Способ обработки осадка
Патент 1331840
Авторы
Способ обработки осадка
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к способам обезвоживания осадков, образующихся при физико-химической очистке природных и сточных вод,может быть использовано в химической технологии и при обогащении полезных ископаемых и позволяет улучшить водоотдающие свойства осадка. Вспомогательное вещество крупностью 30 250 мкм и полиакриламид (ПАА) вводят в осадок постадийно 2-4 раза вдоль потокас отбором осадка после каждого ввода ПАА в количестве 10 - 90% от общего расхода осадка и обезвоживают при послойном наливе осадка в последовательности , обратной его отбору. Осадок предварительно сгущают до концентрации 40 - 90 г/л. Вспомогательное вещество вводят в количестве 5 - 100%, а ПАА - 0,05 1,0% от массы сухого вещества осадка. 2 з.п. ф-лы, 8 табл. (Л со с ас
СОЮЗ СОВЕТСКИХ.
C0UHAËÈÑÒÈ×ЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„13 1840 (50 4
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3984100/29-26 (22) 03,10.85 (46) 23.08.87. Бюл. У 31 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии Водгео" (72) С.В.Яковлев,Л.С.Волков, Э.А.Прошин, С.Н.Туголуков, В.Д.Рахамимов и Н.А.Чернышова (53) 628.336.4(088.8) (56) Заявка ЕПВ - 0053251, кл. С 02 F 11/14, 1983.
Заявка Японии Ф 58-50160, кл. С 02 F 11/12, 1983.
Заявка Японии 58-52000, кл. С 02 F 11/14, 1983. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОСАДКА (57) Изобретение относится к способам обезвоживания. осадков, образующихся при физико-химической очистке природных и сточньгх вод,может быть использовано в химической технолог ии и при обогащении полезных ископаемых и позволяет улучшить водоотдающие свойства осадка. Вспомогательное вещество крупностью 30 250 мкм и полиакриламид (ПАА) вводят в осадок постадийно 2 — 4 раза вдоль потока с отбором осадка после каждого ввода ПАА в количестве 10 — 90X от общего расхода осадка и обезвоживают при послойном наливе осадка в последовательности, обратной его отбору.
Осадок предварительно сгущают до концентрации 40 — 90 г/л. Вспомогательное вещество вводят в количестве
5 — 100X, а ПАА — 0,05 - 1,07 от массы сухого вещества осадка. 2 з.п. ф-лы, 8 табл.
Таблица
Крупность вводимо|о в осадок вспомогаПроиз водител ьность процесса обезвоживания кг/(м ч) тельного вещества, мкм
35
51
57
120
56,5
170
55. 250
Данные о влиянии постадийного ввода вспомогательного вещества и полиакриламида с отбором осадка после каждого ввода полиакриламида и обезвоживании при послойном наливе осадка в последовательности, обратной
его отбору, приведены в табл. 2.
Т а б л и ц а 2
Производительност| процесса обезвоживания, кг/(м .ч) Количество стадий ввода в осадок вспомогательного вещества и ПАА
21
57,5
5 3, 5 I 13318
Изобретение относится к обезвоживанию осадка при физико-химической очистке природных и сточных вод и может быть использовано также в хими5 ческой технологии и при обог ашепии полезных ископаемых.
Цель изобретения — улучшение водоотдающих свойств осадка.
Способ осуществляют следующим образом.
Осадок предварительно сгущают до концентрации сухого вещества 4090 г/л, вводят постадийно 2 — 4 раза вдоль потока в осадок вспомогательное вещество крупностью 30 — 250 мкм в количестве 5- 1007. от массы сухого вещества осадка, перемешивают смесь, затем добавляют в смесь полиакриламид (ППА) в количестве 0,05- 20
1,0% от массы сухого вещества осадка перемешивают до получения однородного структурированного осадка, отбирают осадок после каждого введения полиакриламида в количестве 10 — 907. 25 от общего расхода осадка и обезвоживают при наливе на движущуюся фильтровальную перегородку при послойном наливе осадка в последовательности, обратной его отбору. 30
Данные, характеризующие влияние кру."ности вводимого в осадок вспомогательногоо вещества на производительность процесса обезвоживания приведены в табл. 1.
