No Image

Бабенков очистка воды коагулянтами

СОДЕРЖАНИЕ
42 просмотров
11 марта 2020

Информация

Добавить в ЗАКЛАДКИ

Поделиться:

Очистка воды коагулянтами

В практике очистки воды коагулянтами различают два режима перемешивания: с большой интенсивностью (быстрое перемешивание) и с малой (медленное перемешивание). В первом режиме работают устройства, предназначенные для смешения растворов реагентов с водой, во втором — камеры хлопьеобразования.[ . ]

Бабенков Е.Д. Очистка воды коагулянтами. — М.: Наука, 1977. — 356 с.[ . ]

Эффективность очистки воды коагулянтами в значительной мере зависит от фазово-дисперсной характеристики примесей и их специфических адсорбционных свойств (табл. 1.1) [1].[ . ]

Обескремнивание воды солями железа и алюминатом натрия осуществляется на обычных установках для проведения очистки воды коагулянтами. Магниевые реагенты используются в установках для умягчения. Обычно в этом случае применяется молоко, приготовленное из полуобожженного доломита.[ . ]

Реагенты, применяемые для очистки воды (коагулянты, флокулянты, реагенты для подщелачивания и др.), описаны выше.[ . ]

В обработанной магнитным полем воде процесс коагуляции гидроокисей, образующихся при очистке воды коагулянтами, протекает интенсивнее [178]. Так, в результате омагничивания воды количество взвеси, оседающей со скоростью 0,75 мм/с и выше, увеличивается в 1,2—1,9 раза; адсорбционная емкость гидроокисей алюминия и железа увеличивается на 30— 40%. Отмечено также бактерицидное действие магнитного поля на бактерии кишечной группы. Нами магнитная обработка воды применялась для ускорения кристаллизации и уменьшения адгезии к стенкам трубопроводов и аппаратуры гипса, получавшегося в результате нейтрализации известью кислых промышленных стоков химических комбинатов.[ . ]

Для увеличения щелочного резерва воды, для связывания агрессивной углекислоты, образующейся при очистке воды коагулянтами, а также для целей стабилизации воды применяются щелочи и карбонатные соли: известь, едкий натр, сода, мел или мрамор.[ . ]

В присутствии бентонита улучшается очистка воды коагулянтами от 32Р [371. Оптимальные дозы глин в ряде случаев очень высоки — до 6 г/л, а длительность достижения адсорбционного равновесия равна приблизительно 1,5 час [153].[ . ]

К первой группе следует отнести сточные воды с минерализацией до 3 кг/м3, не содержащие органических загрязнений либо содержащие органические вещества, которые можно удалить сорбцией на гидроксидах алюминия и железа при очистке воды коагулянтами или сорбировать активными углями, полимерными смолами и другими материалами с развитой пористостью и поверхностью. Эти сточные воды после очистки от органических веществ можно обессоливать методами ионного обмена.[ . ]

По данным Пискунова [11], в России приоритет в очистке воды коагулянтами принадлежит И. О. Плятсу. В 1886 г. Зем-бицкий [12] предложил использовать для подготовки питьевой воды хлорное железо, а первые исследования эффективности этого коагулянта провел в конце века Бунге [13]. К этому времени полностью или частично 29 городских водопроводов работали на воде поверхностных источников, а на семи из них (города Гельсингфорс, Тифлис, Нижний Новгород, Двинск, Новочеркасск, Нахичевань, Владимир) применяли коагулирование [14].[ . ]

Для интенсификации процесса хлопьеобразования при очистке воды коагулянтами применяют флокулянты — вещества, способствующие образованию крупных прочных и быстрооседающих хлопьев. При введении в воду коагулянтов изменяется щелочность, снижается pH, увеличивается и содержание сульфатов или хлоридов в воде. Каждый из этих физико-химических показателей в той или иной степени может служить критерием при определении дозы коагулянта (ДК).[ . ]

