые стоки имели следующий качественный состав:

ИК - 1:512

ХПК - 600 мг/л

Взвешенные вещества - 227 мг/л

Ливневый сток по трубопроводу 14 направляли на механическую очистку 3, получая значительное снижение взвешенных веществ - до 60 мг/л при практически неизменных ИК и ХПК. После усреднителя - накопителя 4 получали качественный состав ливневых стоков следующим:

ИК - 1:450

ХПК - 480 мг/л

Взвешенные вещества - 10 мг/л

Далее ливневые сточные воды по трубопроводу 16 направляли (с помощью насоса 8) на три последовательно соединенные вертикальные напорные фильтра 9 - 11, загруженные УВМ, а именно АУТ-М [7], обладающим сорбционной емкостью 2,7 кГ/кГ и упакованным в картриджи.

Картриджи с УВМ по предложенному способу в данном случае очищали в узле регенерации 12, начиная с операции вакуумирования до достижения 410⁴Па. Затем при постоянном поддерживании 410⁴Па проводили обработку в течение 30 минут загрязненной фильтровальной ткани острым паром при его начальной температуре 110^oC. Подачу пара производили постоянно. Процесс очистки УВМ в картриджах заканчивали операцией вакуумирования при 410⁴Па с последующим их охлаждением до температуры окружающей среды при отсутствии откачки. При такой регенерации УВМ (в картриджах) нами достигнута степень чистоты УВМ порядка 96%.

После очистки качественный состав обработанных ливневых стоков получали следующим:

ИК - 1:24

ХПК - 230 мг/л

Взвешенные вещества - 10 мг/л

Такие очищенные стоки можно повторно использовать на соответствующих этапах производственного цикла.

Пример 3. Очистка производственных и ливневых стоков.

Качественный состав производственных и ливневых стоков до очистки см. в примере 1 и примере 2 соответственно.

Для очистки производственных и ливневых стоков применяли объединенную технологическую систему. Очистку производственных сточных вод, направляемых по трубопроводам 1 и 2, до получения частично очищенных сточных вод в трубопроводе 7 производили аналогично примеру 1. Ливневые стоки, направляемые по трубопроводу 14, проходили механическую очистку 3, аналогично примеру 2. Частично очищенные производственные сточные воды в едином трубопроводе 7 соединяли с ливневым стоком, направляемым по трубопроводу 15, в усреднитель 4.

Объединенный поток по трубопроводу 17 поступал на насос 8 и далее по трубопроводу 17 на последовательно расположенные напорные вертикальные фильтры 9-11, загруженные УВМ (см. пример 1), а именно Вискумаком [7], упакованным в картриджи. Очистка сточных вод в фильтрах происходила аналогично примеру 1. Регенерацию УВМ проводили в узле регенерации 12 при постоянном поддержании пониженного давления (порядка 310⁴Па) и периодическом пропаривании (при начальной температуре вводимого пара 115^oC при общем времени воздействия пара в течение 35 мин). После последнего пропаривания охлаждали естественным путем (без вакуумирования).

После окончания очистки получали качественный состав стоков следующим:

ИК - 1:16

ХПК - 180 мг/л

Взвешенные вещества - 25 мг/л

При использовании предложенного способа очистки сточных вод и предложенных вариантов технологических систем очистки получена настолько высокая степень очистки, что обработанные сточные воды стало возможным использовать повторно в производстве, а также снизить массу сброса загрязнений на 85 - 95%.

Изложенное выше позволило заключить, что нами решена поставленная техническая задача: улучшение очистки фильтрующих материалов, повышение степени очистки сточных вод, снижение вторичных загрязнений, сокращение сброса массы загрязнения, достижение возможности повторного использования в производстве обработанных сточных вод, что приводит к значительной экономии водопроводной воды и, в совокупности с сокращением времени проведения всего процесса очистки, к экономии общих затрат на осуществление процесса очистки сточных вод.

Промышленная применимость

Изобретение может быть использовано при очистке окрашенных сточных вод водоемов, рек, в том числе от нефтепродуктов, для водоподготовки, для очистки стоков красильных заводов, красильно-отделочных производств, содержащих различные красители, например, для очистки стоков предприятий текстильной промышленности, художественно-прикладного производства и т.д., а также хозяйственно-бытовых стоков, имеющих цветность.

Источники информации

1. "Очистка производственных сточных вод" под ред. к.т.н. Ю.И. Турского и к.т.н. И.В. Филиппова, изд. "Химия", Ленинградское отд., 1967, с.187.

2. Аширов А.Ю. "Ионообменная очистка сточных вод, растворов, газов", Л., "Химия", 1983, с.99-101.

3. "Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий.", Москва, "Стройиздат", 1981 г., с.146.

4. Патент РФ 2084411 C1 (Пензин Р.А.) 20.07.1997.

5. Ю. М. Ласков, Т.В.Кузнецова, Н.Н.Пальгунов, "Очистка сточных вод от красителей и ПАВ", Водоснабжение и санитарная техника (ВСТ), 1997, N 3, с. 11- 15.

6. Углеродно-волокнистый материал "Бусофит", "Вискумак", "АУТ-М" ТУ 88 БССР 180-90.

7. Патент РФ 2048919, В 01 J 47/10.