Способ очистки сточных вод

НАЦИОНАЛЬНЫЙ цЕНтР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ00 2 0 Авторы Докучаев Владимир Николаевич Докучаева Людмила Васильевна 0 В 0 00 . Способ очистки сточных вод путем фильтрации через трехслойный сорбционнофильтрующий элемент. отличающийся тем. что используют сорбционно-фильтруюший элемент. в котором первый по ходу поступления стоков слой выполнен из нетканого материала на основе полиэфира. полипропилена. вискозы или их смеси. второй слой - из полиэфирного волокна. третий слой - из смеси полиэфирного и углеродного волокон. взятых в массовом соотношении 0 0 . при этом массовое соотношение слоев составляет 2 2 0 . соответственно.2. Способ по п 0. отличающийся тем. что используют трехслойный сорбционнофильтруюший элемент. в котором каждый из трех слоев имеет свой чехол с фиксацией материала слоя в чехле0 . Способ по п 2 . отличающийся тем. что фиксацию осуществляют путем прошивания чехла с материалом слоя по всей площади леской.0 . Способ по п 2 . отличающийся тем. что используют элемент с мягкой фиксацией материала слоя в чехле00 Способ по п 0. отличающийся тем. что используют трехслойный сорбционнофильтрующий элемент. в котором все три слоя имеют единый чехол из пластиковой. капроновой сетки или пористых гидрофильных материалов и прошиты вместе с чехлом по всей площади леской0 . Способ по п. 5 . отличающийся тем. что в качестве пористого гидрофильного материала используют материал типа Спандбонд .0 Способ по п 0. отличающийся тем. что используют трехслойный сорбционнофильтрующий элемент. в котором все три слоя имеют единый чехол из дерева. пластика или металла.0 . Способ по п 0 . отличающийся тем. что используют элемент с жесткой фиксацией материала слоев в чехле.9 . Способ по п. 0 . отличающийся тем. что чехол из дерева. пластика или металла вь 1 полнен в виде кассеты с вкладышами-решетками. изготовленными из дерева пластика или металла. соответственноИзобретение относится К способам очистки сточных вод фильтрованием и может быть использовано для очистки от загрязнений поверхностного стока городских и промь 1 шленных площадок. промышленных сточных водИзвестен способ фильтрования воды путем ее последовательного пропускания Через слои активированного угля и песка 1 1. Недостатком этого способа является заиливание активированного угля взвешенными веществами. снижение по этой причине адсорбционной емкости по нефтепродуктам. рост сопротивления слоя сорбента и сокращение фильтр-циклаХороший эффект достигается в очистке сточных вод от нефтепродуктов при использовании в качестве сорбента двух стационарных слоев различных несмешиваемых материалов слоя гидротермически обработанного полиакрил-нитрильного волокна и слоя активированного углеродного волокна 1 Недостатком этого способа очистки сточных вод от нефтепродуктов является относительно низкая степень очистки 7 9 А 1 Это связано с растущим сопротивлением слоев вследствие их перемещения и неравномерного распределения под действием напора воды. Более плотная упаковка волокон в слое приведет к увеличению сопротивления фильтра.Предложено в процессе сорбционной очистки воды поэтапно контактировать с хлопковой целлюлозой. волокнистым хемосорбентом - сополимером акрило-нитрила и 5 винил-2 -метилпиридина. углеродным волокнистым сорбентом для очистки от нефтепродуктов. органических пестицидов и ионов тяжелых металлов Э 1. Недостатком способа является ограничение его применения при наличии в сточных водах взвешенных веществ. которые существенно осложняют фильтрационные технологии по причине заиливания сорбционного пространства и резкого снижения фильтр-цикла.