Приведены основные теоретические положения, описывающие механизм очистки воды коагулянтами, физическая теория устойчивости и коагуляции.[ . ]

С точки зрения влияния структурных особенностей А1(ОН)3 и Fe(OH)3 на степень очистки воды коагулянтами нас будут в первую очередь интересовать такие свойства коагуляционных структур, как площадь их поверхности, гидратация, степень подверженности старению и пептизации, тиксотропная обратимость, прочность, адсорбционная способность. Обсудим эти свойства в перечисленном порядке.[ . ]

Каолинитовые глины могут использоваться для интенсификации процесса дезактивации воды методом коагуляции [272]. Замечено, что эффективность дезактивации воды при прочих равных условиях возрастает с увеличением ее мутности. Комбинированная очистка воды коагулянтом и глиной эффективнее, чем применение каждого из агентов в отдельности. Кроме того, она позволяет значительно снизить дозировку глины.[ . ]

Сульфаты и хлориды. Соли серной и соляной кислот встречаются почти во всех природных водах, что обусловлено широкой распространенностью легко размываемых осадочных пород, окислительными процессами, а иногда — загрязненностью воды стоками. Концентрация сульфатов и хлоридов в значительной степени предопределяет эффективность очистки воды коагулянтами.[ . ]

Важным показателем общей концентрации растворенных солей является электропроводность воды. Значения ионной силы раствора и электропроводности во многих случаях могут быть связаны с результатами очистки воды коагулянтами.[ . ]

Результаты анализа современного состояния научных и производственных достижений в области очистки воды коагулянтами показывают, что благодаря заметным успехам, достигнутым при разработке теоретических основ процесса коагуляции, а также при решении частных задач, имеющих прикладное значение, метод коагуляции и его техническое оформление получили в последние годы значительное развитие. Причем в разработке целого ряда важнейших проблем, создании теории коллоидно-химических и поверхностных явлений, структурообразования, флокуля-ции и отделения коагулированной взвеси в осадок наша страна опережает другие развитые страны.[ . ]

Рассмотрены фиэико-хими»ческие основы и технология концентрирования и обезвоживания суспензий, а также очистки воды коагулянтами и флокулянтами. Дана характеристика загрязнений природных и сточных вод химической промышленности, изложены теория и практика очистки воды. Описаны способы производства и технология применения коагулянтов и флокулянтов, а также аппаратурное оформление процессов. Приведена сведения по регенерации коагулянтов и переработке илов, полученных в процессе водоочистки. Уделено внимание экономической эффективности различных методов очистки воды с применением коагулянтов и флокулянтов.[ . ]

Может быть рекомендована следующая схема использования на очистных сооружениях водопроводов описанных выше приборов для контроля качественных показателей очистки воды коагулянтами, а также обычных количественных измерительных приборов, выпускаемых отечественной промышленностью. По этой схеме в воде, поступающей на обработку до введения в нее хлора, определяется pH, мутность и цветность. Вторичные приборы устанавливаются на местном диспетчерском пункте очистных сооружений. На технологическом щите сосредоточиваются вторичные приборы от расходомеров, устанавливаемых на каждом отдельном блоке; кон-центратомеров, используемых для контроля приготовления растворов коагулянтов; дозаторов, устанавливаемых на каждом смесителе, и приборов для контроля дозы коагулянта по количеству дозаторов. Расходомеры следует использовать с позиционными регуляторами, позволяющими с диспетчерского пункта производить перераспределение воды по отдельным блокам сооружений. Позиционные регуляторы концентратомеров можно применять для сигнализации, а также для автоматизации процесса приготовления растворов коагулянта. Дозаторы совместно с приборами, контролирующими дозу, используются для автоматизации подачи растворов коагулянта на очистку воды.[ . ]

