Установка для переработки жидких отходов
Полезная модель относится к установкам для переработки жидких отходов, содержащих поверхностно-активные (ПАВ) моющие и неорганические вещества и иные примеси, и может быть использована, в частности, для очистки сточных вод прачечных, в частности, спецпрачечных, действующих на предприятиях атомной энергетики и атомной промышленности, где образуется большое количество жидких отходов, содержащих радионуклиды. Предлагается установка, включающая в себя последовательно соединенные приемную емкость для сбросного раствора, модуль предварительной фильтрации, блок микро- или ультрафильтрации с системой дозировки реагентов, и блок разделения чистой воды и поверхностно-активных веществ, связанный с выходом пермеата модуля микро- или ультрафильтрации. Блок микро- или ультрафильтрации содержит емкость для мицеллообразования, связанную с емкостью дозирования реагентов, и модуль микро- или ультрафильтрации, который может быть выполнен одноступенчатым или двухступенчатым с интенсивным перемешиванием жидкости во второй ступени микро- ультрафильтрации. Блок разделения чистой воды и поверхностно-активных веществ состоит из модуля обратного осмоса и/или модуля нанофильтрации. Использование установки позволяет повысить эффективность использования воды и реагентов, улучшить экологичность очистных сооружений
Полезная модель относится к установкам для переработки жидких отходов, содержащих поверхностно-активные (ПАВ) моющие и неорганические вещества и иные примеси, и может быть использована, в частности, для очистки сточных вод прачечных, в частности, спецпрачечных, действующих на предприятиях атомной энергетики и атомной промышленности, где образуется большое количество жидких отходов, содержащих радионуклиды.
К техническим решениям по переработке жидких отходов, содержащих ПАВ, моющие и неорганические вещества, предъявляются требования обеспечения минимального расхода реагентов и образование минимального объема отходов. Последнее особенно актуально, когда данные отходы подвергаются дальнейшей переработке или захоронению. Одним из перспективных направлений очистки жидких отходов является использование для этих целей мембранных фильтрационных установок, в частности, установок микро- или ультрафильтрации и обратного осмоса.
Так, известна установка для переработки жидких отходов, содержащих поверхностно-активные, моющие и неорганические вещества, (RU 2134458, 1997) включающая приемную емкости, систему подачи ассоциирующих добавок, модуль ультрафильтрации стирочных вод, модуль ультрафильтрации вод полоскания, модуль нанофильтрационной доочистки воды для полоскания и систему трубопроводов для возврата очищенных растворов на стиральные машины.
Данная установка обеспечивает глубокую очистку поступающих жидких отходов и позволяет вернуть в производство значительную часть ПАВ и неорганических веществ, что обеспечивает минимальный объем отходов.
Недостатками этой установки является необходимость раздельной обработки стирочных вод и вод полоскания, что усложняет схему и не всегда возможно из-за конструкции стиральных машин.
Наиболее близким к заявляемому техническим решением, является установка для переработки жидких отходов (RU55500, 2006), включающая последовательно соединенные приемную емкость для сбросного раствора, модуль предварительной фильтрации, блок микро- или ультрафильтрации и системой дозировки реагентов и узлом ультрафиолетового обеззараживания пермиата.
Такая установка позволяет перерабатывать концентрированные стирочные воды и вернуть в производство значительную часть ПАВ и неорганических веществ, что обеспечивает минимальный объем отходов. Недостатками этой установки являются то, что воды полоскания, составляющие более 60% должны либо сбрасываться, либо очищаться на еще одной аналогичной установке.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание установки, не требующей разделения отходов на стирочные воды и воды полоскания, имеющей высокую производительность и позволяющей вернуть в производство значительную часть ПАВ и неорганических веществ, при минимальном объеме отходов.
Для решения поставленной задачи установка снабжена дополнительным блоком разделения очищенного раствора (POP) на обессоленную воду и концентрат чистых поверхностно-активных веществ и введенных неорганических веществ, которые затем раздельно подаются в стиральные машины на операции, соответственно, стирки и полоскания. В качестве блока POP используют установку обратного осмоса и/или установку нанофильтрации. Блок микро- или ультрафильтрации (БлМУФ) состоит из емкости для мицеллообразования и модуля микро-ультрафильтрации. Модуль микро-ультрафильтрации может выполняться одноступенчатым или двухступенчатым с интенсивным перемешиванием во второй ступени ультрафильтрации.
На фиг.1 показана схема установки для переработки жидких отходов, содержащих поверхностно-активные вещества, где 1 - прачечная, 2 - приемная емкость; 3 - модуль предварительной фильтрации; 4 - блок микро- или ультрафильтрации, содержащий емкость мицеллообразования 5 и модуль микро- или ультрафильтрации 6; 7 - блок разделения, содержащий модуль обратного осмоса 8 и модуль нанофильтрации 9. В состав установки дополнительно могут входить дозирующие емкости реагентов 10, 11, 12, узлы ультрафиолетового обеззараживания пермиата 13 и 14 и промежуточные емкости 15 и 16, а также система подачи дезинфицирующего раствора в узлы установки (на чертеже не обозначена).
