Trattamento delle acque reflue ai fosfati

Ph.D. Stolyarova N.A., Shirokikh K.S.

Università tecnica nazionale di Donetsk, Ucraina

PULIZIA DELL'ACQUA DEI RIFIUTI DAI FOSFATI

L'accumulo di dati sullo stato dei serbatoi e le tendenze catastrofiche in essi portarono allo sviluppo di nuovi criteri - requisiti più stringenti per la qualità della pulizia di BOD e solidi sospesi, così come la creazione di concentrazioni massime ammissibili di azoto, fosforo, metalli pesanti, composti organici tossici. La riduzione dei tassi di scarico massimi ammissibili per l'azoto e il fosforo è dovuta al fatto che questi elementi biogenici sono dominanti nell'eutrofizzazione dei corpi idrici, causando il rapido sviluppo delle alghe, anche a concentrazioni di microgrammi.

L'attuale tendenza nel campo del trattamento delle acque reflue da ortofosfati disciolti e altre forme di sali di fosfato è associata all'intensificazione del processo di assorbimento del fosfato aumentando il fango attivo delle strutture di biorisanamento delle acque reflue. È stato dimostrato che il fango denitrificante (batteri aerobici facoltativi) assorbe più intensamente il fosforo. Se l'1,5% del fosforo della biomassa secca totale viene accumulato in normali fanghi aerobici, gli anaerobi facoltativi assorbono fino al 4,5-5%. In questo schema di purificazione tecnologica, è necessario rimuovere la biomassa dopo l'assorbimento intensivo di fosfati dalla zona di denitrificazione, il che implica una piccola età di fanghi attivi, vale a dire Il processo viene eseguito a carichi elevati sul fango attivo. Il sistema di pulizia consente di rimuovere il BOD, l'azoto e il fosforo, ma è necessario regolare costantemente la modalità nei serbatoi di aerazione, perché quando viene violato, l'efficienza cala bruscamente. È inoltre necessario avere due zone nel serbatoio aerodinamico. Le acque reflue trattate vengono alimentate periodicamente in queste zone, vale a dire oltre alla modalità di aerazione, è necessario cambiare costantemente la direzione del flusso delle acque reflue.

I metodi fisico-chimici di rimozione del fosfato dalle acque reflue si basano, di regola, sull'uso dei reagenti - coagulanti minerali tradizionali (sali di alluminio, ferro o calce), è inoltre possibile utilizzare rifiuti di produzione contenenti sali di ferro o alluminio e non tossici per un processo biologico. Quando si introducono reagenti nella fase del trattamento meccanico delle acque reflue, allo stesso tempo si verifica una diminuzione significativa della concentrazione di inquinanti organici e di altro tipo, pertanto è consigliabile utilizzare la precipitazione preliminare dei fosfati per la purificazione di acque industriali e miscele di acque reflue urbane e industriali con valore BODn più di 400 mg / dm 3, oltre a sovraccaricare gli impianti di trattamento delle acque reflue. I reagenti possono essere introdotti negli impianti biologici di trattamento delle acque reflue. Lime può essere utilizzato solo quando si pulisce il deflusso locale, come allo stesso tempo c'è un forte aumento del pH e, di conseguenza, è necessario aggiungere acido, che, nelle condizioni di limitare le norme per i sali, rende questo processo inaccettabile. Metodi più sviluppati associati all'uso di vari sali di alluminio e ferro. L'essenza dell'uso di questi reagenti è ridotta alla formazione di sali scarsamente solubili - fosfati di ferro o alluminio, e tale assorbimento di fosfati sugli idrossidi di questi elementi. Il metodo è utilizzato in tutte le fasi della purificazione dell'acqua. I sali possono essere aggiunti di fronte ai serbatoi di sedimentazione primaria, aumentando così l'effetto complessivo degli effluenti chiarificanti. La calce è aggiunta agli aerotank, così come prima della filtrazione a contatto. A causa dell'assorbimento di idrossidi metallici da parte di sostanze sospese, il consumo di sali di coagulanti è il più basso quando aggiunto dopo i serbatoi di sedimentazione secondaria. Ma in questo caso è necessario disporre di strutture aggiuntive: un mixer, una camera di coagulazione, un chiarificatore o un filtro. In tutti questi casi, ad eccezione della sedimentazione simultanea in serbatoi di aerazione, è necessario utilizzare ioni metallici trivalenti e nella versione sopra citata è possibile utilizzare il reagente più economico - solfato ferroso, spreco di molte industrie di trasformazione. Il ferro bivalente, quando aggiunto all'aerotank, viene ossidato a trivalente e quindi ha l'effetto desiderato. L'uso di ciascun reagente presenta svantaggi. A causa della forte capacità di adsorbimento del fosfato nel fosfato precipitato o nell'idrossido di ferro, possono formarsi colloidi contenenti fosforo altamente dispersi. Questi colloidi non si depositano e non possono essere rimossi anche mediante filtrazione su membrana. L'uso di idrossido di alluminio è limitato dalla sua capacità di dissolversi a un pH superiore a 7,2. L'uso di coagulanti nella fase di bio-pulizia è il metodo più semplice, da allora Questi sali possono essere introdotti periodicamente, più volte al giorno, aggiungendoli direttamente al serbatoio di aerazione.

