Спосіб очистки стічної води звалищ тердих побутових відходів і пристрій для його здійснення

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб очистки стічної води звалищ твердих побутових відходів (ЗТПВ), що включає електрокоагуляційну обробку води залізним коагулянтом, який відрізняється тим, що процес очистки здійснюють в проточному режимі при одночасному одержанні коагулянту і введенні стічної води, одержану суміш перемішують барботажем повітря, піддають електрофлотаційній обробці, відділяють піну і шлам, а частину очищеної води використовують для електрогенерації коагулянту.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як нерозчинний електрод використовують оксидно-кобальтовий анод.

3. Пристрій для здійснення способу очистки стічної води звалищ твердих побутових відходів за п. 1, що включає корпус з розміщеними в ньому електрокоагуляційною та електрофлотаційною камерами, оснащеними електродами, та відстійною камерою, патрубки підводу стічної і відводу очищеної води та патрубок підводу частини очищеної води для генерації коагулянту, пристрої відділення піни і шламу і перегородку (13), яка відділяє патрубок відводу очищеної води від пристрою відділення піни, який відрізняється тим, що електрокоагуляційна і електрофлотаційна камери розділені перегородкою (11), електроди електрокоагуляційної камери розміщені по горизонталі нижче електродів електрофлотаційної камери, патрубок підводу стічної води виконаний як колектор і встановлений над електродами електрокоагуляційної камери, остання додатково оснащена колектором підводу повітря, розташованим над колектором вводу стічної води.