Существуют фильтры с двухслойным фильтрующим материалом — песочно-антрацитовым и песочно-мраморным. Первые (разработаны научно-исследовательским институтом ВОДГЕО) позволяют повысить скорость фильтрации воды до 10 м1час с одновременным увеличением грязеемкости фильтрующего слоя. Вторые (разработаны лабораторией химии и технологии воды ИОНХ АН УССР) обладают комбинированным действием: наряду с удалением взвешенных веществ в песочно-мраморном слое происходит связывание агрессивной углекислоты, образующейся при очистке воды коагулянтами.[ . ]

В сфере коагуляции такие специфические явления делятся, по Воюцкому i 13, стр. 300], на четыре основные группы: 1) явления неправильных рядов; 2) антагонизм и синергизм ионов; 3) привыкание; 4) коллоидная защита и сенсибилизация. В той или иной форме все названные явления имеют место при очистке воды коагулянтами и потому заслуживают внимательного рассмотрения.[ . ]

Скачать книгу

О книге "Очистка производственных сточных вод коагулянтами и флокулянтами"

Монография посвящена очистке сточных вод коагулянтами и флокулянтами. В книге проанализированы характеристики загрязнений сточных вод, удаляемых с применением реагентов, виды, свойства и способы получения трех групп реагентов: коагулянтов, флокулянтов и композиционных реагентов на их основе. Рассмотрена эффективность применения для очистки сточных вод отдельных групп реагентов в зависимости от их характеристик, вида загрязнений, технологических параметров обработки. Обоснованы и представлены способы выбора наиболее эффективного реагента и совершенствования коагуляционно-флокуляционной очистки сточных вод в зависимости от состава сточной воды и метода осветления. Рассмотрен промышленный опыт и экономическая эффективность применения коагулянтов и флокулянтов для очистки сточных вод. Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников, занимающихся очисткой воды, и может быть использована преподавателями и студентами технологических вузов.

На нашем сайте вы можете скачать книгу "Очистка производственных сточных вод коагулянтами и флокулянтами" С. В. Гетманцев бесплатно и без регистрации в формате fb2, rtf, epub, pdf, txt, читать книгу онлайн или купить книгу в интернет-магазине.

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Кузин Евгений Николаевич, Говорова Анастасия Павловна, Азопков Сергей Валерьевич

Получение новых видов реагентов для процессов водоочистки сложная и перспективная задача. В процессе исследования получены данные по процессам производства модифицированных форм алюмокремниевого коагулянта-флокулянта методом спекания. Исследованы закономерности извлечения основных активных компонентов в процессе спекания и выщелачивания. Получены образцы комплексных алюмокремниевых и алюмотитановых коагулянтов. Доказана высокая эффективность полученных реагентов в процессах очистки сточных вод.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Кузин Евгений Николаевич, Говорова Анастасия Павловна, Азопков Сергей Валерьевич

NEW COMPOSITE COAGULANT IN WATER TREATMENT PROCESSES

The processes of produce new types of reagents for water treatment is a complex and promising problem. In the process of research, were obtained data of production modified forms of an aluminosilic coagulant-flocculant by the sintering method. The regularities of extraction of the main active components in the process of sintering and leaching are investigated. Samples of complex aluminosilic and alumotitanium coagulants were obtained. The high efficiency of the obtained reagents in wastewater treatment processes is proved.

Текст научной работы на тему «Новые композиционные коагулянты в процессах водоочистки»

УДК 66.962; 628.345.1

Кузин Е. Н., Говорова А. П., Азопков С. В.

НОВЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ КОАГУЛЯНТЫ В ПРОЦЕССАХ ВОДООЧИСТКИ

Говорова Анастасия Павловна — обучающийся кафедры промышленной экологии Азопков Сергей Валерьевич — аспирант кафедры промышленной экологии Кузин Евгений Николаевич — к.т.н., заведующий лабораторией промышленной экологии. Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20. e.n.kuzin@mail.ru

Получение новых видов реагентов для процессов водоочистки — сложная и перспективная задача. В процессе исследования получены данные по процессам производства модифицированных форм алюмокремниевого коагулянта-флокулянта методом спекания. Исследованы закономерности извлечения основных активных компонентов в процессе спекания и выщелачивания. Получены образцы комплексных алюмокремниевых и алюмотитановых коагулянтов. Доказана высокая эффективность полученных реагентов в процессах очистки сточных вод.

