Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт, тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование

Экспертиза

Очистка флотацией сточных вод от некоторых специфических загрязнений

Флотацию можно рассматривать не только как метод удаления из сточных вод нерастворенных загрязнений, но и как метод понижения концентрации растворенных высокомолекулярых соединений, например, синтетических поверхностно-активных веществ, некоторых ионов, в частности, радиоактивных изотопов, бактерий и клеток. Выпуск продукции органического синтеза промышленностью возрастает все больше. В связи с трудностью очистки сточных вод от большинства из них обычными методами, многие исследователи все шире используют для этого пенную флотацию. Не все описанные способы флотации одинаково пригодны для этой цели. Наиболее приемлемыми являются те, которые обеспечивают достаточно большое, в широких пределах регулируемое количество подаваемого воздуха (импеллерная, пневматическая, эрлифтная флотация, флотация при подаче воздуха через фильтросы). Флотационная очистка от растворенных органических веществ не всегда может быть осуществимой и практически целесообразной, все зависит от вида растворенных высокомолекулярных соединений и их концентрации в исходной воде. Так, например, в отдельных опытах по очистке стоков завода синтетических продуктов на лабораторной импеллерной установке оказывалось, что в пену переходит около половины всей сточной жидкости, а в оставшейся — сохраняется еще высокая концентрация вспенивателей. Практически такая очистка непригодна. Но с другой стороны, в ряде случаев флотация может оказаться единственным приемлемым методом понижения концентрации растворенных высокомолекулярных соединений, зачастую отрицательно влияющих на последующие этапы очистки сточных вод. Переводом в пену могут удаляться многие органические вещества: синтетические высокомолекулярные спирты и эфиры, синтетические жирные кислоты и их соли, нафтеновые кислоты, алкилсульфаты и алкилсульфонаты, алкиламиды и этаноламины и многие другие продукты органического синтеза.

Технологический режим, основные параметры и эффект флотации должны быть в каждом отдельном случае определены экспериментально. На основании имеющихся данных можно добиться эффекта очистки, например, от СПАВ, при флотации па 80—95% и выше.

В технологических схемах очистки сточных вод, соответствующих по составу сооружений полной биологической очистке стоков, флотационные установки могут располагаться после первичных отстойников. Пена сгребается скребками или сдувается воздухом с поверхности жидкости в пеногаситель, который для ускорения гашения пены оборудуется паровыми змеевиками для нагрева пены или соплами для впуска острого пара.

Для очистки небольших количеств производственных сточных вод пенный сепаратор можно устраивать в виде вертикальной колонны, к верхней части которой присоединяется труба, отводящая пену в пеногаситель.

Очистка общего стока завода синтетических продуктов от алкилсульфата натрия производилась при различных режимах работы трех типов лабораторных установок. Наиболее приемлемые результаты получены при следующих параметрах: для напорной флотации — давление насыщения 2,5 ати, продолжительность насыщения 5 мин, продолжительность флотации 20 мин; импеллернои флотации — окружная скорость импеллера 12 м/сек, продолжительность флотации 45 мин, количество воздуха 4,5—5,0 объема на объем жидкости; для флотации при подаче воздуха через пористые материалы — давление под пористой пластиной 1,5 ати, количество воздуха 3,0—3,5 объема на объем жидкости, продолжительность флотации 60 мин.

Очищался общий сток без добавления реагентов и при добавлении сернокислого алюминия, оптимальная доза которого была установлена в 350 мг/л.

Следует обратить внимание на то, что сток завода синтетических продуктов отличается весьма высокой способностью к вспениванию (пенное число достигает 5—6 и выше). На основании анализа полученных данных можно сделать ряд выводов и установить некоторые закономерности, характеризующие процесс извлечения СПАВ пенной сепарацией или флотацией.

Напорная флотация некоагулированного стока дает эффект очистки всего на 2—4% выше, чем два других способа, что нельзя оценить как существенное преимущество, тогда как напорная флотация коагулированного стока повышает эффект очистки по сравнению с другими способами флотации на 13—16%.

Недостатком импеллернои флотации и флотации через пористые пластины, по сравнению с напорным способом, является образование значительного количества жидкости, отходящей вместе с пеной (концентрата).