Le dosi di reagenti dipendono dal luogo in cui entrano negli impianti di trattamento delle acque reflue. Il più piccolo - quando aggiunto dopo chiarificanti secondari, essi vanno da 1,2 a 1,8 g di ione metallico per anno di fosforo. Con la filtrazione a contatto dei fosfati assorbiti, l'effetto pulente è migliorato se, insieme al coagulante, i flocculanti non ionici vengono somministrati in una dose di 0,1-0,5 mg / l.

È stata analizzata l'efficacia dell'uso del metodo del reagente di precipitazione del fosfato in varie fasi del trattamento delle acque reflue, che è dovuto, in primo luogo, al fatto che questo metodo è standard e alla presenza di una quantità significativa di vari coagulanti. Lo è. L'ossicloruro di alluminio è attualmente uno dei coagulanti più popolari. Questo coagulante si differenzia dal solfato di alluminio più noto, principalmente perché contiene un gruppo idrossido che determina la sua minore acidità. Con la concentrazione di fosforo nell'acqua trattata, è possibile determinare il valore pH ottimale a cui è formato il composto meno solubile.

1. Bolshakov N.Yu. Ottimizzazione del processo tecnologico nel sistema di serbatoi di aerazione - un serbatoio di decantazione per ridurre al minimo lo scarico di elementi organici e biogenici: Estratto dell'autore. Dis. k. r. n. - SPb., 2005 - 30 p.

2. Maksimovskiy N. With. Trattamento delle acque reflue. - M.: Stroiizdat, 1961. -193 con.

Trattamento delle acque reflue da azoto e fosforo

Contenuto dell'articolo

Il rilascio ripetuto di acqua inquinata in bacini di pesca contenenti elementi come l'azoto e il fosforo in quantità superiori agli scarichi regolatori stabiliti (pdc) porta al loro accumulo sistematico.

Inizia a riprodurre con grande velocità un certo tipo di batteri che fanno "fiorire" le piscine naturali. Come risultato della proliferazione delle alghe blu-verdi, il passaggio della luce solare nelle profondità dello stagno è limitato, il che a sua volta causa una mancanza di ossigeno nelle piante in superficie, che viene utilizzato per respirare i pesci. Soprattutto l'eutrofizzazione contribuisce a: aumento della temperatura ambiente e presenza di zone stagnanti.

Per evitare la crescita eccessiva delle aree di acqua, è necessario ridurre al minimo la quantità di N e P quando vengono scaricati nel serbatoio.

Per questo, è estremamente importante scegliere l'ottimale, per ogni caso specifico, impianto di trattamento del veicolo. Le attrezzature per ridurre gli elementi di cui sopra sono selezionate tenendo conto del tipo e del consumo di acque reflue, nonché della presenza di sostanze inquinanti in esse. La più grande influenza sulla "fioritura" del lago è R-RO4. Metodi per separare l'elemento del fosforo dalle acque reflue

METODI DI ISOLAMENTO DI UN ELEMENTO FOSFORICO DA SCARICHI DEI RIFIUTI

L'ingresso di P-PO4 in corpi idrici con fognature domestiche e di scarico inquinate è collegato a: - utilizzo corrente di grandi quantità di detergenti vari, che, di regola, sono fatti su base di fosforo; - con feci di persone e animali; - con il lavoro di produzione industriale, come ad esempio gli impianti di lavorazione della carne.