Как следует из данных табл . 1 наилучших результатов достигают при введении в осадок вспомогательного вещества крупностью 30-250 мкм.
При крупности вводимого в осадок вспомогательного вещества менее
30 мкм снижается производительность процесса обезвоживания за счет снижения проницаемости и пористости слоя осадка частицами вспомогатель45 ного вещества.
При крупности вводимого в осадок вспсмогательного вещества более
250 мкм также снижается производительность процесса обезвоживания осадка в связи с неоптимальными условиями для структурообразования ос адка,смешанного с вспомогательным веществом и полиакриламидом. В результате имеет место проникновение
55 мелкодисперсных твердых частиц осадка между частицами вспомогательного вещества со снижением проницаемости слоя обезвоженного осадка.
270 4"
П р и м е ч а н и е. Исходная концентрация обезвоживаемого осадка гальванического производства 50 г /л.
Вспомогательное вещество (отход производства перлита) и ИАА введены в количестве 50 и 0,57. coDT âåòñтвенно постадийно 3 раза вдоль потока. Отбор осадка после каждого введения полиакриламида 33,37 от обще î расхода осадка. Продолжительность фильтрования 15 с. з 1331840
Продолжение табл . 2
Та блица 3
Количество осадка, отбираемого после каждого ввода ПАА, 7 от общего расхода осадка
Производительность процесса обезвоживания, кг/(м ч) 43,5
10 5
56
60
65
51,5
45
20
30
П р и м е ч а н и е. Концентрация исходного осадка гальванического производства 50 г/л. Общее количество вспоМогательного вещества (отхода производства перлита) и IIAA,ðàâíoìåðно распределенное по стадиям ввода, соответственно 50 и 0,57.После каждого ввода ПАА отбор равного количества осадка. Продолжительность фильтрования 15 с.
Как следует из данных табл. 2,наи° лучшие результаты обезвоживания осадка 25 вспомогательного вещества и полиакриламида 2 — 4 раза вдоль потока с отбором осадка после каждого введения полиакриламида.
При уменьшении количества стадий ввода в осадок вспомогательного вещества и полиакриламида с отбором осадка после каждого введения полиакриламида до одной .снижается произ35 водительность процесса обезвоживания, характеризующая водоатдачу осадка, за счет резкого снижения пористости нижележащих слоев осадка при обезвоживании наливом осадка на
40 фильтровальную перегородку.
При увеличении количества стадий ввода в осадок вспомогательного вещества и полиакриламида с отбором 45 осадка после каждого введения полиакриламида более четырех также снижается производительность процесса обезвоживания вследствие ухудшения условий структурообразования в слоях обезвоживаемого осадка из-за снижения удельных расходов вспомогательного вещества и полиакриламида,вводимых в осадок на каждой стадии.
Данные о влиянии количества осадка, отбираемого после каждого введения полиакриламида, на производительность процесса обезвоживания приведены в табл. 3.
П р и м е ч а н и е.Исходная концентрация обезвоживаемого осадка гальванического производства 50 г/л.
Количество стадии ввода вспомогательного вещества иполиакриламида 3. Общее количество вспомогательного вещества (отхода производства перлита) и ПЛА соответственно 50 — 0,57 равномерно распределяют по стадиям ввода.Продолжительность фильтрования 15 с.
Как следует из данных табл, З,наилучшие результаты получены при отборе осадка после каждого введения полиакриламида в количестве 10 — 907 от общего расхода осадка.
Отбор осадка на каждой стадии процесса ниже 10 или свыше 907 приводит к резкому снижению производительности процесса за счет недостаточной толщины высокопористого слоя осадка, непосредственно наливаемого на фильтровальную перегородку, и уменьшения пористости последующих слоев.
