способ очистки и обеззараживания сточных вод

Формула изобретения

1. Способ очистки и обеззараживания сточных вод, включающий предварительную механическую очистку, физико-химическую очистку, биологическую очистку и доочистку, отличающийся тем, что физико-химическую очистку осуществляют посредством обработки воды электрокоагуляцией в течение 20-30 мин при значениях плотности анодного тока 1 -3 А/дм², совмещенной с периодическим воздействием в течение 2-3 мин через каждые 5-7 мин ультразвуковыми колебаниями частотой 20-25 кГц и мощностью 1-3 В/см² , с последующим отстаиванием.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что образующийся в процессе электрокоагуляции флотошлам подвергают пеногашению с последующим выпариванием, после которого 60-80% конденсата используют для разбавления стока перед биологической очисткой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам очистки и обеззараживания сточных вод, содержащих синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ). Изобретении может быть использовано для очистки сточных вод, образующихся в процессе влажной машинной чистки изделий из текстиля, кожи и замши, для утилизации отработанных моющих растворов прачечных производств, очистки сточных вод красильно-отделочных производств.

Известен способ очистки сточных вод, сущность которого заключается в предварительной физико-химической обработке или ультрафильтрации через полупроницаемые мембраны или флотации с последующим 2-4-ступенчатым фильтрованием через слои загрузки, на которые нанесен активный ил. (Патент РФ №2099293, МПК ⁶ С02F 3/02, С02F 3/08. «Способ очистки сточных вод», опубл. 20.12.1997 - 4 с.)

Недостатками известного способа в отношении его применения для очистки и обеззараживания сточных вод, содержащих СПАВ, являются необходимость значительного количества реагентов при использовании предварительной физико-химической очистки; частое засорение и замена мембран при использовании предварительной ультрафильтрации; недостаточная эффективность очистки при использовании предварительной флотации; низкая степень обеззараживания стока.

Известен способ для очистки сточных вод, заключающийся в предварительной очистке загрязненной сточной воды от песка, тяжелых примесей и с помощью соответствующей обработки воды от большей части нефтепродуктов, очистке сточной воды во флотационном модуле, доочистке сточной воды озонированием, во время которой флотошлам отводится в блок сбора флотошлама, окончательной очистке очищенной от дисперсных и частично окисленных нефтепродуктов воды фильтрацией. (Патент РФ №2085498, МПК⁶ С02F 1/24, С02F 1/40, «Установка для очистки сточных вод»; опубл. 27.07.1997 - стр.3-5 описания.)

Недостатками известного способа являются нерешенность проблемы утилизации флотоконденсата, образующегося в процессе флотации и являющегося источником образования вторичных отходов; низкая эффективность удаления нефлотируемых загрязнений; значительный расход озонсодержащей смеси на обеззараживание и окисление органических примесей.

Известен способ очистки сточной воды от синтетических поверхностно-активных веществ, включающий операцию электрокоагуляции с последующим пропусканием воды через сорбент, в качестве которого применяют шунгит.(Патент РФ №2060959, МПК⁶ С02F 1/463, «Способ очистки сточных вод от синтетических поверхностно-активных веществ»; опубл. 27.05.1995. - 4 с.)

Недостатками известного способа являются нерешенность проблемы утилизации флотоконденсата, образующегося в процессе электрофлотации и являющегося источником образования вторичных отходов; значительный расход материала растворимых электродов; необходимость регенерации сорбента; низкая степень обеззараживания стока.

Наиболее близким по технической сущности является способ для очистки и обеззараживания водных сред путем многостадийной обработки водных сред в протоке, заключающийся в том, что воду обрабатывают воздействием ультразвука в присутствии прошедшего кавитационную обработку анолита, имеющего высокий окислительный потенциал, в состав которого входит активный хлор, при этом происходит глубокая деструкция макромолекул агломератов, фотохимическое окисление органических и минеральных соединений, растворенных в обрабатываемой водной среде в присутствии радикалов активного хлора, озона, пероксида водорода, образующихся под воздействием ультрафиолетового излучения, а также инактивация патогенной микрофлоры, далее водную среду подают и обрабатывают в камере коагуляции, где продолжается дальнейшее окисление растворенных в водной среде соединений и патогенной микрофлоры, а наличие католита приводит к образованию центров коагуляции, что способствует возникновению в объеме обрабатываемой среды интенсивного хлопьеобразования, приводящего к выпадению в осадок вредных примесей и растворенных веществ, после чего проводят доочистку водной среды путем фильтрации и отводят очищенную и обеззараженную воду для дальнейшего использования для оборотного водоснабжения или сбрасывают ее в городское водоснабжение или же в естественные водоемы. (Патент РФ №2170713, МПК ⁶ С02F 9/12, «Установка для очистки и обеззараживания водных сред»; опубл. 20.07.2001 - 3-4 с. описания.)