Il fosforo entra nelle aree naturali dell'acqua sia in una miscela omogenea con acqua, sia in forme non disciolte, sotto forma di componenti organici e inorganici. L'R-PO4 non partecipa al contenuto scarsamente solubile nelle bioreatzioni nei blocchi di aerazione. Le sue particelle sospese vengono rimosse dagli scarichi puliti usando metodi meccanici, ad esempio mediante sedimentazione. L'efficienza è dell'8-10%. La deposizione può anche essere combinata con il trattamento delle prugne con i reagenti, ovvero il solfato di alluminio o una preparazione contenente ferro.

In questo caso, l'effetto della rimozione dagli elementi P aumenta al 60-70%. Nel range di pH da 4,5 a 8,0, è preferibile l'uso di coagulanti AL. Lo spettro di funzionamento delle sostanze contenenti Fe è in un intervallo più ampio 4-6, 8.5-10.5. Se le raccomandazioni sopra elencate non vengono seguite, si osserverà un'aumentata presenza residua di metalli nell'OC purificato.

Il principio del trattamento chimico di P consiste nella formazione di complessi di reagenti fosfatici insolubili che precipitano, e anche a causa dell'assorbimento di composti insolubili da parte di fiocchi di idrossidi P.

Quando AL2 (SO4) 3 o Fe2 (SO4) 3 viene introdotto nelle faglie pulite, l'alcalinità diminuisce perché, in base alla reazione chimica, viene rilasciato un acido che viene neutralizzato dall'alcalinità del liquido stesso. Di conseguenza, il pH scende. Pertanto, è spesso necessario applicare la correzione dell'acidità, introducendo piccole quantità di preparati alcalini, ad esempio il carbonato di sodio. La dose di un coagulante dipende dal luogo in cui viene dosata e dai requisiti per la sua concentrazione nelle masse purificate.

L'introduzione di un coagulante contenente alluminio o ferro è possibile in vari punti del veicolo: - prima della sedimentazione primaria di 150 mg / l, - direttamente negli aerotank 80-90, - prima del sedimentatore secondario 20-25.

Nel metodo biologico, i fosfati sono consumati dai microrganismi per la crescita delle loro cellule. La maggior parte della P scarsamente solubile viene assorbita da scaglie di bioflora attive.

Pertanto, i composti del fosforo disciolti e sospesi derivano da un biosistema con un'eccessiva biocenosi di batteri. Ma m / o in condizioni normali consumano f / gruppi in base al rapporto C: P = 100: 1, che non è sufficiente per il consumo di tutte le forme di P contenute nelle acque reflue. L'effetto della riduzione è di circa il 30-50%.

Per la completezza dell'isolamento dei composti dall'effluente è necessario creare una modalità operativa speciale del sistema operativo Si basa sulla lunga permanenza di microrganismi di biomassa in condizioni anaerobiche, seguita dal trattamento con ossido. Il meccanismo è il seguente: speciali batteri che accumulano fosfato si sviluppano nella aero-depressione, accumulando orto e polifosfati nelle loro cellule. Grazie a questi accumuli, l'energia viene rilasciata, contribuendo al consumo di materia organica facilmente ossidabile in ambienti anaerobici, che si trasferisce in una sostanza acquosa contenuta nelle cellule P. Più viene rilasciato in H2O nella fase senza ossigeno, più viene assorbito - nell'ossido. L'efficienza allo stesso tempo aumenta fino all'80-90%.

Nello sviluppo tecnologico con una migliore biodeggina di P, l'assenza di gruppi RK e nitrati nel flusso di massa inquinato e nel fango di ritorno è importante. perché N-NO3 contiene nella sua composizione chimicamente legata O2, che porterà all'ossidazione del substrato organico, che è così necessario per il normale decorso della defosforizzazione.

Per ridurre la concentrazione di N-NO3, il flusso di microflora ricircolante dovrebbe essere diretto verso un cosiddetto serbatoio anossico separato. Più in dettaglio, la funzione di questa capacità verrà discussa in seguito. Il lato negativo è il suo rilascio inverso durante la disidratazione meccanica del sedimento. Con la compattazione gravitazionale prolungata dei fanghi in strutture speciali, avviene la disintegrazione cellulare e, di conseguenza, il rilascio di cellule.