Данные о влиянии концентрации предварительно сгущенного осадка на производительность процесса обезвоживания осадка и влажность обезвоженного осадка приведены в табл. 4, Как следует из данных табл. 4 на-. илучшие результаты достигаются при предварительном сгущении обезвоживаемого осадка до концентрации 40-90 г/л.
5 133184
При обработке осадка концентрацией менее 40 г/л снижается производительность процесса обезвоживания, так как малая концентрация сухого вещест5 ва осадка приводит к образованию мелкодисперсной структуры, состоящей из высокоабвадненных сжимаемых частиц.
Концентрация осадка свыше 90 г/л не приводит к снижению праизводитель-10 ности процесса обезвоживания,но при этом повышается влажность обезвоженнаго осадка вследствие возрастания толщины слоя отфильтрованного осадка, не обеспечивающей эффективного сниже- 15 ния влажности осадка при просушке.
Таблица 4
Производительность
Концентрация сухого осадка, г/л
Производи цельность
Влажность 2р обезвоженнопроцесса обезваживапроцесса обезвожига осадка, мас.% ния, кг/(и ч) вания, кг/(м ч) 20
79
30
77,6
40
76,6
58
60
75,6
80
75,0
51
100
59
75,3
120
110
77,0
25
150
120
78,0
П р и м е ч а и и е. Исходная концентрация обезвоживаемаго осадка гальванического производства 50 г/л.
Вспомогательное вещество (отход производства перлита) и палиакриламид введень: в 3 стадии вдоль патока.Об5р щее количество ПАА 0,5% ат массы сухого вещества осадка. Отбор осадка после каждого ввода ПАА 33,37 от общего расхода осадка. Продолжительность фильтрования 15 с.
Данные., характеризующие влияние количества вводимого в осадок полиакриламида на производительность процесса обезвоживания приведены в табл. 6.
П р и м е ч а н и е.Количество стадий ввода вспомогательного вещества и полиакриламида 3. Общее количество вспомогательного вещества (отхода производства перлита) и ПАА равномерно распределенное по стадиям ввода соответственна 50 и 0,57.
Отбор осадка после каждого ввода ЛАА
33,3% от общего расхода осадка.Продолжительность фильтрования 15 с.
Данные, характеризующие влияние количества вводимого в осадок вспомога.тельного вещества на производительность процесса обезвоживания, приведены в табл. 5.
Как следует из данных табл. 5,наилучшие результаты достигнуты при
0 б введении в осадок вспомогательного вещества в количестве 5 — 1007. от массы сухого вещества осадка.
При введении в осадок вспомога- . тельного вещества менее 5% снижается производительность процесса обезвоживания за счет увеличения сжимаемости осадка.
При введении в осадок вспомогательного вещества более 1007. -.àêæå снижается производительность процесса обезвоживания осадка вследствие перенасыщенности вспомогательного вещества в сме= è, приводящей к образованию малапрачных структур, Т а б л и ц а 5
Количество вводимого в осадок вспомогательного вещества, 7 от массы сухого вещества осадка
7 1331
Таблица 6
Производительность процесса обезвоживания кг/(м
7 ч) Количество вводимого в О< адок полиакриламида,% от мас.сы сухого вещества осадка
1О
0,05
0,1
15
0,3
56,5
0,5
56,5
0,7
1,0
49,5
1,2
1,5
П р и м е ч а н и е. Исходная концентрация обезвоживаемого осадка гальваническог о производства 50 г/л.
Вспомогательное вещество (отход производства перлита1и ПАА введены в
3 стадии. Количество вспомогательно- 35 го вещества 507. от массы сухого вещества осадка. Отбор осадка после каждого ввода ПАА 33,3% от общего расхода осадка. Продолжительность фильтрования 15 с.
