1551661 - Способ обработки осадков

Способ обработки осадков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к обработке природных и сточных вод с добавлением химических реагентов и может быть использовано в химической технологии и при обогащении полезных ископаемых. Цель изобретения - повышение производительности обезвоживающего оборудования, достигается за счет того, что в способе обработки осадков сточных вод, включающем предварительное сгущение осадка, гранулирование в жидкой среде с введением флокулянта и обезвоживание гранулированного осадка, перед гранулированием осадок делят на два потока, в один из которых вводят полиакриламид /ПАА/, в другой - ПАА и известковое молоко, а гранулирование ведут последовательно во вращающихся нисходящем и восходящем потоках, в нисходящий поток вводят осадок, обработанный ПАА, а в восходящий - осадок, обработанный ПАА и известковым молоком, при линейной скорости вращения нисходящего потока 6,5-9,2 м/мин, а восходящего - 1,5-2,3 м/мин, причем, с целью получения гранул определенной крупности, место ввода осадка, обработанного ПАА и известковым молоком, меняют по высоте восходящего потока. 1 з.п.ф-лы, 4 табл.

СОЮЗ СООЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„ЯО„„1551661 (51)5 С 02 F 11/14

I р ° ° /

Sf фф hp г

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4324917/23-26 (22) 08. 10.87 (46) 23 ° 03.90. Бюл. М 11 (72) С.В.Яковлев, С.Л.Волков, С.Н.Туголуков, Э.А.Прошин, В.А.Цунин и В.Г.Ляшенко (53) 628.336.4(088.8), (56) Авторское свидетельство СССР

У 1331840, кл. С 02 F 11/14, 1985.

Авторское свидетельство СССР и 994443, С 02 F 11/14, 1976. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ (57) Изобретение относится к обработке природных и сточных вод с добавлением химических реагентов и может быть использовано в химической технологии и при обогащении полезных ископаемых. Цель изобретения вЂ” повышение производительности обезвоживающего оборудования достигается эа счет того, что в способе обработки

Целью изобретения является повышение производительности обезвоживакицего оборудования.

Способ осуществляют следующим образом.

Осадок предварительно обрабатывают раствором полиакриламида и сгущают до концентрации сухого вещества

40-90 г/л, сгущенный осадок делят на

2 осадков сточных вод, включающем предварительное сгущение осадка, гранулирование в жидкой среде с введением флокулянта и обезвоживание гранулированного осадка, перед гранулированием осадок делят на два потока, в один из которых вводят полиакриламид (ПАА), в другой вЂ” ПАА и известковое молоко, а гранулирование ведут последовательно во вращающихся нисходящем и восходящем потоках, в нисходящий поток вводят осадок, обработанный ПАА, а в восходящий вЂ” осадок, обработанный ПАА и известковым молоком, при линейной скорости вращения нисходящего потока 6,5-9,2 м/иин, а восходящего вЂ” 1,5-2,3 м/мин, причем с целью получения гранул определенной крупности месТо ввода осадка, обработанного ПАА и известковым молоком, меняют по высоте восходящего потока. 1.э.п. ф-лы, 4 табл. два потока, в один иэ которых вводят полиакрилаиид, в другой - известковое молоко и полиакриламид, осадок, обработанный полиакриламидом, гранулируют, последовательно в нисходящем, вращающемся с линейной скоростью

6,5-9,2 и/иин потоке и в восходящем, вращакицемся с линейной скоростью

1,5-2,3 м/мин потоке, а в восходящий поток вводят второй поток осадка, обработанный полиакриламидом и известковым молоком, причем место ввода осадка, обработанного полиакрнлаиидои и известковым молоком, иеняют по высоте восходящего потока, а со1 551661 отношение расходов осадка, подаваемого в первую и вторую части, составляет при обезвоживании на вакуумфильтрах 2: 1-1:2, при обезвоживании на ленточном фильтр-прессе вЂ” 1:61:11, при обезвоживании на барабанном ленточном фильтре, 1:8-1:12.

Гранулирование осадка во вращающихся нисходящем и восходящем потоках с добавлением в восходящий поток полиакриламида и извести при определенных скоростях вращения и соотношении расходов потока позволяет повысить производительность процесса обезвоживания за счет регулирования полидисперсности осадка ° При этом осадок после гранулирования в нисходящем потоке содержит частицы со средним диаметром 0,3-0,5 мм. В восходящем же потоке, в зависимости or высоты введения ПАА и,извести, формируются гранулы с размером структур от 1-2 до 5-6 мм, А смешение осадка, гранулированного в нисходящем потоке, с осадком в восходящем потоке в определенном соотношении позволяет добиться нужной полидисперсности осадка °

С ростом размера гранул прочность структуры осадка снижается. Поэтому с целью упрочнения структуры осадка в восходящий поток вводят известковое молоко, которое при взаимодействии с полиакриламидом образует акрилат кальция.

Акрилат кальция,.сорбируется на поверхности частиц осадка и включается в состав его структуры, что ведет к уменьшению сжимаемости осадка и снижению его удельного сопротив40 ления фильтрованию.