Il tecnologo che sviluppa il veicolo deve prendere misure per ridurre il tempo di permanenza del sedimento nei compattatori dei fanghi e, secondo la raccomandazione dei documenti normativi, non più di tre ore; Pertanto, quando si utilizza la biodefosfatazione nella fase finale, vengono utilizzati 2 serbatoi di decantazione separati con moduli a strato sottile: 1 - per scaricare l'acqua dai fanghi (zona di sedimentazione); 2 - separare dal sedimento formato quando viene introdotta una piccola dose del farmaco (zona di post-trattamento). Lo stadio di sedimentazione è caratterizzato dal fatto che il fango formato nella sezione di ossido del bioreattore è diretto verso l'inizio del veicolo, cioè anidride, in primo luogo, per il rilascio di N-NO3, in secondo luogo, per mantenere la dose ottimale di biocenosi nel sistema. A questo punto è meglio non prevedere l'aggiunta di reagenti, dal momento che una diminuzione del pH e il rilascio di Me possono influenzare negativamente il corso delle bioreatzioni.

Quando la formazione di bioflora supera la sua quantità ottimale, il suo eccesso viene deviato verso la disidratazione della pelliccia. Prima di installare la biomassa viene trattata con flocculante, il fosforo viene adsorbito sui fiocchi formati. La zona di post-trattamento è impostata appositamente per la rimozione delle forme residue sospese, incl. e R. La parte dell'acqua è mescolata con coagulante e flocculante. I sedimenti che utilizzano attrezzature di pompaggio o di ponte aereo vengono forniti per l'installazione della disidratazione.

Al ricevimento di scarichi diluiti con una carenza di organosubstrat, i serbatoi di sedimentazione primaria - i fermentatori del fango risultante sono coinvolti nello schema. Il metodo è tecnologicamente efficace. Oltre alla saturazione delle prugne con materia organica, consente di ripristinare la sedimentazione e le proprietà flocculanti della comunità attiva di microrganismi quando vengono disturbati.

L'essenza dell'acidificazione è una lunga permanenza di sedimenti in assenza di aria O2, che contribuisce alla decomposizione della componente carbonio di materia organica e grassi in acidi e alcoli a basso peso molecolare e facilmente digeribili. Fattori importanti per la digestione sono la temperatura, non inferiore a 15 ° C e il range di pH è 6.2-7.6. Il rabbocco di agenti chimici nelle acque reflue può essere organizzato applicando un additivo, ad esempio acido acetico. Tuttavia, quando lo si utilizza, è necessario automatizzare il monitoraggio della sufficienza per il processo e il dosaggio. Inoltre, l'acido acetico ha proprietà tossiche, è importante diluirlo in una concentrazione sicura e lavorare con esso, è auspicabile avere una stanza separata con un buon tasso di ricambio d'aria.

Condizioni anaerobiche: rilascio di P in acqua, condizioni aerobiche - assorbimento attivo di P da parte delle cellule FAO

Quando si usano MO tradizionali, senza creare condizioni ottimali per il flusso del BD, la presenza residua di composti di fosfato, nella fase finale dopo la biodegradazione dei componenti, deve essere rimossa su strutture filtranti speciali. Per questi scopi, filtri ad alta velocità ben raccomandati con caricamento granulare. Con l'introduzione del flocculante prima del VO in combinazione con filtri di sabbia e ghiaia con un flusso verso l'alto, P viene rimosso fino al 95%.

TECNICHE DI RIMOZIONE DEI COMPOSTI AZOTATI DALL'ACQUA FOGNARIA

I composti di azoto entrano nelle prugne dei rifiuti: - insieme ai prodotti di scarto delle persone; - come risultato del lavoro delle imprese dell'industria alimentare (impianti di lavorazione della carne, caseifici); - in connessione con il lavoro di impianti chimici (per la produzione di urea).

In CB N è rappresentato in forme minerali e organiche.

L'azoto organico si trova in componenti come proteine, amminoacidi, peptidi e simili. I composti inorganici N sono ammoniaca disciolta, composti di ammonio, nitriti, nitrati.

