Очистка сточных вод

Наиболее близким к заявляемому является способ очистки и обеззараживания коммунально-бытовых и сельскохозяйственных сточных вод путем двухстадийной обработки электрохимическими методами. Причем первую стадию осуществляют в электролизере типа электрокоагулятора с растворимым железным анодом, а вторую стадию в электролизере с нерастворимыми анодами из титана, вольфрама, молибдена, в котором подаваемый постоянный ток имеет потенциал, равный дзета-потенциалу бактериальных клеток. Осадки, образующиеся в обоих электролизерах, направляют на обеззараживание (авторское свидетельство N 859315, кл. С 02 F 1/46, опубл. 30.08.81, БИ N 32). Степень очистки от органических веществ составляет 79,4% от ионовтяжелых металлов (по железу) - 22,4% общее микробное число после очистки 2,2103 ед./л. коли - индекс 111 ед./л.

Недостатком этого способа является недостаточно высокая степень очистки практически по всем показателям, значительный расход коагулянтов, дорогостоящих электродов и электроэнергии. Кроме того, использование коагулянтов влечет за собой образование больших количеств осадков, которые необходимо дополнительно отправлять на обеззараживание.

Задачей предлагаемого способа очистки и обеззараживания является увеличение глубины очистки и обеззараживания при наличии в сточных водах тяжелых металлов без высокого расхода электроэнергии, без применения ионов хлора, вредно действующих на организм человека, который можно было бы внедрить для очистки коммунально-бытовых и сельскохозяйственных сточных вод.

Задача решается тем, что очистку и обеззараживание от органических веществ и тяжелых металлов и обеззараживание коммунально-бытовых и сельскохозяйственных сточных вод с использованием метода гальванокоагуляции, осуществляют в две стадии, причем на первой стадии очистки процесс осуществляют при рН 4,0-4,5, после чего рН раствора доводят до 8,5-9,5, осадок отделяют и проводят вторую стадию гальванокоагуляции.

Технический результат состоит в том, что достигается высокая степень очистки от бактериальных клеток 100% органических веществ (по ХПК) 93-98% и тяжелых металлов 99,8-100%

Проведение первой стадии гальванокоагуляции при рН 4,0-4,5 необходимо для дестабилизации коллоидного состояния сточной воды, обусловленного наличием СПАВ, белков, которые прочно удерживают в состоянии эмульсии жиры, нефтепродукты, бактериальные клетки и ионы тяжелых металлов. Кроме того, кислая реакция среды облегчает связывание бактериальных клеток с продуктами гидролиза соединений тяжелых металлов, находящихся в сточной воде. В процессе контакта подкисленной воды с гальванопарой (например, Fe-C, работающей в кислой среде, происходит электрохимическое окисление органических веществ и бактериальных клеток, а также образование нерастворимых ферритов ряда тяжелых металлов (например, медь), связанных с бактериальными клетками.

После 1-ой стадии гальванокоагуляции необходимо резкое изменение рН среды до 8,5-9,5 для перевода в нерастворимое состояние окисленных и гидролизованных органических примесей, после чего дают осадку осесть (10-15 минут) и сточную воду, содержащую часть органических соединений, комплексы тяжелых металлов (Ni, Zn) с бактериальными клетками, анионы РО3-ч, вводят в контакт с гальванопарой, работающей в щелочной среде (например Аl С). Здесь образуются нерастворимые алюмосульфаты, на развитой поверхности которых собираются оставшиеся примеси.

Для подтверждения достижения технического результат приводим пример осуществления способа.

Пример 1.

Для очистки и обеззараживания коммунально-бытовых и сельскохозяйственных сточных вод 1 л раствора состава, мг/л: взвешенные вещества -835. ХПК-140, эфирорастворимые 30, СПАВ -20, медь-1,2, цинк-1,0, никель-2,3, железо-0,6, сульфат-анион-100, фосфат-анион-40, общее микробное число-6106 ед./л, коли-индекс-1100 ед./л, с pH=4,5 подавали на гальванокоагуляцию с использованием гальванопары, например, Fe-C и процесс вели 4 минуты. Далее раствор подщелачивали до pH=9,5, отделяли выпавший осадок, а раствор состава мг/л: взвешенные вещества 25, ХПК-50,эфирорастворимые-7, СПАВ-8, медь-0,1, железо-1,0, сульфат-анион 50, фосфат-анион-15, общее микробное число-140 ед./л, коли-индекс-620 ед./л, направляли на вторую стадию гальванокоагуляции с использованием гальванопары, например, Аl-С и процесс вели в течение 4 минут, отделяли осадок. Состав раствора после 2-ой стадии очистки и отделения осадка, мг/л: взвешенные вещества-6, ХПК-9,4. эфирорастворимые-0,02, СПАВ-0,5, медь-н/о, цинк-н/о, никель-н/о, железо-н/о, сульфат-анион-40, фосфат-анион-8,0, общее микробное число-3,0 ед./л. коли-индекс-5 ед./л. Степень очистки от органических веществ составляет (по ХПК) 93,3% от ионов тяжелых металлов 99,9% от бактериальных клеток 100%