Текст

Реферат: Винахід належить до галузі обробки води, промислових і побутових стічних вод, зокрема, до електрохімічної очистки, і може бути використаний для очистки висококонцентрованих стічних UA 98196 C2 (12) UA 98196 C2 вод різноманітного складу, наприклад, промислових стоків та фільтратів звалищ твердих побутових відходів. Задача, на вирішення якої направлений винахід, - підвищення ступеня очистки стічної води, зниження енерговитрат. Запропонований спосіб електрофлотокоагуляційної очистки стічної води в проточному режимі з барботажем повітря та роздільним відділенням піни і шламу. Спосіб реалізується в пристрої, що містить електрокоагуляційну, електрофлотаційну та відстійну камери, колектори вводу стічної води й повітря, патрубки відведення піни, шламу й очищеної води. UA 98196 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі обробки води, промислових і побутових стічних вод, зокрема, до електрохімічної очистки, і може бути використаний для очистки висококонцентрованих стічних вод різноманітного складу, наприклад, промислових стоків та фільтратів звалищ твердих побутових відходів. Характерною особливістю промислово-побутових стоків є вміст в них великої кількості здатної до окислення органіки, завислих частинок, а також металоорганічних комплексних сполук, наприклад, сполук важких полівалентних металів з амінокислотами і гуміновими кислотами. Такі сполуки практично не піддаються традиційним методам очистки, оскільки не руйнуються звичайно застосовуваними методами окислення із-за високої стабільності. Останнім часом загострилась проблема очистки стічних вод звалищ твердих побутових відходів. Величезна кількість цих високотоксичних вод негативно впливає на оточуюче середовище, забруднюючи наземні і підземні джерела води. Враховуючи масштаби очищуваних вод для очистки фільтратів рекомендується безреагентна електрофлотокоагуляційна обробка з використанням простих пристроїв і дешевих матеріалів. Відомий спосіб електрохімічної очистки води і пристрій для його реалізації (RU, № 2180322, C02F 1/463, C02F 1/463, опубл. 10.03.2002) [1]. Суть способу полягає в електрокоагуляційній і електрофлотаційній очистці води в процесі заповнення реактора, відключені і поляризації розчинних електродів після наповнення реактора, електрофлотаційній обробці води в непроточному режимі, зливі напрацьованого пінного продукту після завершення електрофлотації і фільтрації очищеної води. Спосіб очистки води [1] реалізується в пристрої, який являє собою реактор, в нижній частині якого розміщений пакет нерозчинних електродів, а в верхній - пакет розчинних електродів, патрубок вводу оброблювальної води розміщений в днищі реактора. Процес очистки здійснюють в такий спосіб. Подають напругу на розчинні і нерозчинні електроди і заповнюють реактор водою через патрубок. Після заповнення реактора водою поляризацію розчинних електродів відключають, а воду з утвореним коагулянтом обробляють в непроточному режимі електрофлотацією. Після завершення електрофлотації напрацьований коагулянт зливають, а очищену воду фільтрують. Недоліком відомого способу і пристрою для очистки води [1] є періодичність дії і розташування розчинних електродів над нерозчинними, що призводить до отруєння поверхні нерозчинних електродів забруднювачами, що містяться в оброблюваній воді. Аналогом до пропонованого способу за технічною суттю і результатом, що досягається, є спосіб електрокоагуляційної очистки дренажних вод звалища твердих побутових відходів (ЗТПВ) (Гончарук В.В., Балакина М.Н., Кучерук Д.Д. Электрокоагуляционная очистка дренажных вод свалки твердых бытовых отходов // Химия и технология воды, 2010, 32, № 3. - с. 300-308) [2]. Згідно з способом [2] електрокоагуляційну очистку стічної води (СВ) ЗТПВ полігону № 5 с. Великі Дмитровичі Київської обл. проводять в непроточному реакторі з використанням 3 розчинних електродів із Ст3. Реактор прямокутної форми об'ємом 0,12 дм заповнювали СВ і включали поляризацію, під дією якої відбувалась електрогенерація коагулянту (гідроксидів заліза). Сила струму на аноді складала 0,9 А. Через 10 хв. поляризацію відключали, СВ з генерованим коагулянтом відстоювали, а очищену воду зливали. Відомий спосіб [2] не передбачає відокремлення пінистої фракції. Використання відомого способу [2] дозволяє скоротити кількість забруднюючих органічних 3 речовин в очищеній воді. Хімічне споживання кисню (ХСК) зменшилось з 3010 до 1452 мг О/дм , а кольоровість води зменшилась з 3072 до 1289 град. Ступінь очистки по ХСК складає 51,8 %, 3 по кольоровості 58 %. Підраховані нами за даними [2] енерговитрати на очистку 1 дм СВ досить високі і складають 4500 Кл. Недоліками способу [2] є недостатньо високий ступінь очистки води, що пояснюється наявністю в очищеній воді пінистої фракції і високі енерговитрати на проведення очистки. Ще одним недоліком відомого способу є його періодичність. Найбільш близьким аналогом до пропонованого пристрою за технічною суттю є пристрій для розділення двох незмішуваних рідин (RU, № 2029628, В03С 5/00, B01D 35/06, опубл. 