Ключевые слова: нефелин, хлорид титана, водоочистка

NEW COMPOSITE COAGULANT IN WATER TREATMENT PROCESSES

Kuzin E. N., Govorova A. P., Azopkov S. V

D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia

The processes ofproduce new types of reagents for water treatment is a complex and promising problem. In the process of research, were obtained data of production modified forms of an aluminosilic coagulant-flocculant by the sintering method. The regularities of extraction of the main active components in the process of sintering and leaching are investigated. Samples of complex aluminosilic and alumotitanium coagulants were obtained. The high efficiency of the obtained reagents in wastewater treatment processes is proved.

Keywords: nefelin, titanium tetrachloride, water treatment

Процессам водоочистки и водоподготовки в настоящее время уделяется большое внимание. Рост промышленного производства и населения существенно повышают уровень антропогенной нагрузки на окружающую природную среду. Наиболее уязвимой частью в данном случае является гидросфера. Нехватка пресной воды, увеличение сброса неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод в поверхностные источники, истощение природных источников пресной воды — наиболее важные проблемы.

Использование пресной воды в технических целях — необходимость, так как соленая вода ввиду своего химического состава быстро выводит из строя технологическое оборудование. Техническая вода на выходе из производственного цикла зачастую сбрасывается обратно в водоем без элементарной очистки. В случаях, когда на предприятии существует система очистки, важнейшим показателем ее работы является стоимость очистки, наряду с эффективностью. Практически все процессы очистки как питьевой, так и технологической воды до или после использования включают в себя стадию физико-химической обработки. Наиболее распространенным процессом в данном случае является коагуляция или ее частный случай флокуляция. Вот почему разработка дешевых и эффективных коагулянтов — актуальная и перспективная задача.

В настоящее время наибольше распространение получили коагулянты на основе соединений алюминия (сульфат и оксихлорид) и железа (хлорид) [1]. Данные продукты хорошо зарекомендовали себя на рынке коагулянтов ввиду достаточной эффективности и средней стоимости. Несмотря на это у существующих реагентов есть один недостаток — необходимость поддержания определенного уровня рН очищаемой воды, что влечет за собой дополнительные затраты на подщелачивающие агенты.

Новые перспективные реагенты — коагулянты на основе соединений алюминия, титана и кремния (например, титановый коагулянт ЗАО «Ситтек») , несмотря на свою высокую эффективность пока еще не внедряются повсеместно ввиду высокой стоимости (в 1,5 -2 раза дороже аналогов).

На базе РХТУ Менделеева был разработан недорогой и достаточно эффективный реагент: алюмокремниевый коагулянт-флокулянт (АКФК) по своей эффективности и стоимости превосходит аналоги (сульфат алюминия), однако низкий рН растворов, а также их склонность к поликонденсации (гелированию) значительно тормозят его промышленное внедрение. Основным сырьем для производства АКФК служит нефелиновый концентрат, который является побочным продуктом добычи апатита. Данное сырье относится к многотонажным отходам, его стоимость крайне низкая, а содержание кислоторастворимых

форм алюминия (в пересчете на А1203) доходит до 30 масс. %.

Задачей исследования являлось получение образцов алюмокремниевого флокулянта-коагулянта с пониженной склонностью к полимеризации и сохранение при этом высокой эффективности. Также актуальной задачей было повышение уровня рН растворов коагулянта.

