Аппарат для очистки сточных вод

 

Использование: для удаления тяжелых металлов и других примесей из промышленных стоков и оборотных вод металлургических и металлообрабатывающих производств. Сущность изобретения: аппарат для очистки растворов от тяжелых металлов представляет собой барабан, заполненный гальваномассой и очищаемым раствором, контактируемыми при перемешивании с кислородом воздуха. Новым является то, что барабан закрепляется вертикально, перемешивание осуществляется при помощи шнека с увеличивающимся снизу вверх шагом винта, а подвод воздуха производится через пористую перегородку с дальнейшим барботированием. 1 ил.

Изобретение относится к области очистки сточных вод (СВ), в частности, к конструкции аппарата, предназначенного для удаления тяжелых металлов и других примесей из промстоков и оборотных вод металлургических и металлообрабатывающих производств, например, заводов по обработке цветных металлов.

Известен аппарат для очистки сточных вод, включающий барабан, заполненный гальваномассой, с патрубками подвода исходной воды, воздуха и отвода отработанной воды.

Недостатком известной конструкции является малая степень использования полезного объма аппарата в рабочем состоянии барабан может быть заполнен очищаемым раствором не более чем наполовину. Поэтому для обеспечения достаточно большой производительности аппарат должен иметь значительные размеры, а его изготовление требует повышенного расхода конструкционных материалов.

Целью изобретения является снижение габаритов и металлоемкости за счет повышения степени использования полезного объема аппарата.

На чертеже приведена схема предлагаемого аппарата.

Аппарат представляет собой вертикально расположенный барабан 1, снабженный загрузочной камерой 2, патрубками 3-5 для подвода исходной воды, воздуха и отвода отработанной воды, подачи сжатого воздуха через пористую перегородку 6 и шнека 7. Как и прототип предлагаемый аппарат выполняется из коррозионного металла (нержавеющая сталь, титан).

Аппарат работает следующим образом.

Вначале барабан 1 заполняют гальваномассой на 3/4 его объма и далее снизу вверх пропускают обрабатываемый раствор, через который барботируется воздух. Перемешивание гальваномассы осуществляется шнеком 7 с увеличивающимся по высоте шагом винта, вращающимся по вертикальной оси аппарата. Подъмная сила такого шнека убывает по высоте барабана, и частицы гальваномассы, перемещаемые в верхнюю половину, под действием гравитации устремляются вниз навстречу движущейся противотоком гальваномассе из нижней части барабана. В результате обеспечивается постоянное соударение частиц твердой фазы и контакта их с воздухом и раствором, что является основным условием эффективности очистки.

Другие способы перемешивания не обеспечивают необходимого распределения гальваномассы по высоте аппарата. Так при использовании шнека с постоянным шагом винта наблюдается перемещение гальваномассы в верхнюю часть аппарата. Наоборот, применение обычной лопастной мешалки приводит к тому, что из-за значительной разницы в плотности жидкой и твердой фаз гальваномасса главным образом располагается в нижней части аппарата.

Подача воздуха в аппарат осуществляется через штуцер 4, далее его поток разбивается о пористую перегородку 6 и барботирует через весь рабочий объм аппарата снизу вверх. Выполненная таким образом принудительная аэрация стоков в заявляемом варианте в отличие от прототипа интенсифицирует насыщение всей системы кислородом воздуха, что способствует увеличению содержания соединений железа (III).

Опытный образец аппарата с объмом 8 дм³ и рабочей зоной аппарата 7,2 дм³ испытан в лабораторных условиях для очистки сульфатных растворов тяжелых металлов. Аппарат загружали гальваномассой, состоящей из смеси железного скрапа с медью или коксом.

П р и м е р 1. Модельный раствор, содержащий (мг/дм³) 10,0 Zn; 1,2 Pb; 14,6 Cr; 20,0 Cu; 26,7 Ni; 500 SO₄^2-; pH 2,9, подвергали очистке в статических условиях при 20^oС, для чего 7 дм³ раствора заливали в аппарат и в течение 2 ч при непрерывной аэрации проводили осаждение тяжелых металлов с периодическим контролем состава жидкой фазы. Результаты опытов по извлечению металлов из растворов приведены в таблице.

П р и м е р 2. Проведены опыты по извлечению тяжлых металлов из сточных вод Московского завода по обработке цветных металлов в динамическом режиме при 20^оС и производительности аппарата 30 80 дм³/ч. Состав исходного раствора, мг/дм³: 4,9 Cr (VI), 97,2 Cu, 10,7 Zn, 74,6 Ni, 1313 SO₄^2-. Состав раствора после его очистки, мг/дм³: 0,5 Cu, 0,7 Zn, 0,8 Ni, Cr (VI) не обнаружено, 750 SO₄^2-.

Как следует из приведенных данных, предлагаемый аппарат, не уступая прототипу по глубине очистки СВ, превосходит его по степени использования полезного объма, является более компактным и требует для изготовления существенно меньше дефицитной и дорогой нержавеющей стали. Эти преимущества становятся решающими при создании крупномасштабных аппаратов, предназначенных для очистки больших объмов стоков, либо каскадов аппаратов, применяемых при наиболее жестких требованиях к остаточному содержанию примесей.

Формула изобретения

АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, включающий барабан, заполненный гальваномассой, с патрубками подвода исходной воды и воздуха и отвода обработанной воды, отличающийся тем, что, с целью снижения габаритов и металлоемкости за счет повышения степени использования полезного объема аппарата, барабан установлен вертикально и снабжен расположенным в нем шнеком с шагом винта, увеличивающимся снизу вверх, и пористой перегородкой для барботирования воздуха, установленной под шнеком, а патрубок подвода воздуха установлен в нижней части барабана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2