Спосіб очистки фенольних стічних вод від кам’яновугільної смоли

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб очистки фенольних стічних вод, що включає обробку води неорганічним коагулянтом в присутності органічної добавки - поверхнево-активної речовини - з подальшою флотосепарацією забруднень, який відрізняється тим, що як коагулянт використовують природний лужний бентоніт у кількості 80-120 мг/дм3, а поверхнево-активну речовину беруть катіонного типу у кількості 3-5 мг/дм3.

Текст

Дивитися

Реферат: Спосіб очистки фенольних стічних вод включає обробку води неорганічним коагулянтом в присутності органічної добавки - поверхнево-активної речовини - з подальшою флотосепарацією забруднень. Як коагулянт використовують природний лужний бентоніт у 3 кількості 80-120 мг/дм , а поверхнево-активну речовину беруть катіонного типу у кількості 3-5 3 мг/дм . UA 111944 U (54) СПОСІБ ОЧИСТКИ ФЕНОЛЬНИХ СТІЧНИХ ВОД ВІД КАМ'ЯНОВУГІЛЬНОЇ СМОЛИ UA 111944 U UA 111944 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області обробки смоло- і масловмісних промислових стічних вод, зокрема, пінною флотацією та може використовуватись для очистки фенольних стічних вод коксохімічних заводів. Відомий спосіб очистки стічних вод, які містять нафтопродукти, що включає додавання коагулянту, перемішування і відстоювання, який відрізняється тим, що як коагулянт застосовують природний бішофіт у кількості 1-40 мг/л при температурі стічної води 20-80 °C [заявка РФ № 94017481, C02F 1/52, 1996]. До недоліків цього способу належать необхідність підігрівання стічної води, що пов'язано з додатковими витратами енергії, а також можливість перевищення вмісту іонів Сl в очищеній воді, які активізують протікання корозійних процесів. Крім того, виконання відомого способу передбачає наявність фази відстоювання тривалістю 30 хвилин, що неможливо забезпечити в деяких технологічних схемах. Найбільш близьким за технічною сутністю є спосіб флотаційної очистки природних та стічних вод, що включає обробку води неорганічним коагулянтом в присутності органічної добавки з подальшою флотосепарацією забруднень, який відрізняється тим, що як органічну добавку використовують поверхнево-активну речовину аніонного типу. Причому, при очистці нафтовмісних стічних вод поверхнево активну речовину вводять в кількості 0,003-0,008 % мас, а при очистці природних вод поверхнево-активну речовину вводять в кількості 0,0001-0,0005 % мас. [патент України № 37423, C02F 1/24, 2001]. З технічної суті найближчого аналога витікає, що ефект очистки пов'язаний з наданням від'ємного заряду газовим бульбашкам в процесі флотації, що полегшує їх взаємодію з позитивно зарядженими частинками гідролізованого коагулянту, який використовується для коагуляції домішок води і сорбції розчинених органічних речовин, що надають воді забарвленість. Це є істотним недоліком найближчого аналога у випадках, коли частинки гідролізованого коагулянту або іншої диспергованої речовини заряджені негативно. В такому випадку взаємодія між бульбашками повітря та частинками дисперсної фази буде надзвичайно слабкою. Тому, для очистки стічних вод коксохімічних виробництв використання відомого способу буде недоцільним, оскільки колоїдні частинки гідролізованого коагулянту із адсорбованою на їх поверхні смолою заряджені негативно і будуть відштовхуватись від бульбашок, зменшуючи ефективність очистки. Основні недоліки найближчого аналога наступні. Сульфат алюмінію, який використовується як реагент у найближчому аналогу, викликає корозію сталевої апаратури та комунікацій. Приймаючи до уваги високу вартість запропонованих у найближчому аналогу поверхневоактивних речовин (додецилсульфату натрію, бутилнафталінсульфонату натрію, рафінованого акліларилсульфонату), спосіб потребує високих матеріальних витрат при обробці великих об'ємів стічних вод. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу очистки фенольних стічних вод шляхом використання дешевої, доступної та корозійно безпечної природної речовини, що приведе до збільшення ефективності очистки від кам'яновугільної смоли та зниження експлуатаційних витрат. Поставлена задача вирішується тим, що в способі очистки фенольних стічних вод, що включає обробку води неорганічним коагулянтом в присутності органічної добавки поверхнево-активної речовини - з подальшою флотосепарацією забруднень, як коагулянт 3 використовують природний лужний бентоніт у кількості 80-120 мг/дм , а поверхнево-активну 3 речовину беруть катіонного типу в кількості 3-5 мг/дм . У пропонованому способі вирішується важлива задача очистки фенольних стічних вод коксохімічних заводів, що містять емульсовану кам'яновугільну смолу, перевищення гранично допустимої концентрації (ГДК) якої у водах, що надходять на стадію біологічної очистки, призводить до загибелі мікроорганізмів активного мулу та великих економічних збитків. Фізикохімічна суть процесу очистки фенольних стічних вод від кам'яновугільної смоли полягає у наступному. Після внесення природного лужного бентоніту у воду відбувається його інтенсивне набухання, а отже, збільшення питомої поверхні. У процесі інтенсивного перемішування бентоніту з фенольною водою відбувається адсорбція колоїдних часточок кам'яновугільної смоли на поверхню пластівців бентоніту і повільне спливання їх на поверхню рідини. При цьому також протікають процеси адсорбції інших забруднень, наявних у фенольній воді (часточки коксу і напівкоксу, вугілля, пічної кладки, графітоподібні продукти), котрі надають її специфічного темного забарвлення. В результаті спостерігається помітне освітлення фенольної води. При додаванні до системи поверхнево-активної речовини катіонного типу (флокулянту) відбувається активне об'єднання пластівців часточок гідролізованого бентоніту у більш крупні, та швидке спливання їх на поверхню рідини, де їх можна легко відділити від води скребковим пристроєм. 