In mezzo neutro o acido, N predomina sotto forma di ammonio, in forma alcalina, in ammoniaca. La coagulazione e la sedimentazione sono praticamente inefficaci rispetto a NH4. La nitrificazione, che si verifica in un bioreattore di aerazione, che viene effettuata da microrganismi di nitrificazione, viene utilizzata in modo più efficace per rimuovere l'N-NH4 dalle acque reflue. L'N-NH4 sotto l'influenza dell'ossigeno in questa struttura viene ossidato in nitrito e quindi in N-NO3.

L'ossidazione di N-NH4 avviene in strutture speciali - serbatoi di aerazione, in parallelo con la decomposizione dell'ambiente.

Quando si riceve un effluente altamente concentrato, il tasso di ossidazione di N-NH4 rallenta. Considera questa situazione in modo più dettagliato. Vari tipi di batteri si sviluppano nei fanghi attivi, dai quali si possono distinguere 2 gruppi principali: eterotrofi e autotrofi. Il primo è caratterizzato da un'elevata capacità di riproduzione e un consumo intensivo della Repubblica del Kazakistan. Il secondo - al contrario, un debole aumento del numero della massa totale. L'OM è ossidato da microrganismi eterotrofi e l'ammonio da quelli autotopici. Quando c'è un sacco di sostanze organiche solubili in acqua, quasi tutto l'ossigeno è usato da 1 tipo di m / o per la sua ossidazione. E per gli autotropi sono state create condizioni avverse.

Quando si seleziona la sezione di aerazione necessaria, sufficiente per entrambi i processi, il tecnico deve eseguire calcoli speciali per determinare i tassi BO sia per le sostanze organiche che per i sali di ammonio. E poi i dati ottenuti vengono confrontati, il volume è considerato secondo il processo più lungo. La biomassa nitrificante può essere salvata nel sistema solo se ne controlli attentamente il valore. Il monitoraggio può essere effettuato non solo in modo pratico, quando si utilizza il sistema operativo, ma anche teoricamente, eseguendo calcoli sull'età della biocenosi. Secondo la documentazione normativa, deve essere di almeno 8 giorni. Quando si regola il sistema operativo, non è consigliabile scaricare troppo spesso il fango in eccesso dalle sezioni di sedimentazione secondaria. Altrimenti, gli agenti nitrificanti lentamente crescenti cessano semplicemente di formarsi. E inoltre ha un effetto negativo sulle proprietà di sedimentazione dei fanghi. Perché solo i "giovani" saranno presenti nel biosistema. E il "vecchio", che è responsabile della precipitazione normale, è in quantità molto piccole.

Ciò potrebbe causare un aumento della perdita di sospensione nel liquido di raffreddamento. All'aumentare dei carichi di BOD sulla sostanza della biomassa priva di ceneri, l'azoto di ammonio si riduce di non più del 35%. Pertanto, un altro modo per intensificare la nitrificazione è l'uso del carico tecnologico negli impianti di aerazione, che contribuisce allo sviluppo della microflora collegata dei fanghi. Con dosi crescenti di m / o, rispettivamente, la proporzione di nitrificanti in essi aumenta e il tasso aumenta. Inoltre, il rilascio di forme biogeniche è caratterizzato da un tempo di permanenza piuttosto elevato degli effluenti nei bioreattori. L'uso dello stesso carico aumenta l'efficienza di pulizia senza espandere i volumi. La combinazione di pesi e immobilizzazioni consente di: - aumentare l'età della biomassa attiva; - eseguire in un blocco sia la biodestruction, che N / A e DB; - minimizzare il "gonfiore".

Anche sul tasso di nitri-ii ha un effetto:

  1. La proporzione di O2 disciolto nella miscela di fanghi. La sua presenza ottimale è di 3,5 mg / l. L'aria è necessaria per l'implementazione di diverse funzioni: miscelazione della miscela di fanghi e respirazione
  2. La temperatura per H soddisfacente è compresa tra 10 e 35 ° C. A T sopra i 35 ° C, la proteina si coagula, portando alla cessazione del metabolismo e alla morte delle cellule.

Per la pulizia degli scarichi domestici e industriali da N viene fornita una struttura speciale, un denitrificatore in cui i gruppi nitrati vengono convertiti in gassoso.