27.07.1995) [3]. Відомий пристрій [3] включає корпус з розміщеними в ньому електрофлотаційною камерою з пакетом нерозчинних електродів, електрокоагуляційну камеру з пакетом розчинних електродів і відстійну камеру, патрубки підводу стічної і відводу очищеної води та патрубок підводу частини очищеної води для генерації коагулянту, пристрої відділення піни і шламу і перегородку, яка відділяє патрубок відводу очищеної води від пристрою відділення піни. Електроди електрокоагулятора виконані окремою секцією і розміщені над 1 UA 98196 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 електродами електрофлотатора, а вхідний патрубок електрофлотатора розташований в днищі корпуса і з'єднаний з дренажним трубопроводом очищеної рідини. Пристрій працює таким чином. Вихідна вода через вхідний патрубок надходить в електрофлотатор. Нафтопродукти, які містяться в вихідній воді, флотуються бульбашками газів, які виділяються на електродах, в верхню частину електрофлотатора, де змішуються з розчином коагулянту, який надходить з електрокоагулятора. Утворені в електрокоагуляторі при розчиненні алюмінієвого анода пластівці гідроксиду алюмінію сорбують на собі домішки і в вигляді пінного продукту накопичуються на поверхні води, звідки видаляються скребковим транспортером. Очищена вода переливається з електрофлотокоагуляційної камери в відстійну через отвір, розташований в нижній частині перегородки, яка відділяє очищену воду від пристрою відділення піни. Завислі тверді частинки збираються в шламозбірник відстійної камери, звідки періодично видаляються. Недоліками конструктивного виконання відомого пристрою [3] є: - розміщення патрубка вихідної води в нижній частині електрофлотатора, що призводить до зменшення електрокаталітичної активності нерозчинних електродів в результаті адсорбції на них забруднювачів води. - розташування розчинних електродів безпосередньо над нерозчинними. В результаті, бульбашки газів, що виділяються на нерозчинних електродах, флотують не частинки гідроксидів коагулянту з адсорбованими на їх поверхні домішками, а перемішують вихідну воду перед електрокоагуляційною камерою, що знижує ефективність електрофлотокоагуляційної очистки. В основу винаходу поставлена задача розробити спосіб очистки стічної води ЗТПВ, в якому поєднання процесів електрокоагуляції і електрофлотації в проточному режимі при реалізації в пристрої з новим просторовим розміщенням конструктивних елементів забезпечило б підвищення ступеня очистки і зменшення енерговитрат на очистку води. Для вирішення поставленої задачі запропонований спосіб очистки води звалищ твердих побутових відходів (ЗТПВ), що включає електрокоагуляційну обробку води залізним коагулянтом, в якому, згідно з винаходом, процес очистки здійснюють в проточному режимі при одночасному одержанні коагулянту і введенні стічної води ЗТПВ, одержану суміш перемішують барботажем повітря, піддають електрофлотаційній обробці, відділяють піну і шлам, а частину очищеної води використовують для електрогенерації коагулянту; при цьому як нерозчинний використовують оксидно-кобальтовий анод (ОКТА). Задача вирішується також пристроєм для очистки стічної води ЗТГТВ, що включає корпус, з розміщеними в ньому електрокоагуляційною та електрофлотаційної камерами, обладнаними електродами та відстійну камеру, патрубки підводу стічної і відводу очищеної води та патрубок підводу частини очищеної води для генерації коагулянту, пристрої відділення піни і шламу і перегородку (13), яка відділяє патрубок відводу очищеної води від пристрою відділення піни, в якому, згідно з винаходом, електрокоагуляційна і електрофлотаційна камери розділені перегородкою (11), електроди електрокоагуляційної камери розміщені по горизонталі нижче електродів електрофлотаційної камери, патрубок підводу стічної води виконаний як колектор і встановлений над електродами електрокоагуляційної камери, остання додатково оснащена колектором підводу повітря, розташованим над колектором вводу стічної води. Запропонована послідовність очистки СВ в проточному режимі, яка включає електрогенерацію коагулянту, перемішування електрогенерованого коагулянту з СВ барботажем повітря, наступною електрофлотацією коагулянту з адсорбованими на ньому забруднювачами, роздільне відділення піни і донного шламу, забезпечує підвищення ступеня електрофлотокоагуляційної очистки СВ, унеможливлює повторне забруднення очищеної води піною та знижує енерговитрати на проведення очистки. Досягнутий результат очистки забезпечується проведенням процесу в запропонованому пристрої з новим просторовим розміщенням конструктивних елементів: розміщення нерозчинних електродів над розчинними та розміщення патрубка подачі СВ над розчинними електродами запобігає отруєнню поверхні розчинних електродів забруднювачами СВ, а обладнання електрокоагуляційної камери патрубком вводу повітря прискорює переведення іонів двохвалентного заліза в трьохвалентні та сприяє повнішому контакту коагулянту з СВ, що забезпечує підвищення ефективності електрофлотокоагуляційної очистки. Таким чином, заявлена сукупність суттєвих ознак способу та пристрою є необхідною та достатньою для досягнення забезпечуваного групою винаходів технічного результату підвищенню ступеня очистки СВ ЗТПВ по ХСК до 60 %, по кольоровості до 69 % та зниження 3 енерговитрат на очистку 1 дм СВ до 315 Кл. Винахід пояснюється кресленням, на якому представлено схематичне зображення пристрою. Пристрій містить корпус (1), в якому розміщена електродна камера (2), обладнана 2 UA 98196 C2 5 10 15 20 25 розчинними електродами (3), патрубком вводу частини очищеної води (4), колекторами підводу стічної води (5) і повітря (6). В електрофлотаційній камері (7) розміщені нерозчинні електроди (8) і пристрій відділення піни (9) з патрубком (10). Електрофлотаційна камера (7) відділена від електрокоагуляційної камери (2) перегородкою (11), а від відстійної камери (12) - перегородкою (13). В нижній частині відстійної камери (12) розміщений патрубок відводу шламу (14), а в верхній - патрубок відводу очищеної води (15), гідравлічно з'єднаний з патрубком (4). Проводили електрофлотокоагуляційну очистку дренажної води звалища твердих побутових відходів полігону № 5 с Великі Дмитровичі Київської обл. Вихідна вода мала наступні показники: 3 рН=8,3, хімічне споживання кисню (ХСК), мг/дм 3010, кольоровість (град.) 3072. Загальна 3 мінералізація стічної води складала 17000 мг/дм . В електрокоагуляційну камеру (2) через патрубок (4) подавали водопровідну воду із 3 швидкістю 0,25 дм /хв. Після заповнення електрофлотокоагулятора водою включали поляризацію розчинних (3) і нерозчинних (8) електродів. При густині струму на розчинних 2 стальних анодах іа=0,03 А/см величина анодного струму складала 5 А, що при заданій 3 2+ швидкості протоку води 1 дм /хв забезпечувало концентрацію іонів заліза Fe в 3 оброблювальній воді на рівні 87 мг/дм при рекомендованій 68-70 мг/дм [Кульский Л.