Как следует из данных табл, 6, наилучшие результаты достигнуты при введении в осадок полиакриламида
0,05 — 1,0% от массы сухого вещества осадка. 45
Введение в осадок полиакриламида менее 0,057 недостаточно для структурообразования осадка, вследствие чего снижается производительность процесса обезвоживания. 50
При введении в осадок полиакриламида более 1,0Х также снижается производитеггьность процесса обезвоживания вследствие стабилизации осадка, привсдящей к уменьшению механической прочности его структур и повышению сжимаемости осадка.
Пример 1. Осадок гальванического производства концентрацией С=
840 Я
10 i /и преднарительн<> сгущают медленным механиче<.ким перемешиванием до С = 40 г/л, в две стадии ($=2) вводят в осадок объемом () =1000 см вспомогательное вещество (отход перлитового производства крупностью — 30 мкм) в количестве 2 < и 0,27.ный раствор полиакриламида в количестве 10 г, соответстненно С =5% и С<, = 0,057. от массы сухого вещества осадка. На первой стадии процесса в осадок вводят 1 г отхода производства геерлита (2,57 от массы сухого вещества осадка), иеремешиваеот смесь в цилиндре вместимостью 1,5 л . лопастной мешалкой со скоростью
200 мин в течение 60 с, затем добавляют в смесь 5 г 0,2Х-ного раствора полиакриламида (0,025Х от массы сухого вещества осадка), перемешиват в течение 30 с до получения однородного структурированного осадка размером структур 2-4 мм,затем отбирают Q = 900 см обработанного осадг ка,90% от общего расхода осадка).
На второй стадии процесса в оставшийся в цилиндре осадок (Q = 100 см1) вводят отход производства перлита крупностью 30 мкм в количестве 1 г (25% от массы сухого вещества осадка), при этом с учетом введенного на первой стадии перлита общее, количество перлита в оставшемся объеме осадка 27,57. перемешивают смесь лопастной мешалкой со скоростью
200 мин в течение 60 с, добавляют в смесь 5 r 0,2%-ного раствора полиакриламида (0,025Х от массы сухого вещества осадка, с общим количеством полиакриламида 0,2757) перемешивают в течение 30 с до получе ния однородного структурированного осадка размером структур 2-4 мм и отбирают обработанный осадок. Затем осадок, отобранный на второй стадии, наливают на фильтровальную перегородку воронки наливного типа с поверхностью фильтрования 50 см, экипированной капроновой тканью. Поверх слоя осадка, отобранного на второй стадии, наливают слой осадка, отобранного на первой стадии, и обезвоживают в течение 15 с при вакууме
0,06 NIa,Затем осадок просушивают при том же значении вакуума в течение 15 с. Производительность фильтровальной установки L = 51 кг(м у у ч), 10
Таблица 7
УдельКоличество стадий
КонценПример КоличестКрупность вспомогательного
Количество Произвотрация сухого вещества в осадка,последовательно отбираемое после дитель ность ное во ввода вспомогательного вещества и пол исопротивлевводимоro в осапроцесса обезние осадке, г/л каждого ввода ПАА, QОЕ воживаосадка, 10 fg / ния вещест ва, мкм акриламида с отбодок осадка кг/(и ч)
2 полиакриламиром осадка после ва, мас.% да, мас.% каждого ввода полиакриламида
1 40
2 65
90; 10
0,05 2
1,5
40; 40; 20 54
120 0 5 3
0,8
3 90 100 250 1 0 4
4 20 2 10 0,02 2
5 120 150 ?70 1,5 5
57,5
30;30;30;10
0,6
95;5
15,2
20;20;20;
20; 20
5,4
Данные, свидетельствующие о преи- ботки осадка по сравнению с известмуществах предложенного способа обра- ным,приведены в табл, 8.
9 1331840
Пример 2. Осуществляют аналогично примеру 1 при следующих значениях технологических параметров:
С = 65 г/л; С = 507; d = 120 мкм, С = 0,57 S = 3; Qp= 40%, Q,= 407, 207. Производительность фильтро3 вальной установки L = 54 кгl(м ° ч) . !