Ciò richiede un numero sufficiente di sistemi operativi. Per ridurre il consumo, è spesso consigliabile garantire la conversione della parte difficilmente ossidabile in forme bioavailable di materia organica da AO. I prodotti di distruzione del metabolismo sono un mezzo nutritivo per i batteri nitro-nitrificanti, che consente di ridurre il dosaggio del substrato. Nei bioreattori-denitrificatori vengono create condizioni anosside speciali, che sono le seguenti:

  • Il contenuto minimo della Repubblica del Kazakistan è di circa 0,15-0,3 mg / l
  • La presenza di legame chimicamente. Per il normale funzionamento della batteria in tali impianti d / b installati miscelatori ad immersione. L'intervallo di pH ottimale del mezzo è 7,5-8,0. Per la riuscita organizzazione delle fasi di ossido anaerobico, è necessaria una rigorosa delimitazione di queste zone, ad esempio disponendo le partizioni nel serbatoio di aerazione. Per la formazione di microflora che si sviluppa in condizioni specifiche, è meglio separarli tra loro creando un colonizzatore separato per ciascuno di essi.

Esistono varie opzioni per la pulizia delle acque reflue da N. Considerare più in dettaglio il doppio passaggio, con la posizione del denitrificatore all'inizio e alla fine del veicolo. Nella prima forma di realizzazione, la miscela di fango viene riciclata dopo la fase aerobica. In questo caso, l'efficienza è limitata dalla quantità di N-NO3 che entra con il flusso di ritorno.

È possibile migliorare la tecnologia introducendo un ulteriore riciclaggio di nitrati. Ciò fornisce la rimozione necessaria dal sistema N alle rigide norme di scarico nel serbatoio.

La tecnologia è destinata a ricevere un effluente concentrato medio lungo il substrato dell'organo. L'opzione con post-denitrificazione consente all'elaborazione di essere altamente concentrata in composti di carbonio e con una bassa quantità di acqua con ione ammonio. Nel compartimento di aerazione, solo una parte della materia organica viene ossidata, mentre il resto viene utilizzato per ridurre N-NO3 in gas azoto. Di conseguenza, l'aggiunta di un farmaco esterno è esclusa. Inoltre, il vantaggio è la mancanza di HP (riduzione dei costi elettrici, facilità d'uso).

Il metodo di purificazione dei rifiuti liquidi da fosfati e solfati

L'invenzione può essere utilizzata per la purificazione di acque reflue municipali, così come per le acque reflue derivanti dalla lavorazione di alimenti e dall'industria della pasta e carta da solfati e fosfati. Le acque reflue dopo il trattamento biologico arrivano allo stadio I di purificazione con cloruro ferrico FeCl 3· 6 ore2O seguito dalla precipitazione di fosfati nella forma del sale di fosfato di ferro con parsimonia solubile FePO4 e separazione dei sedimenti. Il cloruro ferrico viene iniettato con un leggero eccesso con vigorosa agitazione all'aria. Allo stadio II, dopo l'acidificazione del liquido di rifiuto con acido cloridrico a pH = 4, viene introdotto cloruro di bario BaCl.2· 2H2O nella quantità di 130-640 mg / l con una concentrazione iniziale di solfati di 150-350 mg / l e i solfati vengono precipitati sotto forma di un sale leggermente solubile di solfato di bario BaSO4. Il processo di precipitazione dei cristalli di solfato di bario viene accelerato immettendo il fango attivo in eccesso dalle strutture di trattamento biologico nella quantità di 100-300 mg / l. Il sedimento delle vasche di sedimentazione delle fasi I e II viene inviato alle filtropresse, il sedimento disidratato viene portato in discarica e il filtrato con i cristalli più piccoli di BaSO4 tornare allo stadio II della camera di deposizione. L'invenzione fornisce un aumento del grado di rimozione di solfati e fosfati, riducendo la quantità di sedimento, riducendo il tempo di assestamento, riducendo i costi operativi. 1 hp cristalli di f, 2 tab., 1 ill.

Disegni al brevetto della Federazione Russa 2593877

L'invenzione si riferisce al campo di purificazione di acque di scarico altamente concentrate di fosforo e solfato e può essere usato per pulire acque reflue municipali, nonché per pulire le acque reflue dell'industria alimentare e della polpa e della carta quando esse vengono scaricate nel serbatoio.