Этот метод наиболее близок по технической сути и достигнутому результату к заявленному изобретению и является прототипомЗадачей изобретения является повышение степени очистки сточных вод от взвешенных веществ. нефтепродуктов и ионов тяжелых металлов хрома свинца меди) при их одновременном присутствии на базе использования многослойного сорбционнофильтрующего элемента. обладающего низким сопротивлением. большой нефтеемкостью. длительным фильтр-цикломПоставленная задача достигается тем. что в способе очистки сточных вод путем фильтрации через сорбционно-фильтрующий элемент. состоящий из трех слоев материалов. в качестве слоев по ходу поступления стоков применяютпервый слой - нетканый материал на основе вискозы. полиэфира. полипропилена или их смесипри этом в заявляемом способе первый. второй и третий слои материалов находятся в весовом соотношении 2 2 1 соответственно полиэфирное и углеродное волокна находятся в смеси в соотношении 3 1 каждый из трех слоев имеет свой чехол с фиксацией материала в чехле для устранения возможного сбивания материалов в комок под воздействием напора воды фиксацию материала осуществляют путем прошивания каждого чехла по всей площади леской.Фиксацию выполняют мягкой слои помещают в единый чехол из пластиковой. капроновой сетки или других мягких гидрофильных материалов и прошивают вместе с чехлом по всей площади леской в качестве гидрофильного материала используют материал типа Спандбонд .Фиксацию выполняют жесткой слои помещают в единый чехол из дерева пластика металла чехол из дерева пластика. металла выполняют в виде кассеты с решетками-вкладышами. изготовленными из дерева пластика. металла.Изготовление сорбционно-фильтрующего элемента осуществляется следующим образомв три сшитых из нетканого материала на основе полипропилена типа Спандбонд ) чехла укладываются в первый - слой нетканого материала на основе вискозы. полиэфира. полипропилена или их смеси во второй слой полиэфирного волокна в третий - слой полиэфирного и углеродного волокон в соотношении Э 1 .каждый слой сорбционно-фильтрующего элемента вместе с чехлом прошивается по всей площади лескойВ зависимости от требований и конструкции фильтров в промышленных очистных сооружениях фиксация слоев в сорбционно-фильтрующем элементе может бытьмягкой. когда скомплектованные слои помещаются в единый чехол из пластиковой. капроновой сетки или других пористых гидрофильных материалов и простегиваются вместе с чехлом по всей площади лескойжесткой. когда скомплектованные слои помещают в чехол из дерева пластика металла в виде кассеты с вкладышами - решетками из дерева. пластика. металла) для разделения слоев материалов.Последовательность контактирования сточной воды с сорбционно-фильтрующими материалами определена экспериментальным путем Для этого сточную воду пропускают через колонки диаметром 1 6 0 мм с различными по весу и свойствам сорбционнофильтрующими материалами. Ни один из предложенных сорбентов самостоятельно. при использовании вне сорбционно-фильтрующего элемента. не обеспечивает эффективную очистку сточных вод одновременно от взвешенных веществ. нефтепродуктов и ионов тяжелых металлов.В табл. 1 приведены результаты использования каждого материала по отдельности Например. при использовании в качестве сорбента 2 0 г нетканого полипропиленового материала коэффициенты очистки по взвешенным веществам. нефтепродуктам и ионам тяжелых металлов хрома свинца. меди) составили соответственно 9 .5 6 .3 1 .0 4 .0 4 .0 .Уменьшение или увеличение веса материала привело к уменьшению коэффициентов очистки по взвешенным веществам и нефтепродуктам. сокращению объема очищенной воды.Например. использование в качестве сорбента 2 0 г полиэфирного волокна дало вь 1 со кие коэффициенты очистки по взвешенным веществам- 2 .7 нефтепродуктам - 0 .8 -1 0 ионухрома- 1 .9 -1 0 иону свинца- 0 .3 9 -1 0 иону меди - з .9 -1 0 Увеличение массы сорбента до 30 г при прочих равных условиях проведения эксперимента увеличения коэффициентов очистки. за исключением меди. не дало.Например. ИСПОЛЬЗОВЭНИС В КЗЧССТВС сорбента 0 Г УГЛВРОДНОГО волокна дало ВЫСОКИСкоэффициенты очистки по взвешенным веществам - э .0 нефтепродуктам - 1 .6 -1 0 2 иону хрома-1.9403.ионусвинца 1.9-105.