Пример 3. Осуществляют анало-10 гично примеру 1 при следующих значениях технологических параметров:
С = 90 г/л; С = 100%; d = 250 мкм;
С = 1,0%; S = 4; Q „ = 30%; (=30%;
Qq = 30%; Qq= 10% L = 57 5кг/ м -ч).15
Количество вводимого в осадок вспомогательного вещест-
Пример w. Осуществляют аналогично примеру 1 при следующих значениях технологических ."параметров:
С = 20 г/л; С :-. 2%; d =.10 мкмС =
0,027.; S = 2; Q,= 957;Q = 57.; L
23 кг/(м "* ч)
Пример 5. Осу:!ествляют аналогично прймеру*1 при следующих значениях технологических параметров:
С = 120 г/л; С = 150%; d = 270 мкм;
С =- 1,5%; Б = 5; Ц, =. О = Ц = Ц
= (5 = 207.. L = 38 .,г!(м . ч), Данные примеров 1-5 сведены в табл. 7.
133 184С
Таблица 8
Категории осадков
Известный способ
Предлагаемый способ
Произ- Круп- Коливоди- ность честтель- вспо- во
Крупность
КолиКоличестКоличество тоПроизводительность процесса кг/(м ч) чество стадий ввода вспово ность могаточек отбора чек отбора стадий процесса кг/(м °
2 кч) тельмогательноro веосадка. после ввеосадка после ввеного вспомогавещест- тельдения
ПАА щества и ПАА дения
ПАА ва, ного вещестмкм ва и ПАА
20-30 30-250 2-4
2-4 43-48
40-55 30-250 2-4
2-4 82, 5-100
Осадки сточных вод: гальваничес— ких производств О, 1-2,0 1
23-34 250 51,0-57,5 травильных отделений 0,1-2,0 1
29-41 30-250 2-4 2-4 61,5-72,5
П р и м е ч а н и е. Исходная концентрация обезвоживаемого осадка 50 г/л .
Вспомогательное вещество (отход производства перлита) и полиакриламид введены в количество 50 и 0,57 соответственно. Продолжительность фильтрования 15 с.
Предложенный способ обработки осадка по сравнению с известным обеспечивает увеличение водоотдачи осадка и повьш ение производительности процесса обезвоживания в 1, 5-2, 5 раза за счет улучшения структурно-мевспомогательного вещества,мкм
Осадки природных вод: маломутных (мутность
M до
50 мг/л) О, 1-2, О 1 средней мутности 50 с (M < (250 мг /л О, 1-2, О 1 ханических свойств слоя осадка, нали55 ваемого на фильтровальную перегородку, и перераспределения гидростатического давления по общей высоте слоев осадка со снижающейся снизу вверх проницаемостью.
1331840
Составитель Г.Лебедева
:Редактор О.Юрковецкая Техред М.Ходанич Корректор M,Шароши
Заказ 3765/21 Тираж 850 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35,Раушская наб., д. 4/5
Гроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Формула изобретения
1. Способ обработки осадка, включающий предварительное сгущение,введение в осадок вспомогательного вещества, перемешивание смеси, после5 дующее добавление в смесь полиакриламида, перемешивание до получения однородного структурированного осадка с последующим его обезвоживанием при наливе на движущуюся фильтровальную перегородку, .отличающийся тем,что, с целью улучшения водоотдающих свойств осадка, вспомогательное вещество крупностью 30-250 мкм и попиакриламид вводят постадийно
2-4 раза вдоль потока с отбором осадка после каждого ввода полиакриламида в количестве 10-907 от общего расхода осадка и обезвоживают прн послойном наливе осадка в последовательности, обратной его отбору.
2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем,что осадок предварительно сгущают до концентрации сухого вещества 40-90 г/л.
3. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем,что вспомогательное вещество вводят в количестве 5100%, а полиакриламид — 0,05-1,0Х от массы сухого вещества осадка.