Un noto metodo di purificazione delle acque reflue dai fosfati (Designer's Guide. Sewerage delle aree popolate e delle imprese industriali M: Stroyizdat, 1981, 297-299), che consiste nel limare il liquido di rifiuto con un aumento del pH a 10,5-11, a cui è possibile riduzione dei fosfati alla concentrazione massima ammissibile (0,6 mg / l PO4 3-).

Lo svantaggio di questo metodo è il basso effetto di rimozione dei solfati (10-20%) e la formazione di una grande quantità di fanghi chimici da rimuovere dall'impianto di trattamento delle acque reflue (USC) e il suo posizionamento in discarica di rifiuti solidi (RSU).

È anche noto un metodo per purificare acque reflue acide da fosfati e solfati (brevetto RF 2071451, 1992, C02F 1/58) trattandole con ossicloruro di alluminio altamente attivo (OXA), attivato dall'acido fosforico H3PO4, seguito da regolazione del pH a 11,5-12,5 con calce. L'essenza dell'attivazione di OXA con acido fosforico è di abbassare il pH di OXA con acido fosforico da 2,2-2,35 a 1,5-1,8.

Lo svantaggio di questo metodo è l'aumento dei costi operativi per l'acquisto di costoso acido fosforico, necessario per attivare l'OHA.

Il più vicino nell'essenza tecnica e il metodo rivendicato sono i metodi di precipitazione separata di solfati e fosfati: i solfati vengono precipitati con cloruro di bario BaCl2· 2H2O (Tecnica di controllo tecnologico del lavoro degli impianti di depurazione delle fognature urbane M: Stroyizdat, 1977, 83) e fosfati - introducendo uno dei possibili reagenti [solfato di ferro Fe2(SO4)3, Solfato di FeSO4, solfato di alluminio Al 2(SO4)3· 18 ore2O o cloruro ferrico3· 6 ore2O] (Manuale del progettista) Rete fognaria di aree popolate e imprese industriali M: Stroyizdat, 1981, pp. 297-299).

Lo svantaggio di questo metodo è la precipitazione estremamente lenta dei cristalli di BaSO.4, che sono di dimensioni vicine alle particelle colloidali. La durata minima della loro deposizione è di sei ore o più. Con una tale durata, è necessario un aumento delle spese in conto capitale per la costruzione di un numero aggiuntivo di serbatoi di sedimentazione per la pulizia fisica e chimica. Tuttavia, anche con questo, è impossibile garantire la produzione di valori stabili per solfati e fosfati, che è dovuta al flusso irregolare di effluenti nell'USC.

I compiti dell'invenzione rivendicata sono:

- aumentare la percentuale di rimozione di solfati e fosfati dalle acque reflue;

- ridurre la quantità di precipitato chimico formato;

- ridurre i costi dei materiali per i reagenti, eliminando l'uso di costoso acido fosforico;

- accelerare la precipitazione dei cristalli di BaSO4;

- ridurre il tempo di sedimentazione, ridurre il numero richiesto di serbatoi di sedimentazione per la pulizia fisica e chimica, e quindi ridurre i costi di capitale;

- creare le condizioni per ottenere concentrazioni stabili di solfati e fosfati.

Il problema è risolto dal fatto che nel metodo rivendicato per la pulizia delle acque reflue dai solfati e dai fosfati dopo il completo trattamento biologico si passa al primo stadio del trattamento fisico e chimico, dove a seguito dell'introduzione del cloruro ferrico (FeCl3· 6 ore2O) I fosfati vengono precipitati come sale fosfato di ferro poco solubile (FePO4). Per precipitare i fosfati, il cloruro ferrico viene introdotto nella camera di reazione con un leggero eccesso con vigorosa agitazione con aria. L'eccesso è necessario per la formazione di cristalli di FePO grandi e ben depositati.4. Le forme di ferro non legate al fosfato si scaglia di idrossido di ferro Fe (OH)3, precipitato e rimosso insieme con cristalli di fosfato di ferro. Allo stadio II, dopo pre-acidificazione del liquido di rifiuto con acido cloridrico e una diminuzione del pH da 7,2-7,6 a 4 e l'introduzione di cloruro di bario (BaCl 2· 2H2O) nella quantità di 130-640 mg / l alla concentrazione iniziale di solfati di ioni (SO4 2-), pari a 150-350 mg / l, è la precipitazione dei solfati sotto forma di sale insolubile di solfato di bario (BaSO 4). Il processo di precipitazione dei cristalli di solfato di bario nelle vasche di decantazione del secondo stadio viene accelerato a causa dell'introduzione dell'eccesso di fango attivo nella quantità di 100-300 mg / l, che è un agente di sinterizzazione. L'eccesso di fango attivo viene fornito da impianti di trattamento biologico. Il sedimento chimico delle vasche di sedimentazione delle fasi I e II viene inviato alle filtropresse, il sedimento chimico disidratato viene rimosso nella discarica dei rifiuti solidi e il filtrato con i cristalli più piccoli di BaSO4, ottenuto dalla disidratazione dei fanghi, ritorna alla camera di reazione del secondo stadio. I cristalli (nuclei e nuclei) finiscono nel filtrato come risultato di spingerli attraverso le celle filtranti della filtropressa attraverso la disidratazione dei fanghi del filtro. Accelerazione del processo di precipitazione del solfato di bario si verifica a causa dei cristalli, che sono i centri di cristallizzazione.