Недостатком известного способа является низкая эффективность его применения для очистки и обеззараживания сточных вод с высокой концентрацией трудно окисляемых и биологически не разлагаемых синтетических поверхностно-активных веществ.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности очистки и обеззараживания сточных вод, содержащих СПАВ, обеспечении интенсификации процесса обработки и снижения затрат на очистку.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе очистки сточных вод, включающем предварительную механическую очистку, физико-химическую очистку, биологическую очистку и доочистку, согласно предложенному изобретению физико-химическую очистку осуществляют посредством обработки воды электрокоагуляцией в течение 20-30 минут при значениях плотности анодного тока 1-3 А/дм², совмещенной с периодическим воздействием ультразвуковыми колебаниями частотой 20-25 кГц и мощностью 1-3 В/см² в течение 2-3 минут через каждые 5-7 минут, с последующим отстаиванием. Образующийся в процессе электрокоагуляции флотошлам подвергают пеногашению с последующим выпариванием, после которого 60-80% конденсата используют для разбавления стока перед биологической очисткой.

В предложенном способе в отличие от прототипа взамен использования окислительно-восстановительных свойств католита и анолита и камеры коагуляции применяется электрокоагуляция. Для повышения эффективности электрокоагуляции применяется кавитация, создаваемая за счет ультразвукового воздействия. Совместное применение электрокоагуляции и ультразвукового воздействия повышает сорбционную емкость коагулянта, получаемого электрохимическим путем, что позволяет повысить эффективность очистки и снизить расход материала растворимых электродов.

Изобретение поясняется чертежом, где изображена блок-схема устройства, реализующего заявляемый способ очистки и обеззараживания сточных вод.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

На чертеже приведена в качестве примера блок-схема устройства, реализующего способ очистки и обеззараживания сточных вод.

Устройство содержит блок механической очистки 1, совмещенный с кавитационной камерой электрокоагулятор 2, отстойник 3, смеситель 4, блок биологической очистки 5, блок доочистки 6, пеногаситель 7, выпарной аппарат 8, сушильную камеру 9.

Сточная вода последовательно подвергается нескольким стадиям обработки.

Исходную сточную воду подают в блок механической очистки 1 и подвергают предварительной очистке от механических примесей. Очищенную от механических примесей воду после блока механической очистки 1 подают в совмещенный с кавитационной камерой электрокоагулятор 2, где подвергают электрокоагуляции в течение 30 минут при значениях плотности анодного тока 3 А/дм ² при периодическом ультразвуковом воздействии в течение 3 минут через каждые 7 минут ультразвуковыми колебаниями частотой 25 кГц и мощностью 3 В/см². После электрокоагуляции очищаемая вода направляют в отстойник 3, где от нее отделяют осадок в виде хлопьев коагулянта с адсорбированными на них загрязнениями.

Периодическое ультразвуковое воздействие в процессе электрокоагуляционной очистки за счет перемешивания, диспергирования, разрушения макромолекул и агломератов, капиллярных, дегазационных и флотационных эффектов способствует активации электродов, повышению электропроводности стока, увеличению сорбционной емкости коагулянта, уменьшению времени отстаивания. Кроме того, ультразвуковая обработка обеспечивает высокую степень очистки от органических и неорганических примесей, токсических загрязнений и патогенной микрофлоры. Поэтому применение периодических ультразвуковых колебаний на физико-химической стадии обработки сточных вод обеспечивает сокращение затрат и повышение эффективности очистки и обеззараживания стока.

Флотоконденсат, образующийся в электрокоагуляторе 2, собирают и отводят в пеногаситель 7, где он переводится в жидкую фазу. Жидкость из пеногасителя 7 подают в выпарной аппарат 8, где подвергают выпариванию. Упаренный раствор (кубовый остаток) из выпарного аппарата 8 совместно с осадком из отстойника 3 поступает в сушильную камеру 9, где в процессе сушки от них отделяется влага и остается сухой концентрат, направляемый на утилизацию.

Образующийся в выпарном аппарате 8 конденсат не содержит СПАВ, которые флотируются при электрокоагуляции и при выпаривании не переходят в конденсат. Его направляют в смеситель 4 для разбавления очищаемой воды перед биологической очисткой для экономии водозатрат. Очищаемую воду после отстойника 3 смешивают с конденсатом из выпарного аппарата 8 в смесителе 4 и подают в блок биологической очистки 5, где происходит процесс окисления органических примесей за счет жизнедеятельности микроорганизмов. После блока биологической очистки 5 очищаемую воду направляют в блок доочистки 6, где подвергают обеззараживающему воздействию, разрушающему ферментные системы микробных клеток и окисляющему остатки органических примесей.

Выпаривание флотошлама (флотоконденсата), образующегося в процессе электрокоагуляционной обработки сточных вод, решает вопрос его утилизации как вторичного отхода. Разбавление стока, прошедшего физико-химическую очистку, конденсатом от выпаривания флотошлама снижает концентрацию загрязняющих веществ и способствует обеззараживанию за счет повышенной температуры конденсата. Поэтому использования конденсата от выпаривания флотошлама для разбавления стока перед биологической очисткой снижает нагрузку на активный ил, обеспечивая снижение затрат и повышение эффективности биологического окисления. Оптимально использовать для разбавления 60-80% конденсата, образующегося при выпаривании флотошлама.

Предложенный способ позволяет обеспечить высокую эффективность очистки и обеззараживания сточных вод, содержащих СПАВ, интенсификацию процесса обработки в отсутствии реагентного хозяйства и снижение затрат на очистку.