А., Строкач П.П. Технология очистки природных вод.- К.: Вища шк., 1986. 352 с.]. Анодна густина струму на 2 нерозчинних оксидно-кобальтових анодах складала 0,01 А/см , величина струму 0,25 А. Як катод в парі з ОКТА використовували сітку із нержавіючої сталі. Одночасно з включенням поляризації включали барботаж повітря і подачу стічної води. Після 15 хв роботи кран подачі водопровідної води перекривали, а на вхідний патрубок електрокоагулятора (4) подавали 3 частину очищеної води в кількості 0,25 дм /хв. Об'єм вихідної стічної води до очищеної 3 3 відносився як 0,75 дм до 0,25 дм . Легка піниста фракція, яка збиралась в верхній частині електрокоагуляційної і електрофлотаційної камер, безперервно видалялась пристроєм відділення піни (9) через патрубок (10). Тверді завислі частинки з адсорбованими на них забруднювачами випадали в шламозбірник відстійної камери (12). В міру накопичення шлам видаляли через патрубок (14), обладнаний запірним краном. Очищена в електрокоагуляційній (2) і електрофлотаційній (7) камерах стічна вода через отвір, розміщений в нижній частині перегородки (13) перетікала в відстійну камеру (12), звідки її відбирали через патрубок (15). 30 Таблиця Очищена вода Показник 3 ХСК, мгО/дм Кольоровість, град. Час обробки, хв Витрати струму, 3 Кл/дм 35 40 Вихідна вода 3010 3072 Відомий спосіб Пропонований спосіб Ступінь Показник очистки, % 1200 60 950 69 1 315 Показник 1452 1289 10 Ступінь очистки, % 52 58 4500 В таблиці приведені результати з очистки стічної води звалища твердих побутових відходів. Як видно із наведених даних, очистка води заявленим способом і пристроєм приводить до підвищення ефективності очистки води: ступінь очистки по ХСК досягає 60 %, по кольоровості 3 69 %, енерговитрати зменшились до 315 Кл/дм . Переваги запропонованої технології очистки стічної води в порівнянні з відомою [2] полягають в наступному: - ступінь очистки води по ХСК зріс з 52 % до 60 %, тобто на 8 %, а по кольоровості з 58 % до 69 %, тобто на 11 %, 3 3 - енерговитрати на очистку води зменшились з 4500 Кл/дм до 315 Кл/дм , тобто в 14 разів. Перевагою запропонованого способу очистки є знезараження очищеної води активним хлором, що виділяється на нерозчинному оксидно-кобальтовому аноді електрофлотаційної камери. 3 UA 98196 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 1. Спосіб очистки стічної води звалищ твердих побутових відходів (ЗТПВ), що включає електрокоагуляційну обробку води залізним коагулянтом, який відрізняється тим, що процес очистки здійснюють в проточному режимі при одночасному одержанні коагулянту і введенні стічної води, одержану суміш перемішують барботажем повітря, піддають електрофлотаційній обробці, відділяють піну і шлам, а частину очищеної води використовують для електрогенерації коагулянту. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як нерозчинний електрод використовують оксидно-кобальтовий анод. 3. Пристрій для здійснення способу очистки стічної води звалищ твердих побутових відходів за п. 1, що включає корпус з розміщеними в ньому електрокоагуляційною та електрофлотаційною камерами, оснащеними електродами, та відстійною камерою, патрубки підводу стічної і відводу очищеної води та патрубок підводу частини очищеної води для генерації коагулянту, пристрої відділення піни і шламу і перегородку (13), яка відділяє патрубок відводу очищеної води від пристрою відділення піни, який відрізняється тим, що електрокоагуляційна і електрофлотаційна камери розділені перегородкою (11), електроди електрокоагуляційної камери розміщені по горизонталі нижче електродів електрофлотаційної камери, патрубок підводу стічної води виконаний як колектор і встановлений над електродами електрокоагуляційної камери, остання додатково оснащена колектором підводу повітря, розташованим над колектором вводу стічної води. UA 98196 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Process for the treatment of waste water of domestic solid waste dumps and device for its realization

Автори англійською

Honcharuk Vladyslav Volodymyrovych, Bahrii Vasyl Andriiovych, Remez Serhii Vasyliovych, Vorvykhvost Hanna Mykolaivna, Bashtan Sofiia Yuriivna

Назва патенту російською

Способ очистки сточной воды свалок твердых бытовых отходов и устройство для его осуществления

Автори російською

Гончарук Владислав Владимирович, Багрий Василий Андреевич, Ремез Сергей Васильевич, Ворвихвост Анна Николаевна, Баштан София Юрьевна

МПК / Мітки

МПК: C02F 9/06, B03C 5/00, C02F 7/00, C02F 1/465, C02F 1/463, C02F 9/02

Мітки: відходів, побутових, очистки, води, пристрій, стічної, звалищ, тердих, спосіб, здійснення

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/7-98196-sposib-ochistki-stichno-vodi-zvalishh-terdikh-pobutovikh-vidkhodiv-i-pristrijj-dlya-jjogo-zdijjsnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб очистки стічної води звалищ тердих побутових відходів і пристрій для його здійснення</a>

Подібні патенти