Суть предлагаемого технического решения установки состоит в том, что в предварительно очищенную от грубых загрязнений смесь сточных вод спецпрачечной вводятся специальные ассоциирующие добавки, которые образуют крупные ассоциаты, задерживаемые мембраной. Это могут быть водорастворимые полиэлектролиты (механизмы ионного обмена и комплексо-образования), микровзвеси (механизмы гидролиза-осаждения и адсорбции), микроэмульсии (механизм экстракции). Кроме того, специальными реагентами по механизму комплексообразования связываются радионуклиды. Полученный раствор, содержащий образованные микровзвеси пропускается через фильтрационные установки, где задерживаются вещества с высокой молекулярной массой (ПАВ) или частицы с размером более 0,01 мкм. К ним относятся, в частности, микровзвеси, в том числе содержащие радионуклиды, нефтепродукты, белковые и коллоидные соединения, т.е. отстирываемые загрязнения. Полученный концентрат выводится на переработку, а очищенный раствор разделяют на чистую обессоленную воду и концентрат ПАВ и солей, которые могут быть вторично использованы, соответственно, для полоскания белья и его стирки.
Установка работает следующим образом. Стирочные воды и воды полоскания из прачечной 1 сбрасывают в приемную емкость 2, куда параллельно из дозирующей емкости реагентов 10 поступают реагенты - водорастворимые полиэлектролиты, микровзвеси, микроэмульсии и комплексообразователи. В емкости 2 сбросовые воды отделяются от тяжелых частиц загрязнений - песка, металла. Одновременно частицы взвесей укрупняются, образуя ассоциаты. Из приемной емкости 2 смешанные сбросные воды подаются на модуль 3 предварительной фильтрации, где подвергаются очистке на фильтрах и происходит отделение грубой фракции загрязнений размером более 0,2-0,5 мм. Осветленный раствор подаются в емкость мицеллообразования 5 блока микро-ультрафильтрации 4. При этом в емкость 5 из дозирующей емкости 11 подаются комплексообразователи, которые способствуют образованию мицелл скоагулировавшихся ПАВ с радионуклидами. В установке микро- или ультрафильтрации 6 происходит эффективное отделение данных мицелл от раствора, в котором остаются чистые ПАВы и нерадиоактивные соли.
Концентрат данного модуля содержит образовавшиеся мицеллы скоагулировавшихся ПАВ и комплексообразователей с радионуклидами и направляются рециркулируют в емкость 5, где они осаждаются и направляются на переработку и утилизацию. Пермеат представляющий собой низкоконцентрированную смесь чистых ПАВ и введенных неорганических веществ, поступает в модуль разделения 6, поступая на модуль обратного осмоса 7, откуда, при необходимости на модуль нанофильтрации 8. В модуле 6 поступивший раствор разделяется на смесь концентрата чистых ПАВ с введенными неорганическими веществами и обессоленную воду. Концентрат напрямую или через дополнительную промежуточную емкость 15 где доукрепляется свежими ПАВ и солями из дозирующей емкости 12, возвращается в стиральные машины на стирку. Обессоленная вода напрямую или через промежуточную емкость 16 возвращается в стиральные машины на полоскание.
Для предотвращения возможности образования биологических загрязнений в оборотном стирочном растворе и воде полоскания на трубопроводах возврата очищенного концентрата и обессоленной воды установлены узлы ультрафиолетового обеззараживания 13 и 14.
Для предотвращения возможности образования биологических загрязнений во всех узлах установки и в оборотном концентрате стирочного раствора могут быть установлены системы введения дезинфекционного раствора, например, гипохлорита натрия в трубопровод возврата концентрата.
Пример. Установка для переработки жидких отходов, включающая приемную емкость для смешанных сбросных вод, модуль предварительной фильтрации с дисковыми фильтрами, модуль ультрафильтрации с элементами фирмы «Norit» с трубками диаметром 5,2 мм производительностью 2,5 м3/ч с емкостью мицеллообразования и системой дозировки в нее реагентов. Перме-ат модуля ультрафильтрации подавался на вход модуля разделения очищенной сбросной воды на чистую воду и ПАВ, представлявшим собой установку обратного осмоса с мембранами типа «Filmtec» BW8040. Степень разделения фильтрат/концентрат составляла 60/40%, что обеспечивает повторное использование фильтрата - чистой обессоленной воды для полоскания белья, а концентрата - смесь чистых ПАВ и введенных неорганических веществ, после доукрепления свежими реагентами, для стирки белья.
Использование установки позволяет повысить эффективность использования воды и реагентов, улучшить экологичность очистных сооружений.
1. Установка для переработки жидких отходов, включающая в себя последовательно соединенные приемную емкость для сбросного раствора, модуль предварительной фильтрации, блок микро- или ультрафильтрации с системой дозировки реагентов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит блок разделения чистой воды и поверхностно-активных веществ, связанный с выходом пермеата модуля микро- или ультрафильтрации.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что блок микро- или ультрафильтрации содержит емкость для мицеллообразования, связанную с емкостью дозирования реагентов, и модуль микро- или ультрафильтрации.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что модуль микро- или ультрафильтрации выполнен двухступенчатым с интенсивным перемешиванием жидкости во второй ступени микро-ультрафильтрации.
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что блок разделения чистой воды и поверхностно-активных веществ содержит модуль обратного осмоса.
5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что блок разделения чистой воды и поверхностно-активных веществ состоит из модуля обратного осмоса и модуля нанофильтрации.
6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на трубопроводах возврата очищенного концентрата и обессоленной воды установлены узлы ультрафиолетового обеззараживания.
7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно систему введения дезинфекционного раствора в базовые элементы установки.