Фильтр для очистки жидкостей и устройство для омагничивания и фильтрации очищаемых жидкостей

Предлагаемое изобретение относится к способам изготовления фильтрующих устройств, применяемых для очистки жидких и газообразных сред. В частности данное изобретение может быть использовано и может быть использовано в химической промышленности, автоматике, в электронике, электротехнике, медицине, приборостроении, при фильтрации пищевых продуктов, продукции фармакологии, газообразных веществ, радионуклидов, промышленной пыли.

Известны способы изготовления фильтрующего элемента, включающий навивку проволоки на основу с образованием винтовой и щелевой поверхности, при этом витки проволоки расположены на поверхности каждого последующего витка проволоки, смещены относительно витков проволоки, расположенных на поверхности предшествующих витков проволоки.[1]. (Патент России №2006257, МПК B01D39/12).

Известен фильтр для очистки жидкости, содержащий герметичный разъемный корпус с патрубками для входа и выхода и установление в нем фильтрующий элемент атропнного типа, на который набито фильтрующая поверхность в виде пружины из нержавеющей проволоки с фильтрующим зазором между витками пружины.

Корпус выполнен в виде соединенных между собой быстросъемных соединений - стакана и основания в форме чашки с фланцем и патрубками для входа и выхода. Фильтрующий элемент выполнен двухступенчатым в виде двух фильтрующих патронов, размещенных один в другом и установленных на общем основании, выполненном в виде кольца. Каждый из патронов снабжен герметичной крышкой, закрепленной на входном патрубке, выполненном в виде трубы, пропущенного через фильтрующий элемент - полость, расположенную между дном стакана и крышкой наружного фильтрующего патрона. На хвостовой части трубы входного патрубка выполнена наружная резьба, а крышки фильтрующего элементы закреплены гайками.

Для предотвращения образования и ликвидации отложившийся накипи на стенках трубопроводов, внутренних элементов фильтра и завихрителя, а также для уменьшения коррозии этих элементов используют метод магнитной обработки жидкости путем воздействия постоянным магнитным полем определенной интенсивности, высокоэнергетических магнитов (не один железо, бор) с магнитной энергией более 260 кдж/м.куб. При этом в процессе по поверхности элементов формируется магнитовая пленка устойчивая к содержащимся в жидкости агрессивным газам, магнитная обработка жидкости не требует химических реактивов и электроэнергии, является экологически чистой.

 

 

Предложенное устройство для омагничивания и фильтрации очищаемых жидкостей и газов показано на фиг.1, где 1-корпус фильтра, 1а-верхняя часть, 1б-нижняя часть корпуса фильтра, 2-фильтрующий элемент, 3-завихритель, 4-гидромультиполь, 5-входной манометр, 6- выходной манометр, 7- входной трубопровод, 8-выходной трубопровод, 9- трубопровод обратной промывки, 10- кран обратной промывки, 11- кран для слива фильтрационных осадков, 12- ультразвуковой волновод, 13- входной шаровой кран, 14- выходной шаровой кран, 15- внутренняя полость фильтрующего элемента, 16- болты соединительные.

Предложенное устройство для омагничивания и фильтрации очищаемых жидкостей и газов содержит корпус фильтра -1, разделенный на верхний -1а, и нижнюю 1-б части. Внутри корпуса 1- установлен самопромывающий фильтрующий элемент -2, завихритель -3, выполненный в виде винтовой кавитационной насадки.

Гидромультиполь - 4 установлен непосредственно перед завихрителем -3 для создания постоянного магнитного поля и омагничивания обрабатываемой жидкости. Боициркуляционный поровый канал.

Для определения давления жидкости, поступающей в фильтр на входе устройства, установлен входной манометр -5, а для определения давления отфильтрованной жидкости, выходящей из фильтра установлен на выходе устройства выходной манометр -6.

Для обеспечения входа очищаемой и выхода очищенной жидкости установлен -7, и выходной-8 трубопроводы.

Ультразвуковой волновод (УЗВ) - 12 предназначен для ультразвуковой очистки фильтрующего элемента- 2 и бактерицидного воздействия на патогенные организмы, находящиеся в обрабатываемой жидкости.

Для осуществления обратной промывки жидкости используют трубопровод -9, кран обратной промывки 10, и ультразвуковой волновод-12.

Для слива фильтрационных осадков установлен кран слива -11.

На входе фильтра установлен входной шаровой кран-13, а на выходе выходной шаровой кран-14.

Соединительные больты-16 (не менее 3-х штук) соединяет верхнюю- 1а, и нижнюю -1б, части корпуса фильтра-1.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Очищаемая жидкость уступает через шаровой кран -13, по входному трубопроводу- 7, в гидромультиполь - 4, где происходит омагничивание поступающей жидкости……

Затем в завихритель - 3 и во внутреннее пространство корпуса фильтра -1 поступает жидкость и пройдя чрез поровые каналы фильтра-2, очищается и попадает во внутреннюю полость фильтрующего элемента 15. На входе фильтра устанавливают входной шаровой кран -13, а на выходе выходной шаровой кран- 14, которое во время промывки фильтрующего элемента закрыты во время обратной промывки фильтрующего элемента - 2, включает ультразвуковой волновод. При потере производительности фильтра более чем на 50% закрывают входной-13, и выходной -14 краны и открывают кран обратной промывки в течении 15-20 сек. Продолжительность обратной промывки фильтрующего элемента -2, составляет не менее 20 сек. При этом кран для слива-11, открывают для удалении фильтрационных осадков.

Если в процессе очистки фильтрующего элемента обратной промывки не удается восстановить расчетную производительность фильтра, то для смены и очистки фильтрующего элемента откручивают соединительные болты -16, после от соединения нижней части корпуса 1-б откручивают фильтрующий элемент - 2 от верхней части корпуса -1-а, и вынимают его, чистку фильтрующего элемента-2 проводят с помощью неметаллической щетки с применением моющих средств или слабых растворов кислот. Для промывки используют сульфаминовую, уксусную и лимонную или соляную кислоту. После кислотной промывки фильтрующий элемент -2 промывают проточной водой.

Сборку элементов фильтра осуществляют в обратном порядке.

Из внутренней полости фильтрующего элемента- 15 омагниченная и отфильтрованная жидкость поднимается выходной трубопровод и идет потребителю.

По мере засорения и фильтрующего элемента -2 механическими примесями растет перепад давления на фильтре, который контролируют на входном-5 и выходном-6 манометрах.

Для очистки фильтрующего элемента -2, проводят периодическую промывку его обратным потоком жидкости, подаваемый через кран обратной промывки- 10 и удаляют вместе с фильтрационными осадками через кран для слива -11.

За счет закручивания на входе входящей струи очищаемой жидкости и газа.

Посеребренная проволока.

Отличительной особенностью предлагаемого изобретения является:

биоциркуляционный поровый канал, форма которого образуется двумя цилиндрическими поверхностями, выполненными из микропроволоки с корозионно стойким нанопокрытием на основе КНТ (карбонитрит титана);

завихритель выполнен в виде винтовой кавитационной насадки, которая закручивает на входе струи жидкости или газа, обеспечивая высокую степень самоочищения фильтрующего элемента;

для повышения степени очистки фильтра на входной канал фильтра устанавливают ультразвуковой волновод, который позволяет проводить механическое самоочищение фильтрующего элемента;

в предлагаемом способе осуществляют покрытия проволоки нанокомпонентами, что снижает шероховатость поверхность проволоки и значительно увеличивает качество фильтров;

использование ультразвукового пьезоэлемента для механического самоочищения фильтрующего элемента;

особое покрытие проволоки нанокомпонентами, снижает шероховатость поверхности проволоки, что значительно увеличивает качество фильтра - снижая размер проникающих через наноструны части;

Ультрафильтрация позволяет уменьшить размер проникающих частиц, т.е. уменьшить проницаемость грязи.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение ресурса фильтрующего самоочищающегося элемента.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом, проводят очистку поверхности проволоки химическим путем обезжириванием или механической очисткой используя сжатый воздух или при прохождении 2-х войлочных пластин.

Осуществляют подготовку эмульсии, которая необходима для снижения коэффициента трения проволоки о поверхности волоки (волока - это калибровочное отверстие через которое протягивают проволоку с заданным коэффициентом). При этом эмульсия меняет состав в зависимости от степени деформации и состояния металлизированной проволоки. Использование эмульсии снижает износи повышает степень качества шероховатости поверхности проволоки.

В исходную эмульсию вводят карбонитрит титана (КНТ) и тщательно перемешивают, получая гомогенную эмульсию. Для того чтобы КНТ надежно соединилось с поверхностью исходной проволоки осуществляют финишную калибровку обработанной КНТ проволоки путем пропускании ее через алмазную волоку. Ввод КНТ в эмульсию необходим для снижения шероховатости получаемой в процессе волочения проволоки и повышения класса чистоты поверхности ее не ниже 12 класса.