Гранулирование осадка во вращающихся потоках позволяет обеспечить относительное постоянство гидродинамического воздействия по всему сечению восходящего потока, за счет чего гранулы, образующиеся после ввода полиакриламида и извести, имеют незначительную разницу в размерах.

Изменение высоты точки ввода полиакриламида и известкового молока позволяет получать гранулы в восходящем потоке необходимого размера эа счет формирования их под изменяющимся гидростатическим давлением столба жидкости, находящегося над местом ввода. И чем больше гидростатическое давление, тем меньше размер образующихся гранул и наоборот:

Уменьшение скорости вращения нисходящего потока ниже 6,5 м/мин приводит к росту размера гранул мелкодисперсной составляющей. При этом число контактов между частицами твердой фазы уменьшается, что способствует образованию легкосжимаемого осадка с малым пределом текучести, в результате чего при обезвоживании на фильтрующей перегородке образуется пограничный слой с низкой проницаемостью, резко снижающий производительность процесса обезвоживания. Увеличение скорости вращения нисходящего потока более 9,2 м/мин также снижает производительность процесса обезвоживания с уменьшением размера гранул мелкодисперсной составляющей. В результате имеет место проникновение нескольких мелких частиц между частицами крупной фракции со снижением проницаемости пограничного слоя обезвоженного осадка.

Уменьшение средней линейной скорости вращения восходящего потока менее 1,5 м/мин приводит к отсутствию эффекта гранулирования и выходу иэ гранулятора осадка в виде сплошной структурированной массы, поскольку при таких скоростях деформирования время восстановления структурных связей меньше времени их разрушения.

Однако в дальнейшем транспортирование такого осадка по трубам приводит к разрушению межчастичных связей и образованию структуры, состоящей иэ мелкодисперсных частиц с низкой гидравлической проницаемостью. При этом производительность процесса обезвоживания значительно снижается.

Увеличение средней линейной скорости вращения восходящего потока свыше 2,3 м/мин также снижает производительность процесса обезвоживания, поскольку при таких скоростях размер гранул крупнодисперсной составляющей снижается вплоть до образования структуры, состоящей из одних мелкодисперсных частиц с низкой гидравлической проницаемостью.

Влияние соотношения количества исходного осадка, подаваемого в нисходящий и восходящий потоки, на производительность процесса обезвоживания приведено в табл. 1, 5

Исходная концентрация твердой фазы обеэвоживаемого осадка гальванического производства 25 г/л; суммарная доза полиакриламида 5 г, извести

50 г на 1 кг твердой фазы; средняя линейная скорость вращения нисходящего потока 8 м/мин, восходящего

2,3 м/мин.

Высота столба жидкости над местом ввода полиакриламида и извести составляет при противоположно направленном действии перепада давления и гравитации на вакуум-фильтрах 2 м, при одновременном действии перепада давления и гравитации на ленточном фильтре 1: 1 м и при обезвоживании за счет сдвиговой полэучести 0,9 м. Как следует из данных табл. 1 при обезвоживании осадка при противоположном и однонаправленном действиях перепада давлений и гравитации на барабанном вакуум-фильтре в ленточном фильтре с соотношением расходов осадка, подаваемого в нисходящий и восходящий потоки, соответственно более 2:1 и

1:8, количество мелкодисперсных частиц увеличивается. При этом производительность начинает падать эа счет снижения пористости обезвоживаемого осадка.

Обезвоживание осадка на барабанном вакуум-фильтре с соотношением расходов осадка, подаваемого в нисходящий и восходящий потоки, менее

1:2 также снижает производительность процесса вследствие уменьшения адгеэионных сил осадка. При соотношении менее 1:10 осадок не прилипает к ткани и потому процесс обезвоживания на барабанном вакуум-фильтре становится невозможным.

При соотношении расходов менее

1: 11 и обезвоживании осадка на ленточном фильтре вследствие уменьшения 4 числа контактов между частицами, а следовательно, и снижения их проч" ности осадок становится легкосжима-емым. В процессе обезвоживания такого осадка на фильтрующей перегородке начинает обезвоживаться пограничный слой с низкой проницаемостью, который значительно снижает, производительность процесса °

Данные зависимости производитель5 ности обезвоживающего оборудования от средней скорости вращения нисходящего и восходящего потоков приведены в табл ° 2 и 3.

551661

Данные табл. 2 и 3 приведены в условиях, при которых исходная концентрация твердой фазы обезвоживаемого осадка гальванического производства составляет 25 г/л; суммарная доза полиакриламида 5 r, извести

50 г на 1 кг твердой фазы. Средняя линейная скорость восходящего потока для значений, приведенных в табл.

2 2,3м/мии, нисходящего потока для значений, приведенных в табл. 3, 8 м/мин. Высота столба жидкости над местом ввода полиакрипамида и известкового молока для вакуум-фильтров

2 м, для ленточного фильтра 1,1 м, для БСФ 0,9 м. Соотношение расходов осадка, подаваемого в нисходящий и восходящий потоки, составляет при обезвоживании осадка на ВФ 4: 1, ЛВФ

1:8, БСФ 1:9.

Пример. Осадок гальванического производства с концентрацией твердой фазы С, = 10 г/л обрабатывают первой дозой ПАА в количестве 2 r/êã сухого вещества и сгущают при медленном механическом перемешивании до концентрации твердой фазы С =60 г/л.

Далее сгущенный осадок разбивают на два потока с соотношением расходов

Первый поток обрабатывают раствором ПАА в количестве 1,5 г/кг сухого вещества и направляют во вращающийся нисходящий поток, при этом выдерживают среднюю линейную скорость вращения нисходящего потока Ч я = 8 м/мин.

Второй поток обрабатывают раствором ПАА и известковым молоком до0 эоч соответСтвенно 1,5 г/кг и 50 г/кг сухого и вводят во вращающийся восходящий поток на высоте 2 м от перехода нисходящего потока в восходящий. Полученную смесь гранулируют в восходящем потоке со средней линейной

5 скоростью вращения Ч = 2,3 и/мин.

После окончания гранулирования смеси осадок направляют на барабанный вакуум-фильтр типа 50У-5-1,75, где он обезвоживается при противоположно направленном действии перепада давления и гравитации. Производительность вакуум-фильтра равна

58 кг/м ч.

Сравнение предлагаемого и известного способов приведено в табл. 4.

Данные табл, 4 приведены в условиях, при которых: исходная концентрация обезвоживаемого осадка 20 г/л;

1551661 концентрация твердой фазы сгущенного осадка 60-70 г/л; суммарная доза полиакриламида 5 г/кг твердого; доза извести 50 г/кг твердого; средняя линейная скорость вращения нисходя-, 5 щего потока 8 м/мин, восходящего

2,3 мlмин. ю щ н и с я тем, что, с целью повышения производительности обезвоживающего оборудования, перед гранулированием осаДок делят на два потока, в один из которых вводят полиакриламид, в другой вЂ” полиакриламид и известковое молоко, а гранулирование ведут последовательно во вращающихся нисходящем и восходящем потоках, в нисходящий поток вводят осадок, обработанный полиакриламидом а в восI ходящий вЂ . осадок, обработанный полиакриламидом и известковым молоком при линейной скорости вращения нисходящего потока 6,5-9,2 м/мин, а восходящего вЂ” 1,5-2,3 м/мин.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения гранул определенной крупности, место ввода осадка, обработанного полиакриламидом и известковым молоком, меняют по высоте восходящего потока.

Предлагаемый способ обработки 10 осадка по сравнению с известным обеспечивает повышение производительности процесса обезвоживания в 1,52,7 раза за счет улучшения структуры механических свойств обезвоживаемого 15 осадка.

Формула и з обретения

1. Способ обработки осадков, вклю- 20 чающий предварительное сгущение осадка, гранулирование в жидкой среде с введением флокулянта и обезвоживание гранулированного осадка, о т л и ч аТ а б л и ц а 1

Соотношение

Производительность процесса, кг/м ч, при обезвоживании осадка на расхода осадка, подаваемого в нисходя щий и восходящий потоки вакуум- ленточном барабанном сетфильтре фильтре чатом фильтре процесс неустойчив, забивается сетка

16 о

26,5

25,1

6:1

5:1

4:1

2:1

1:1

1:2

1:4

1:6

1 8

1:9

1:10

1:11

1:12

1:14

1 16

1:18

1:20

26,5

Не прилипает к фильтру ткани

153

1551661

Таблица2

Производительность процесса, кг/м . ч при обезвоживании осадка на

Средняя скорость вращения нисхобарабанном сетчатом фильтре вакуум- ленточном фильтре фильтре дящего потока, м/мин

Таблица3

Средняя скот

Производительность процесса, кг/м . ч, при обезвоживании осадка на рость вращения ВОсхОдящего потока, м/мин вакуум- ленточном барабанном сетчафильтре фильтре том фильтре

Т ° банц ° 4

Оредлагаеный способ

Известный способ

Осадки

Производительность процесса, кг/и г прн обезвоннванин на

Разнер гранул, мн тельность

etc /ee ч, а ониваннн на тол идк вакуум- фильтре

Ннсходн- Во инй поток ии то барабанном сетчатом фильтре ад н ом в

Пай и ленточном барабанном сетчатон фильтре енточоее вавакуум фильтре угчэ фильтре ести

Осадки природных вод

60-65

471

0,3-0,5 1,0-1,5

3-5

2 ° 0

l,2

Средней мутности(до

250 мг/л)

Осадки сточ8S-100

180-200

it7

1:9

1 ° О

30-35

40-55

4-Ь

120-130

SS-S8

3 ° 5:1

i:8

1:9

2,0

1,!

0,9

20-27

25-35

100-11S

0,3-0,5 ных son гальванических производств

70-75

1ЬО-190

Составитель Е.Войцеховская

Редактор Н.Лазаренко Техред А.Кравчук Корректор СеШекмаР

Заказ 305 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

1 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

4,1

5,0

6,0

6 5

8,0

9,2

0 5

0,7

0,9

1,5

2,3

3,0

4,0

20 5

25,3

72,5

25,4

25,5

25,1

101

t02

101

Способ обработки осадков

Патент 1551661