Большое количество концентрата обуславливается содержанием алкилсульфата натрия (30—140 мг/л) при одновременном присутствии различных углеводородов и летучих кислот, способствующих вспениванию, а также величиной рН = 8,5—10,5, обеспечивающей максимальное вспенивание.

Объем концентрата зависит от начального содержания алкилсульфата, т. е. от количества его, переходящего в пену, от расхода воздуха и от содержания взвешенных веществ в жидкости.

Важными показателями, характеризующими процесс извлечения ПАВ импеллернои флотацией и флотацией через пористые пластины, являются: расход воздуха (удельный), идущий на изъятие 1 г ПАВ, и количество концентрата, образующегося при изъятии 1 мг/л ПАВ.

В связи с тем, что при равномерной подаче воздуха скорость изъятия ПАВ в каждый момент определяется концентрацией их в жидкости и замедляется при уменьшении ее, удельный расход воздуха, л/г, возрастает при малых концентрациях ПАВ.

Удельный расход воздуха целесообразно указывать в зависимости от средней концентрации ПАВ, под которой понимается полусумма начальной и допустимой (расчетной) конечной концентраций ПАВ.

Количество концентрата, образующегося при снятии 1 мг/л ПАВ, выражается в процентах от объема обработанной жидкости. В рассматриваемом случае эти проценты получились следующими: при импеллернои флотации некоагулированного стока 0,375, коагулированного 0,27; при флотации через пористые пластины некоагулированного стока 0,27, коагулированного 0,2.

При высоком пенном числе (более 3—4) возможность применения импеллернои флотации и флотации через пористые пластины ограничивается объемом получаемого концентрата, так как технически и экономически вряд ли целесообразно получение концентрата в объеме большем, чем 10—12%.

Таким образом, расчет рассматриваемых флотационных установок в общем виде сводится при небольшом пенном числе к выбору объемов сооружений и технологических параметров, обеспечивающих снижение ПАВ до необходимых концентраций, а при большом пенном числе к выбору объемов сооружений и технологических параметров, обеспечивающих максимально возможное снижение содержания ПАВ при приемлемом объеме образующегося концентрата.

В Московском инженерно-строительном институте на основании исследований, выполненных на тонкосуконной фабрике и кожевенном заводе, разработаны рекомендации по удалению синтетических поверхностно-активных веществ из сточных вод этих производств. Для удаления СПАВ принят способ флотации с диспергированием воздуха через пористые материалы.

Радиоактивные изотопы, попадающие в жидкие отходы при их получении или использовании, могут тем или иным способом концентрироваться в осадке, который подлежит выпариванию и захоронению. Захоронение радиоактивных отходов очень сложная и дорогостоящая операция, поэтому уменьшение объема осадков может быть достигнуто флотацией. Гидроокиси металлов (железа, алюминия) могут быть хорошими сорбентами для многих радиоактивных изотопов. При подборе соответствующего флотореагента, осадок гидроокиси, занимающий значительный объем (до 2% от количества обрабатываемой воды), может быть уплотнен в 3—4 раза и более, в зависимости от начальной концентрации осадка. Так, керосиновый контакт Петрова явился хорошим флотореагентом для флотации осадка гидроокиси железа.

В Уральском политехническом институте большие работы проводятся по извлечению из сточных вод радиоактивных изотопов флотационным способом. Причем, исследования здесь ведутся по двум направлениям, во-первых, подбор «носителя» избирательно сорбирующего определенный изотоп, и, во-вторых, создание условий и установление технологических параметров для флотации данного «носителя».

Различные сточные воды имеют бактериальные загрязнения. Поэтому для их устранения сточные воды на конечном этапе очистки подвергаются хлорированию. Однако в отдельных случаях может иметь значение удаление бактериальных загрязнений на отдельных стадиях очистки и тогда метод, позволяющий достичь наибольшего извлечения бактерий из сточной жидкости, будет иметь определенные преимущества перед другими.

Флотационному выделению бактерий из жидкости посвящены некоторые работы. Хоппер, изучивший применение флотации для очистки водопроводной воды, нашел, что уменьшение количества бактерий при флотации достигает 90% и более. При бактериологических анализах сточных вод концентрация бактерий в пенном слое на лабораторных флотационных установках может облегчить нахождение болезнетворных бактерий.

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики