Глубокая очистка сточных вод от органических загрязнителей флотационно-кавитационным методом



Скачать 237.4 Kb.
Дата10.01.2013
Размер237.4 Kb.
ТипАвтореферат


На правах рукописи

Тарасенков Николай Викторович

Глубокая очистка сточных вод от органических загрязнителей флотационно-кавитационным методом


Специальность: 03.00.16 – Экология (Химические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой

степени кандидата химических наук

Санкт-Петербург

2006Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования “Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна” на кафедре инженерной химии и промышленной экологии.
Научный руководитель – доктор технических наук, профессор

Панов Виктор Петрович.

Официальные оппоненты – доктор химических наук, профессор

Гребенников Сергей Федорович,
доктор технических наук, доцент

Нифонтов Юрий Аркадьевич.
Ведущее предприятие - Северо-западный государственный заочный технический университет (Санкт-Петербург)

Защита состоится 20 декабря 2006 г. в 12 час.

в аудитории № 241 на заседании диссертационного совета К 212.236.02 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования “Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна” по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна.
Автореферат разослан “17” ноября 2006 г.


Ученый секретарь

диссертационного совета, к.т.н. Сашина Е.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ

Актуальность работы

Очистка сточных вод от органических загрязнений методом реагентной напорной флотации широко распространена в различных отраслях промышленности вследствие компактности установок, доступности реагентов. Однако для достижения нормативных требований по содержанию различных органических поллютантов, в частности антрахиноновых красителей, нефтепродуктов, отличающихся высокой токсичностью и стойкостью к биоразложению, требуется несколько ступеней доочистки, например методом адсорбции остаточных органических примесей на активированных углях. Изыскание новых технических решений и технологических приемов достижения глубокой очистки сточных вод и повышения эффективности флотационных процессов до сих пор актуально, в частности для текстильной, целлюлозно-бумажной, химической отраслей промышленности, для транспортных предприятий.


Цель и основные задачи работы

Цель работы состояла в разработке технологических решений по повышению эффективности очистки сточных вод от органических загрязнений методом реагентной напорной флотации, изучении физико-химических и технологических закономерностей коагуляционного выделения нефтепродуктов и антрахиноновых красителей и деструкции поллютантов с использованием эффекта гидродинамической кавитации насосов высокого давления флотационных установок.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- исследование основных закономерностей коагуляционного выделения растворенных антрахиноновых красителей, растворенных и эмульгированных нефтепродуктов из сточных вод;

- изучение влияния физико-химических факторов (состава сточных вод, рН, температуры, режима ввода водовоздушной смеси и др.) на эффективность выделения скоагулированных примесей сточных вод при флотации;

- изучение кинетики и полноты деструкции органических примесей сточных вод при использовании гидродинамической кавитации, возникающей при работе насосов высокого давления флотационных установок;

- разработка новых технологических решений обеспечивающих предотвращение загрязнения окружающей среды нефтепродуктами и красите-лями при использовании реагентной напорной флотации и эффекта кавитации;

- обоснование технологических режимов глубокой очистки сточных вод в промышленных условиях и их технико-экономическая оценка;

Научная новизна работы

- предложен механизм деструкции органических загрязнителей сточных

вод за счет эффекта кавитации при подаче в обрабатываемую жидкую
среду воздуха;

- установлена взаимосвязь адсорбционной емкости золей гидроксида алюминия по антрахиноновым красителям при введении коагулянта в зависимости от соотношения краситель-коагулянт, описан механизм образования двух- и трехмерных структур хлопьев, влияние структуры хлопьев на интенсивность и полноту их выделения при отстаивании и флотации;

- установлены физико-химические условия наиболее полного выделения краси-телей и нефтепродуктов (растворенных и эмульгированных) при коагуляции;

- экспериментально определены наилучшие технологические режимы флотационной очистки сточных вод от органических загрязнений;

- предложены эмпирические уравнения для количественной оценки глубокой очистки сточных вод от нефтепродуктов за счет кавитационного воздействия при подаче на вход насоса воздуха.

Практическая значимость работы.

Обоснованы технологические условия коагуляционно-флотационной очистки сточных вод от антрахиноновых красителей для высоко эффективного обесцвечивания окрашенных стоков.

Разработана технология глубокой очистки нефтезагрязненных сточных вод флотационно-кавитационным методом с обеспечением остаточного содержания нефтепродуктов на уровне 0.3-0,05 мг/л. Разработанная технология внедрена на трех промышленных предприятиях, достигнуты стабильные результаты при эксплуатации.

Результаты работы внедрены и используются в учебном процессе при проведении НИРС и изучении курсов “Промышленная экология” в СПГУТД при подготовке инженеров – экологов по специальности 28.02.02.

Апробация работы и публикации.

Материалы диссертационной работы докладывались на международных и отраслевых научно-практических конференциях (“Организация системы управления охраной окружающей среды” Санкт-Петербург 2002; “Экология и безопасность жизнедеятельности”, Пенза, 2004, “Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности”, Иваново, 2005; а также на Межвузовских научно-технических конференциях “Дни науки”, СПГУТД г. Санкт-Петербург, 2004 – 2005 г).

Работа выполнялась в рамках Федеральной программы “Развитие научного потенциала высшей школы” грант № 49059, 2005; целевой программы “Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки”. - грант Администрации СПб № 303414, 2003г.

По материалам диссертационной работы опубликовано 6 статей и подана

заявка на патент РФ №2006112045 от 11.04.2006.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих

выводов, приложений и списка литературы имеющего наименований. Работа изложена на страницах, содержит рисунков, таблиц.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность проблемы глубокой очистки промышленных сточных вод от органических загрязнителей экономичными методами в нашей стране и за рубежом.

В первой главе проанализировано современное состояние проблем глубокой очистки сточных вод от органических загрязнителей. Рассмотрены технико-экономические аспекты адсорбционных мембранных, химических и фотохимических методов доочистки сточных вод, возможности отдельных способов, их преимущества и недостатки. Показана практическая перспективность использования реагентной напорной флотации и деструктивных методов для глубокой очистки промышленных сбросов.

Во второй главе изложены методы постановки экспериментальных исследований и анализа содержания в сточных водах органических загрязнений. Эксперименты проводились как в лабораторных условиях, так и на промышленных флотационных установках.

При проведении исследований использовались спектрофотометрические методы. Анализ содержания нефтепродуктов в водах проводили по гостированной методике ПНДФ 14.1:2.5-95 использующей метод ИК спектрофотомерии. Методика была приспособлена для измерения малых концентраций нефтепродуктов в воде. Содержание красителей определялось фотоколориметрически. Проведена статистическая оценка достоверности полученных результатов.

Третья глава посвящена исследованию закономерностей коагуляцион-ного выделения растворимых и эмульгированных нефтепродуктов, широко используемых в текстильной промышленности антрахиноновых красителей, с использованием Al(OH)Cl2 и Al2(SO4)3 при дозах 25-200 мг/дм3, содержании красителей до120 мг/дм3 при температурах 20–75оС, характерных как для усредненных стоков красильно-отделочных производств, так и имеющих место при сбросе отработанных растворов стадии крашения. Применение различных солей алюминия обусловлено различным щелочным резервом сточных вод и концентрацией в исходных водах сульфатных примесей.

Объекты исследования: антрахиноновые красители

ярко-синий ярко-красный Н8С ярко-зеленый Н2С

, ,

и нефтепродукты (бензин, керосин, минеральное масло и их смеси).

Согласно экспериментальным данным степень обесцвечивания

сточных вод возрастает с увеличением соотношения коагулянт-краситель, что согласуется с литературными сведениями. При одинаковых условиях степень обесцвечивания зависит от вида красителя. Растворы ярко-зеленого красителя обесцвечиваются при прочих равных условиях на 10-25% хуже, чем ярко-красного или ярко-синего красителя, что обусловлено строением молекул красителя, в первую очередь расположением сульфогрупп. Размер и структура образующихся хлопьев зависит от вида красителя и физико-химических условий проведения процесса.

При малых насыщениях (низких концентрациях красителя и дозах коагу-лянта) образуются рыхлые трехмерные структуры хлопьев, а при увеличении дозы коагулянта возможно образование двухмерных, более плотных структур за счет наращивания объема частиц при конденсации вновь выделившихся золей.

Образование различных по размерам и структуре хлопьев приводит к расслоению образующегося коагулята: часть хлопьев всплывает наверх, часть осаждается, а наиболее мелкие частицы (золи) остаются в среде, придавая окраску раствору. Проведенное фильтрование суспензий после коагуляции по-казало, что степень обесцвечивания отфильтрованных растворов существенно выше, чем при отстаивании (рисунок 1), за счет удаления мелких хлопьев.



Рисунок 1- Зависимость остаточной концентрации (Скр., мг/дм3) ярко-красного антрахинонового красителя в обесцвеченном растворе после отстаивания (кривые 1-3) и фильтрования (1*-3*) от дозы коагулянта (Дк., мг/дм3) при 20оС, дозе магнофлока 1,5 мг/дм3, рН = 6,7-7,2.

Повышение температуры способствует ускорению образования хлопьев, а

с другой уменьшает величину адсорбции красителя на поверхности золей

гидроксида алюминия. При изменении температуры в интервале 20-350С

наблюдается практически одинаковая степень обесцвечивания растворов, дальнейшее же повышение температуры до 60-750С приводит к
существенному снижению степени обесцвечивания, как отфильтрованных растворов, так растворов после отстаивания, вследствие образования более мелких хлопьев и меньшей адсорбции красителя на золях гидроксида Al. Установлено, что наиболее полное обесцвечивание окрашенных растворов достигается   при рН=6- 7 и температуре 20-35 оС, что связано с уменьшением растворимости Al(OH)3 с повышением температуры.

Не зависимо от вида используемой соли алюминия

адсорбционная емкость Al(OH)3 по красителям может быть определена с точностью ± 15% отн. по уравнению.

б = К· Сокр / Al(OH)3 , (1)

где а – адсорбционная емкость гидроксида Al, мг/г; К – коэффициент адсорбции; С0кр – концентрация красителя в исходном растворе, мг/дм3, - концентрация образующегося гидроксида алюминия при полном гидролизе введенного коагулянта, мг/дм3.

При температурах 20-350С величина К=0.8; при 60-750С К=0.625. Данные получены при рН среды 6.5-7.3 и введении в систему 1,5-2 мг/дм3 флокулянта.

Объем осадка коагулята при отстаивании определяется, в основном, дозой коагулянта. При увеличении дозы коагулянта с 25 до 150 мг/дм3 объем осадка при прочих равных условиях увеличивается в 10-15 раз независимо от температуры. Осадок образуется рыхлый, медленно уплотняется, часть мелких хлопьев распределяется по объему жидкой фазы и не отстаивается.

При флотационном выделении скоагулированного сульфатом алюминия ярко-красного антрахинонового красителя при 200С и исходной концентрации 50 мг/дм3 степень обесцвечивания фильтрованных и флотированных растворов, практически одинакова и существенно выше, чем при отстаивании, особенно при малых дозах коагулянта (рисунок 2).



Рисунок 2 - Зависимость степени обесцвечивания (б, %) кислотного ярко-красного антрахинонового красителя после отстаивания (кривая 1), флотирования (кривая 2) и фильтрования (кривая 3) от, дозы Al2(SO4)3 при 20оС, Сокр = 50 мг/дм3.
На реальной сточной воде депо “Московское” Санкт-Петербургского

метро, содержащей после предварительного отстаивания 121 мг/дм3 нефтепродуктов изучены закономерности их коагуляционного извлечения при использовании в качестве коагулянта сульфата алюминия.

Наиболее полное выделение нефтепродуктов из реальной сточной воды достигнуто при 150С, рН=6-6,5 и дозах вводимого коагулянта 75-100 мг/дм3 (рисунок 3).

Остаточная концентрация нефтепродуктов в очищенной воде после фильтрования достигала 0,05 мг/дм3. Как и при обесцвечивании окрашенных растворов, наблюдалось образование рыхлых плохо оседающих хлопьев при отстаивании. Фильтрование же коагулята приводило к задерживанию на фильтре мелких кинетически устойчивых хлопьев, не выделяющихся при отстаивании.



Рисунок 3 - Изменение остаточной концентрации нефтепродуктов (Ск, мг/дм3) при t=15оС, дозах Al2(SO4)3) в зависимости от величины рН. Доза коагулянта, мг/дм3: 1-25, 2-50, 3-75, 4-100.

В четвертой главе представлены результаты исследования процесса выделения красителей и нефтепродуктов из сточных вод методом реагентной напорной флотации в лабораторных и промышленных условиях.

Исследование влияния на эффективность флотационного процесса (при исходной концентрации нефтепродуктов до предварительного отстаивания 1270 мг/дм3, после отстаивания 121 мг/дм3) скорости подачи водовоздушной смеси от 3.1 до 64 м/с, давления насыщения воды воздухом в интервале 0,3-0,5 МПа, расхода очищаемой воды от 5 до 20 м3/ч проведено на установке ЦНИИ-5.

При уменьшении давления насыщения воды воздухом от 0,5 до 0,3 МПа, дозе коагулянта 100 мг/дм3, 15оС, остаточное содержание нефтепродуктов возрастало в аналогичных условиях в 3 раза (с 0,52 до 1,75 мг/дм3). Наиболее

полное выделение нефтепродуктов наблюдалось при скорости подачи
водовоздушной смеси 12,6-8,4 м/с (Re=5700

– 4600). При времени пребывания сточной воды во флотационной

камере 8-12 мин, остаточное содержание нефтепродуктов в очищенной воде на промышленной установке составляло 0.3-0,14 мг/дм3. При указанной скорости ввода водовоздушной смеси образуются пузырьки воздуха, в основном диаметром 40-60 мкм со скоростью всплывания 1,2-1,6 см/с, что обеспечивает эффективное удаление образующихся хлопьев.

Согласно экспериментальным исследованиям - основное влияние на

глубину очистки оказывает повышение температуры процесса (рисунок 4), что связано с уменьшением растворимости компонентов воздуха и адсорбционной емкости золей гидроксида алюминия по нефтепродуктам, т.е. при более высоких температурах и равных условиях образуется меньшее количество пузырьков воздуха, всплывающих с большей скоростью, что уменьшает прилипание мелких хлопьев к пузырькам воздуха.



Рисунок 4 - Зависимость степени выделения (б, %) нефтепродуктов флотацией от температуры (Т, 0С). Доза Al2(SO4)3 100 мг/дм3, рН – 6, С0 – 121 мг/дм3.

Было установлено, что при использовании для удаления флотошлама скребковых механизмов с высотой лопаток, равной высоте пены флотошлама наблюдается вторичное загрязнение воды из-за частичного разрушения флотопены и захвата ее очищенной водой. С уменьшением погружения лопаток, эвакуирующих флотопену на 3-5 сантиметров, так чтобы нижние слои пены оставались нетронутыми, уменьшалось остаточное содержание нефтепродуктов в очищенной воде с 0,48-0,54 до 0,09-0,11 мг/дм3. Для достижения наиболее полного выделения нефтепродуктов рекомендовано проводить процесс очистки при 15-25оС, Р=0,4-0,5 МПа, рН=6-6,5, при Rе = 5700-4600, продолжительности пребывания воды в зоне флотации около 12 минут без затрагивания скребковым механизмом нижних слоев флотошлама.

Пятая глава посвящена исследованию закономерностей деструкции

органических загрязнений при доочистке сточных вод с использованием эффекта гидродинамической кавитации, возникающей при работе насосов флотационных установок.

При кавитации происходит схлопывании каверн и образуются зоны высокой температуры и давления, за счет трения каверн с пузырьками эмульгированного воздуха, наблюдается искрообразование с образованием озона, что приводит к окислению органических примесей воды и может использоваться для глубокой очистки воды.

Эксперименты проводили с подачей и без подачи воздуха на вход насоса. Очищаемая вода содержала растворенные бензин, керосин и минеральные масла при концентрации от 2,3 до 0,7 мг/дм3.

Согласно литературным данным внутри каверн температура может достигать 2500 0С и выше, что приводит к разложению молекул воды, в том числе, до ОН. Радикал инициирует порождение разветвленной цепной реакции:

Н2О → Н + ОН, ОН + ОН → Н2О + Ц

В  качестве промежуточных продуктов могут образоваться НО2, Н2О2:

Появление радикалов НО2 в реакционной смеси замедляет рекомбинацию гидроксила и атомарного водорода. Образующиеся активные частицы могут вступать в быстрые реакции окисления и дегидрирования углеводородов, образуя новые свободные радикалы.

Однако полученные нами экспериментальные данные свидетельствуют о малой деструкции органических загрязнений без подачи воздуха на вход насоса, что наблюдалось при проведении экспериментов на лабораторной и промышленных установках. Снижение    концентрации нефтепродуктов за один проход воды через насос составляло (2-3) ∙ 10-3 мг/дм3.

Проведенные эксперименты с подачей воздуха в жидкую фазу и воздействием кавитационного эффекта показали значительное ускорение деструкции органических загрязнений. Внутри кавитационных пузырьков “вещество” имеет свойства сверхкритической воды, с высокой растворимостью органических соединений, полностью смешивается с воздухом. При подаче воздуха резко возрастает количество образующихся озона, свободных радикалов, что и приводит к интенсификации деструкции органических загрязнений.

Проведенные опыты с подачей воздуха на вход насоса проводили при изменении подачи воздуха от 0,005 до 0,084 м33 воды в час, дальнейшее увеличение интенсивности подачи воздуха приводило к срыву работы насоса. Согласно экспериментальным данным увеличение подачи воздуха повышает эффект доочистки (рисунок 5).

Эффект доочистки зависит как от расхода воздуха, так и от концентрации углеводородов в доочищаемой воде. При концентрации нефтепродуктов, примерно, 1,5 мг/дм3 снижение концентрации углеводородов составляло 0,3

мг/дм3за один проход воды через насос, а при концентрации 0,3-0,5 мг/дм3 ~

0,1 мг/дм3.



Рисунок 5 - Зависимость степени деструкции керосина (б, %) за один проход от интенсивности подачи воздуха (V, м33 воды·ч). Концентрация керосина в исходной воде, мг/дм3: 1- 0,3; 2 – 0,5; 3 – 1,5.

Эффект доочистки от бензина, практически одинаков с эффектами очистки от керосина и минерального масла (рисунок 6).



Рисунок 6 - Изменение остаточной концентрации нефтепродуктов в очищаемой воде (С, мг/дм3) от числа проходов (n) воды через насос при подаче на вход насоса 0,04 м3 воздуха на м3 воды в ч. Вид нефтепродукта: – керосин; о – минеральное масло; х – бензин.

В работе обсуждено различие в механизмах деструкции остаточных количеств органических загрязнителей за счет эффекта гидродинамической кавитации при подаче на вход насоса воздуха и без подачи воздуха.

Найдены эмпирические уравнения, описывающие процесс при 150С и давлении 0,5 МПа:

для воды с содержанием нефтепродуктов (Cо) 0,7 – 2,5 мг/дм3 при подаче воздуха (V) 0,01 - 0,04 м33 воды · ч.

∆С = 0,15Со + 3,5V – 0,12;

при Со 0,1 – 0,7 и той же подаче воздуха

∆С = 0,035 + 0,04Со + 3,2Со ∙ V,

где ∆С – уменьшение концентрации нефтепродуктов в очищаемой воде за один проход через насос высокого давления, мг/дм3.

Проведенное исследование кавитационной обработки растворов антрахинонового ярко-красного красителя Н8С (Со – 5 мг/дм3) на лабораторной установке (мощность 0,12 кВт, рабочая частота 37 ± 3,7 кГц) с подачей воздуха показали возможность глубокого обесцвечивания окрашенных стоков. При подаче воздуха достигается практически полное обесцвечивание растворов красителей и окисления нефтепродуктов. На ИК-спектрах растворов нефтепродуктов после кавитационной обработки не обнаружено новых полос поглощения по сравнению со спектрами исходных растворов. Это свидетельствует о практически полной минерализации органических примесей при кавитационной доочистке сточных вод.

Учитывая сравнительно небольшой энергетический потенциал кавитационного эффекта насосов флотационных установок, целесообразно использовать гидродинамическую кавитацию только для доочистки сточных вод (при низких остаточных концентрациях органических примесей). Правомерность такого подхода подтверждена результатами работы на промышленных установках, где остаточное содержание нефтепродуктов составляло 0,1-0,05 мг/дм3, т.е. достигались нормативные требования к водам, разрешенным к сбросу в природные водоемы без дополнительных ступеней доочистки. Следует отметить и протекание при кавитационном воздействии обеззараживания воды.

В шестой главе предложена технология глубокой очистки сточных вод реагентной напорной флотацией с использованием гидродинамической кавитации на базе установки ЦНИИ-5, обеспечивающая предотвращение загрязнения природной среды.

На основе анализа эксплуатации промышленных флотационных установок разработаны технологические рекомендации по системам подачи сточных вод на реагентно-флотационную очистку, по формированию водного режима предприятий, по максимально возможному усреднению и снижению исходной для ступени флотации концентрации примесей, температуры, рН, по оптимальному режиму ввода водовоздушной смеси, расходу воды. Предложено использовать для регулирования подачи водовоздушной смеси

распределительные диафрагмы 4,5-5,5 мм, а для исключения попадания в

очищенную воду нефтепродуктов флотошлама скребкового механизма с уменьшением погружения лопаток в пену.


Рисунок 7 - Модернизированная установка ЦНИИ-5.

Где: 1-корпус флотатора; 2-насос высокого давления; 3-эжектор; 4-напорный бак; 5-бак подачи коагулянта; 6-вентиль; 7-воздушник напорного бака перфорированные трубы; 8-перфорированные трубы; 9-циклон; 10-скребковый механизм; 11-скребок; 12-пена; 13-смеситель; 14-смесительная труба, 15 – приемный резервуар; 16 – подающий насос.

В работе предложена технологическая схема (рисунок 7) установки реагентной напорной флотации с использованием эффекта гидродинамической кавитации, приведены технологические режимы осуществления процесса и технические приемы, в том числе по исключению вторичного загрязнения очищенной воды. Подобное технологическое оформление процесса реализовано на трех промышленных предприятиях (Санкт-Петербургское электродепо “Московское”, Локомотивное депо “Волховстрой”, ПМС 324 “Кулой”), где достигнуты следующие показатели по остаточному содержанию нефтепродуктов: без использования гидродинамической кавитации до 0,16-0,14 мг/дм3, с применением эффекта гидродинамической кавитации до 0,1-0,05 мг/дм3. На данное техническое решение подана заявка на изобретение (заявка на патент РФ №2006112045 от 11.04.2006).

Выводы

  1. Проведенный анализ существующих методов очистки природных и

сточных вод от органических загрязнителей свидетельствует об актуальности поиска эффективных способов глубокой очистки сточных вод от
нефтепродуктов, красителей.

  1. При коагуляционном выделении антрахиноновых красителей из отработанных растворов и сточных вод с концентрацией 25-100 мг/дм3 с

использованием солей алюминия при дозах 25-150 мг/дм3, t=20-75 0С и рН = 6,8-7,6 степень обесцвечивания растворов определяется соотношением исходной концентрации красителя, дозы коагулянта и температурой. Величина адсорбционной емкости (а) золей Al(OH)3 по красителям описывается при 20-35оС эмпирическим уравнением а = 0,8 СокрAl(OH)3, не зависимо от использованной соли алюминия.

  1. Установлено образование двух (более плотной) или трехмерной (рыхлой) структуры хлопьев коагулянта в зависимости от условий проведения процесса коагуляции. При малых концентрациях органической примеси и дозе коагулянта образуются трехмерные структуры. Образование полидисперсных частиц коагулята предопределяет всплывание части из них, осаждение другой части и наличие кинетически устойчивых мелких хлопьев в жидкой фазе. Вследствие указанных факторов степень обесцвечивания окрашенных стоков на 5-40% меньше, при отстаивании в сравнении с фильтрованием. Обоснована и экспериментально показана высокая эффективность обесцвечивания сточных вод при применении реагентной напорной флотации за счет выделения из воды и мелких частиц.

  2. Найдено, что при использовании Al2(SO4)3 в дозах 75-100 мг/дм3 при концентрации нефтепродуктов в очищаемых водах 100-120 мг/дм3 наблюдается полная адсорбция не только эмульгированных, но и растворенных органических соединений на золях гидроксида алюминия при рН≈6,0-6,5 и 15оС, но как и при обесцвечивании окрашенных стоков образуются хлопья различной структуры и размеров. С целью снижения нагрузки на стадию коагуляции и флотации, уменьшения расхода коагулянта показана целесообразность в промышленных условиях предварительного усреднения стоков по составу, температуре, рН и выделения эмульгированных нефтепродуктов отстаиванием.

  3. Экспериментально на лабораторной и промышленной установках напорной флотации (производительностью до 10 м3/ч) доказана эффективность флотационного выделения полидисперсных частиц коагулята. Для достижения высоких степеней очистки сточных вод необходимо давление насыщения воды воздухом 0,45 – 0,5 МПа, Т~ 15-25 оС, рН =6-6.5 продолжительность пребывания воды в зоне флотации 10-12 минут при скорости ввода водовоздушной смеси 8,4-12,5 м/с. Наилучшие результаты флотационной очистки достигнуты при условиях образования пузырьков воздуха диаметром 40-60 мкм со скоростью всплывания 1,2-1,6 см/с. для исключения вторичного

загрязнения очищенной воды при удалении флотопены скребковым механизмом высота погружения скребка должна быть на 3-5 см меньше высоты слоя пены.


  1. Предложен механизм деструкции органических примесей сточных вод за счет кавитационного воздействия на примеси образующихся при схлопывании

каверн ОН·, НО2·, озона и других активных частиц. Показан существенный рост деструкции (минерализации) органических примесей сточных вод при подаче на вход насоса флотационной установки воздуха до 0,04 м33 воды в час. На основе экспериментальных данных получено уравнение для количественной оценки процесса деструкции нефтепродуктов в зависимости от исходной концентрации примесей и интенсивности подачи воздуха. Обоснована целесообразность использования эффекта гидродинамической кавитации насосов только для доочистки сточных вод.

7. Разработана технология и найдены технические и технологические режимы реагентной напорной флотационной очистки сточных вод, загрязненных органическими примесями, позволяющие предотвратить загрязнение окружающей среды. На промышленных установках после очистки остаточное содержание нефтепродуктов составляло 0,2-0,1 мг/дм3, а при использовании гидродинамической кавитации насосов – 0.1-0.05 мг/дм3, без других стадий доочистки, что соответствует нормативным требованиям. Разработанная технология реализована при модернизации 3-х промышленных установок напорной флотации.

Опубликованные работы по теме диссертации:

1. Семенов С.В. Получение высоких результатов очистки нефтезагрязненных сточных вод методом напорной флотации [Текст]/ С.В. Семенов, Н.В. Тарасенков // Материалы XII межотраслевой научно-практической международной конференции “Организация системы управления охраной окружающей среды”. – СПГТУРП, 2002. – с.112-116.

2. Тарасенков Н.В. Повышение эффективности очистки нефтезагрязненных стоков методом напорной флотации [Текст]/ Н.В. Тарасенков, В.П. Панов // Экология и безопасность жизнедеятельности: сборник материалов IV Международной научно-практической конференции. – Пенза: РИО ПГСХА, 2004. – с. 129-130.

3. Тарасенков Н.В. Очистка сточных вод модифицированной напорной флотацией [Текст]/ Н.В. Тарасенков, В.П. Панов // Материалы Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов “Дни науки”. – СПб: РИО СПГУТД, 2004. – с. 88 -89.

4. Тарасенков Н.В. Использование коагуляционного обесцвечивания окрашенных стоков [Текст]/ Н.В. Тарасенков, Э.Н. Чулкова, В.П. Панов // Межвузовская научно-техническая конференция аспирантов и студентов “Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности”. –

Иваново: Поиск, 2005. – с. 117-119.

5. Тарасенков Н.В. Влияние вторичных загрязнений на эффективность очистки нефтезагрязненных сточных вод напорной флотацией [Текст]/ Н.В.

Тарасенков, В.П. Панов // Сборник трудов аспирантов “Проблемы экономики и

прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях

промышленности”. - СПб: РИО СПГУТД, 2005. – с. 155 -157.

6. Тарасенков Н.В. Повышение эффективности очистки нефтезагрязненных сточных вод на флотационных установках [Текст]/ Н.В. Тарасенков, В.П. Панов // Экология и промышленность России.- 2005.- июнь. - с. 28-29.

Подписано в печать 14.11.2006. Печать трафаретная

Усл. Печ. Л. 1,0. Формат 60 х 84 1/16.

Тираж 100 экз. Заказ

Отпечатано в типографии СПГУТД

191028, Санкт-Петербург, ул. Моховая,д.26

Похожие:

Глубокая очистка сточных вод от органических загрязнителей флотационно-кавитационным методом iconМетоды очистки сточных вод
Очистка сточных вод  обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения...
Глубокая очистка сточных вод от органических загрязнителей флотационно-кавитационным методом iconОчистка сточных вод биомембранным методом
Сооружения биологической очистки достаточно эффективны, однако не всегда удовлетворяет современным требованиям к сбросу очищенных...
Глубокая очистка сточных вод от органических загрязнителей флотационно-кавитационным методом iconБиологическая очистка сточных вод
В качестве диспергирующего материала использованы определенные виды текстильных полотен, выполненных из синтетических волокон
Глубокая очистка сточных вод от органических загрязнителей флотационно-кавитационным методом iconОчистка мазутсодержащих сточных вод тэс в. И. Аксенов, И. И. Ничкова, Л. И. Ушакова, Н. Э. Вовненко (УрФУ), В. А. Никулин, С. С. Пецура
Химический состав практически не меняется. Возможно использование вод после удаления мазута в отстойниках-ловушках в зависимости...
Глубокая очистка сточных вод от органических загрязнителей флотационно-кавитационным методом iconДоговорn на водоотведение сточных вод
«Абонент», в лице действующего на основании Устава, с другой стороны, заключили настоящий договор на прием и транспортировку сточных...
Глубокая очистка сточных вод от органических загрязнителей флотационно-кавитационным методом iconЗаседание хелком краков, Польша, 15 ноября 2007 г
Рекомендация 28 Е/6 – Локальная очистка сточных вод от отдельных жилых домов, малых предприятий и поселений с численностью жителей...
Глубокая очистка сточных вод от органических загрязнителей флотационно-кавитационным методом iconТ. Я. Селиванова, инженер
Определение содержания нефтепродуктов в пробах питьевых, природных и сточных вод методом ик-спектрометрии
Глубокая очистка сточных вод от органических загрязнителей флотационно-кавитационным методом iconФлотационная очистка сточных вод приборостроительных предприятий
Сточные воды приборостроительных предприятий содержат, как правило, в достаточно больших концентрациях соли тяжелых металлов и нефтепродукты...
Глубокая очистка сточных вод от органических загрязнителей флотационно-кавитационным методом iconРуководство по эксплуатации и монтажу установки биологической очистки сточных вод «лос»
Установка предназначена для очистки хозяйственно- бытовых сточных вод от индивидуальных строений, дач, коттеджей с численностью проживающих...
Глубокая очистка сточных вод от органических загрязнителей флотационно-кавитационным методом iconПрограмма организации коммунального комплекса в сфере водоотведения и очистки сточных вод
Обоснование обеспечения прогнозируемого объема и качества услуг в сфере водоотведения и очистки сточных вод
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org