В качестве основной технологии было предложено спекание нефелинового концентрата с различными солями, с целью извлечения глинозема, и снижения извлечения кремнезема, отвечающего за процессы поликонденсации. Процесс реакции спекания выглядит следующим образом[2]:

(Ка,К)20АЬ0з^Ю2+ 4№2СОЗ = = КаАЮ2 + СО2+ №20+ К2О + SiO2

Учитывая, что в составе нефелинового концентрата уже присутствуют соединения Ка, в процессе спекания соотношения компонентов (Ка,К)20АЬ0з^Ю2 /Ыа2С0зизменялось от стехеометрического в большую сторону. Температура спекания составляла 1000 С, а время 60 минут. Содержание основных компонентов в спеке определенное методом рентгенофлюоресцетного анализа представлено в табл. 1.

Как видно из данных, при увеличении количества Ка2С03 не происходит увеличения степени извлечения компонентов, а наоборот происходит снижение содержания алюминия в товарном продукте за счет увеличения доли инертных соединений натрия. Исходя из полученных данных видно, что лучшим соотношением является 1:1. В дальнейшем именно это образец будет использоваться при вскрытии.

Таблица 1. Содержание основных компонентов в модифицированных образцах нефелинового концентрата

Масса НК, г Масса Ш2С03, г Содержание основных компонентов по:

1 1 18,93 44,5 31,5

1 2 13,83 59,4 23,0

1 5 7,64 77,6 12,7

1 10 4,38 87,2 7,3

Полный элементный состав спека, исследовался методом рентгенофлюоресцентного анализа (таблица 2).

Согласно данным фотоколориметрического анализа, проводимого в соответствии с действующей нормативной документацией [5] алюминий в товарном продукте на 68,6 % находится в водорастворимом состоянии.

Для извлечения алюминиевого компонента в раствор были проведены опыты по вскрытию спека различными выщелачивающими агентами.Согласно литературным данным в качестве сырья для получения различных коагулянтов возможно использование хлорида титана. Свободная соляная кислота образующаяся в результате гидролиза может быть нейтрализована соединениями алюминия, а введение в состав коагулянта соединений титана позволяет повысить суммарную эффективность очистки [3,4]. Время вскрытия составляло 30 минут. Соотношение фаз Т:Ж было принято 1:10.Данные по эффективности процесса приведены в таблице 3.

Как видно максимальная степень извлечения активных компонентов наблюдается при использовании растворов хлорида титана (99 %). Все 10-%-ные растворы имели слабо кислую реакцию среды

3 — 4 (за счет частичной нейтрализации кислоты щелочным компонентом спека).

Таблица 2. Элементный состав спека, %

Элемент, % 0 № А1 Si S С1 К Са ТС Fe Си

АКФК мод 41,81 26,39 10,06 14,02 0,41 0,43 3,91 0,69 0,17 1,51 0,23

Таблица 3. Степень извлечения растворимых компонентов в процессе вскрытия спека, мг/л

Компонент Выщелачивающий агент

5 % H2S04 10 % H2S04 5 % НС1 10 % НС1 5 % ^Си 10 % тсси

Алюминий 75 85 78 87 77 98

Кремний 25 35 45 70 50 95

Эффективность использованная различных реагентов в процессах водоочистки проводили на сточной воде цементного производства: рН -12,7; Мутность 2100 мг/л; Цветность — 120 град. Определение мутности и цветности проводили фотоколориметрически.

Данные по эффективности очистки по показателям мутности и цветности сточной воды цементного производства приведены в таблице 4.

Как видно из данных таблицы наибольшую эффективность при минимальной дозе проявляют растворы коагулянта, полученного при использовании хлорида титана. Данное явление можно объяснить флокуляционным действием титановой составляющей (метатитановая кислота).

Подводя итог можно сделать вывод, что при использовании процессов спекания возможно получение коагулянта с более высоким щелочным резервом и низкой степенью полимеризации. В свою очередь использование в качестве выщелачивающего агента растворов хлорида титана позволяет интенсифицировать процесс коагуляции и повысить общую эффективность полученных реагентов.

Таблица 4. Эффективность очистки сточной воды

Выщелачивающий реагент Доза мл/л 1% раствора Эффективность очистки, %

Комментировать
42 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector