ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к ил № 19-071-03

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Модуль установки по утилизации промышленных сточных вод состоит из следующих основных узлов:

- усреднителя;

- тонкослойного отстойника с контактной камерой реакций;

- фильтров с модифицированной каталитической загрузкой;

- микрофильтров;

- насоса высокого давления;

- обратноосмотических установок;

- узла по утилизации образующегося ретентанта (концентрата).

Отработанные промышленные сточные воды (ПСВ) поступают в усреднитель для выравнивания стоков по концентрации и частичного осаждения крупных взвешенных веществ. Путём создания определённых условий водоподготовки производится обеззараживание обрабатываемой воды «активным хлором» или озоном для удаления бактерий способствующих биообрастанию мембран. Такая обработка способствует образованию в воде коагулянта и улучшению процесса осветления воды при отстаивании. При необходимости, дополнительно могут вводиться реагенты, доза, марка и последовательность введения которых в каждом конкретном случае определяется на основе экспериментальных исследований в зависимости от физико-химического состава ПСВ.

После смешения с реагентами ПСВ поступают в тонкослойный отстойник, совмещённый с контактной камерой хлопьеобразования с зернистой загрузкой. Интенсификация процесса осветления воды с использованием зернистой загрузки заключается в протекании процесса хлопьеобразования в поровом пространстве, где возрастает вероятность их прилипания за счёт адгезионных свойств ранее выпавшего осадка. В результате накопления избыточного количества взвеси, под действием собственной тяжести зернистый слой расширяется, и накопившиеся хлопья вымываются потоком осветлённой воды.

В тонкослойной зоне отстойника происходит выделение скоагулированной взвеси с другими загрязнениями ПСВ.

Кинетические закономерности процесса отстаивания основаны на оптимизации данных технологического моделирования процесса реагентной очистки и подчиняются уравнению для определения необходимой продолжительности отстаивания:

Дальнейшая очистка происходит на механических фильтрах с модифицированной каталитической загрузкой, где происходит задержание взвешенных частиц размером 1 - 100 мкм, гидроксидов железа и сорбированных коллоидных соединений, а так же процесс дехлорирования. Образующаяся на зернистой загрузке фильтра в процессе водоподготовки каталитическая плёнка способствует интенсификации процесса очистки и увеличении продолжительности фильтроцикла. После механических фильтров ПСВ проходят обработку на микрофильтрах для очистки от мелких взвешенных частиц размером 0,01 - 1 мкм. Продолжительность фильтрования определяется зависимостью:

где, x^/ = x( u^0.7d_э^1,7) - критериальный комплекс.

Образующийся в процессе реагентной очистки осадок утилизируется по способу в зависимости от его физико-химического состава.

На обратноосмотических модулях под давлением 1 - 10 МПа происходит деминерализация ПСВ с получением ретентанта (концентрата) и пермеата (фильтрата) с минерализацией не более 0,5 г/дм ³. Фильтрат после обеззараживания может подаваться непосредственно потребителю, а концентрат на дальнейшую переработку (гипохлорит натрия, поваренная соль, извлечение ценных компонентов и т.д.).

Оценка необходимой степени деминерализации для каждого расчётного случая определяется при заданной доле сырьевого потока s и величине селективности r на основе решения следующих уравнений:

- для объёмного потока:

j _w = a( p - )

- для потока растворённого вещества:

j _s = В( c _f - c _p)

- для минерализации ретентанта (концентрата):

- для концентрации пермеата (фильтрата):

Использование предлагаемой технологии реагентной очистки позволяет на стадии предмембранной водоподготовки снизить в 1,5 - 3 раза расход реагентов (или вообще их не использовать), обеспечить практически 100 % удаление взвешенных веществ и увеличить эффект очистки по органическим веществам на 30 - 40 % по сравнению с традиционной схемой реагентной очистки. При использовании обратного осмоса для деминерализации ПСВ затрачивается меньшее количество энергии, чем при других способах опреснения (дистилляция, электродиализ и др.).

Предлагаемая технология позволяет создать практически безотходный процесс утилизации ПСВ с целевым использованием пермеата и ретентанта. Существует возможность создания на промышленных предприятиях систем оборотного водоснабжения без сброса в городской коллектор и поверхностные водные объекты.

БЛОК - СХЕМА УТИЛИЗАЦИИ ПСВ