ионумеди-2.0-105Например. использование в качестве сорбента 3 0 г смеси полиэфирного и углеродного волокон Э 1 1 позволило достигнуть коэффициентов очистки по взвешенным веществам 3.0 нефтепродуктам - 1.3 -1 0 иону хрома - 1.9 -1 0 . иону свинца - 1.9 -1 0 5. иону меди 2 .о 4 о 9Оптимальная последовательность расположения слоев в сорбционно-фильтрующем элементе найдена экспериментальным путем В табл 2 приведены значения коэффициентов очистки сточной воды в зависимости от расположения слоев материалов по ходу поступления стоковКоэффициент очистки по ионам тяжелых металлов практически не зависит от порядка расположения слоев и составляет по хрому 3 .2 -1 0 5. иону свинца - 5 .0 -1 0 . иону меди 5 .0 -1 0 52 Коэффициенты очистки по взвешенным веществам и нефтепродуктам максималь НЫС ПрИ СЛСДУЪОЩВМ расположении СЛОВВ ПО ХОДУ ПОСТУПЛСНИЯ СТОЧНОЙ ВОДЫС нетканыйПервый слой по ходу поступления сточной воды - нетканый материал обеспечивает эффективное улавливание взвешенных веществ.Второй слой по ходу поступления сточной воды - полиэфирное волокно- задерживает основную массу нерастворимых нефтепродуктов в виде пленок) и обеспечивает практически полную очистку от дисперсных частиц в стоках и адсорбированных на них соединений тяжелых металлов.Третий слой - смесь полиэфирных и углеродных волокон в соотношении 3 г обеспечивает финишную очистку от растворенных нефтепродуктов и тяжелых металлов.Пример 1 . Нетканое полотно на основе полипропилена. весом 2 0 г. укладывают в сшитый в виде цилиндра диаметром 1 6 0 мм чехол из нетканого материала типа Спандбонд и прошива ют вместе с чехлом насквозь леской. не уменьшая первоначального объема чехлаПолиэфирное волокно. весом 2 0 г. укладывают в сшитый в виде цилиндра диаметром 1 6 0 мм чехол из нетканого материала типа Спандбонд и прошивают вместе с чехлом насквозь леской. не уменьшая первоначального объема чехлаСмесь полиэфирного и углеродного волокон в соотношении 3 1 . общим весом 1 0 г. укладывают в сшитый в виде цилиндра диаметром 1 6 0 мм чехол из нетканного материала типа Спадбонд и прошивают вместе с чехлом насквозь леской. не уменьшая первоначального объема чехлаСобранные таким образом слои упаковывают в мягкую крупноячеистую полиэтиленовую сетку-чехол. сшитую в виде цилиндра диаметром 1 6 0 мм и прошивают вместе с чехлом насквозь леской. не уменьшая первоначального объема сетки-чехла.Сточная вода. содержащая 5 2 А мг/л взвешенных веществ. 3 8 .2 мг/л нефтепродуктов. 0 .2 мг/л ионов хрома Н ). 0 .2 мг/л свинца 0 А мг/л меди. подается в колонку диаметром 160 мм с линейной скоростью 5.0 м/ч на фильтрацию через сорбционно-фильтрующий элемент. полученный по примеру 1 . Коэффициент очистки по взвешенным веществам составляет 9.5 по нефтепродуктам - 2 .7 -1 0 по иону хрома - 1 .9 -1 0 д по иону свинца 1 .9 -1 0 2 по иону меди - 4 .0 -1 0 ф Нефтеемкость составила 1 .9 5 г/г. объем очищенных сточнь 1 хвод- 25 50 лИспользование предложенного способа для очистки поверхностных и промышленных стоков от взвешенных веществ. нефтепродуктов и тяжелых металлов позволяет. по сравнению с известным способом. увеличить коэффициент очистки по нефтепродуктам в 2 .1раза Н .3 -1 0 по прототипу и 2.7 -1 0 по предложенному способу). по меди - в 2.2 раза Н .8 -1 0 2 по прототипу и 4 .0 -1 0 5 по предложенному способу). сохранить высокий коэффициент очистки по свинцу Н .8 -1 0 по прототипу и по предложенному способу) на фонеполной очистки от взвешенных веществ. Применение сорбционно-фильтрующего элемента позволяет эффективно очищать сточные воды от взвешенных веществ. нефтепродуктов и тяжелых металлов.Эксперименты показали. что трехслойный сорбент по нефтеемкости превосходит каждый компонент сорбционно-фильтрующего элемента. взятого по отдельности.При указанной компановке сорбционно-фильтрующего элемента и соотношении использованных материалов выявлен синергический эффект по нефтеемкости. Изменение пропорций материалов. составляющих сорбционно-фильтрующий элемент. снижает нефтеемкость и ресурс фильтра.