1 UA 111944 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Добавка флокулянту збільшує швидкість процесів коагуляції-флокуляції, з'єднуючи своїми полімерними містками молекули бентоніту між собою. + Використання лужного (переважний обмінний іон Na ) бентоніту прийнятніше, оскільки він 2+ набухає у воді набагато інтенсивніше, ніж лужноземельний (переважний обмінний іон Са ), прискорюючи тим самим, процес очистки. Оптимальною дозою бентоніту, необхідною для ефективного видалення кам'яновугільної 3 3 3 смоли є 100 мг/дм . При дозі бентоніту, меншій за 80 мг/дм , потрібна ГДК (менше 25 мг/дм ) не 3 забезпечується, а при більшій за 120 мг/дм виникає явище стабілізації емульсії і процес очистки погіршується. Кількість флокулянту вибрана з умов, що забезпечують найефективнішу очистку стічних вод 3 і найменшу тривалість процесу. При значенні дози флокулянту, більшої за 5 мг/дм , ступінь очистки зростає незначно, але значно зростає вартість процесу. При значенні дози флокулянту, 3 меншої за 3 мг/дм потрібного ефекту від реагенту не досягається. Флотаційну сепарацію можна здійснювати в флотаторах будь-якого типу - з механічним диспергуванням повітря через пористі перегородки, або в флотаторах напірного типу, де виділення повітря з води в вигляді найменших бульбашок відбувається за рахунок зниження тиску до атмосферного. Визначальним фактором при цьому буде підтримка інтенсивного режиму перемішування бентоніту з водою протягом всього процесу флотації. Спосіб ілюструється прикладом його здійснення (див. Таблиця). 3 У шість лабораторних флотаторів ємністю 1,5 дм кожний наливають фенольну стічну воду 3 об'ємом 1 дм і температурою 50 °C. Вихідний вміст емульсованої кам'яновугільної смоли у воді 3 становить 300 мг/дм . До забрудненої води, при рН=8,3 та інтенсивному перемішуванні 3 повітрям, у кожний флотатор додають відповідно 80, 90, 100, 110 і 120 мг/дм порошкоподібного 3 лужного бентоніту і через 1-2 хвилини - 4 мг/дм катіонного флокулянту (у вигляді порошку). Такі 3 ж дії повторюють ще двічі, зменшуючи або збільшуючи дозу флокулянту - спочатку до 3 мг/дм , 3 3 2 а потім до 5 мг/дм . При швидкості подачі повітря 10 см /хв. на 1 см площі перетину флотатора, здійснюють флотацію протягом 20 хвилин. Утворений осад, який містить пластівці бентоніту з адсорбованою кам'яновугільною смолою, спливає на поверхню рідини, і його відділяють від води, що обробляється. При оптимальних умовах виконання пропонованого способу ступінь 3 очистки досягає 96 %, при цьому залишковий вміст кам'яновугільної смоли дорівнює 12 мг/дм (№ пп 8). Реалізація пропонованого способу очистки фенольних стічних вод в умовах коксохімічного виробництва дозволяє досягти ступеня очистки фенольної води від 86,7 % до 96 %, забезпечуючи при цьому необхідну ГДК для подальшої біологічної очистки (не більше 25 3 мг/дм ). Також зникне необхідність відшкодування збитків, заподіяних корозією апаратури. Ефект покращення техніко-економічних показників процесу очистки стічної води, що містить емульсію кам'яновугільної смоли, виникає за рахунок використання дешевої та доступної сировини у якості коагулянту і високої швидкості видалення забруднень. У порівнянні з прототипом вартість патентованого способу очистки фенольних стічних вод від емульсії кам'яновугільної смоли значно нижча через низьку вартість коагулянту (бентоніту). Запропонований спосіб очистки фенольних стічних вод є гнучким, простим у застосуванні, економічно доцільним, дозволяє стабільно підтримувати задану ГДК кам'яновугільної смоли для подальших стадій очистки, збільшуючи ефективність очистки фенольних стічних вод в цілому. Таблиця № пп 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Доза бентоніту, мг/дм3 80 90 100 110 120 80 90 100 110 120 80 90 100 110 120 Доза флокулянту, мг/дм3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 Залишковий Вихідний вміст смоли, смоли, 3 мг/дм мг/дм3 300 36 300 32 300 26 300 27 300 28 300 29 300 27 300 12 300 20 300 25 300 40 300 36 300 15 300 19 300 23 2 вміст Ефективність очистки, % 88,0 89,3 91,3 91,0 90,7 90,3 91,0 96,0 93,3 91,7 86,7 88,0 95,0 93,7 92,3 UA 111944 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб очистки фенольних стічних вод, що включає обробку води неорганічним коагулянтом в присутності органічної добавки - поверхнево-активної речовини - з подальшою флотосепарацією забруднень, який відрізняється тим, що як коагулянт використовують 3 природний лужний бентоніт у кількості 80-120 мг/дм , а поверхнево-активну речовину беруть 3 катіонного типу у кількості 3-5 мг/дм . Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: B03D 1/02, C02F 1/24

Мітки: очистки, стічних, смолі, кам'яновугільної, фенольних, вод, спосіб

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/5-111944-sposib-ochistki-fenolnikh-stichnikh-vod-vid-kamyanovugilno-smoli.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб очистки фенольних стічних вод від кам’яновугільної смоли</a>

Подібні патенти