Il disegno mostra lo schema generale del sito di trattamento delle acque reflue chimico-fisico, progettato per ridurre i solfati (SO4 2-) da 150-350 mg / l a 100 mg / l e fosfati (PO 4 3-) da 20-30 mg / l a 0,6 mg / l quando vengono scaricati nel serbatoio.

Il layout dell'unità di trattamento delle acque reflue chimico-fisiche comprende: la fornitura di liquido di scarto (1) dal bioreattore, seguita dall'introduzione del cloruro ferrico (2) e dall'erogazione di aria (3) nella camera di reazione del primo stadio (4); coppa di pulizia fisico-chimica del primo stadio (5); la camera di reazione dello stadio II (6) con l'introduzione di acido cloridrico (7), cloruro di bario (8), fango attivo in eccesso (9); fossa settica di pulizia fisica e chimica di II stadio (10); immissione di alcali (11) nel miscelatore (12) con successiva purificazione di acque reflue in moduli a membrana (13) e rilascio di acque reflue trattate (14) nel serbatoio; raccolta di fanghi chimici (15) di entrambi gli stadi; filtro-camera (16); ritorno di filtrato (17); rimozione del fango disidratato (18).

Il metodo è il seguente: nella fase di purificazione biologica, gli effluenti (1), purificati preliminarmente, da un bioreattore con un contenuto di solfato di 150-350 mg / le di fosfati 20-30 mg / l entrano nella camera di reazione del primo stadio (4), in cui viene alimentato il cloruro ferrico ( 2) FeCl3· 6 ore2O con un po 'di eccesso per rimuovere i fosfati. Il reagente in eccesso è necessario per la formazione di cristalli grandi e ben depositati. L'uso di questo reagente è giustificato dal fatto che consente di ridurre il consumo di acido cloridrico nella seconda fase della pulizia fisica e chimica. Per miscelare liquidi di scarto con reagenti, nucleazione e crescita di cristalli di FePO 4 aria (3) viene iniettata nella camera di reazione dello stadio I (4). Ferro non legato al fosfato forma idrossido di ferro Fe (OH) 3. Dalla camera di reazione, gli effluenti entrano nelle fosse settiche di uno stadio di purificazione fisicochimica I (5), dove si verifica la deposizione di cristalli di acido ortofosforico FePO.4 e idrossidi di ferro Fe (OH)3. FePO ha fatto precipitare i cristalli4 e ferro idrossido Fe (OH) 3 rimosso dalle vasche di sedimentazione del primo stadio (5) alla raccolta di fanghi chimici (15) e quindi pompato verso le camere filtropresse (16) per la disidratazione ad un contenuto di umidità del 75%. Gli indicatori dei parametri per la fase I sono presentati nella tabella 1.

L'acqua di scarico priva di fosfati dai chiarificatori del primo stadio (4) viene inviata nella camera di reazione del secondo stadio (6), dove l'acido cloridrico HCl (7) viene introdotto in una quantità che assicura una diminuzione del pH da 7,2-7,6 a 4. Immissione dell'acido cloridrico È necessario non solo per la completezza della reazione chimica, ma anche per ottenere cristalli BaSO più grandi.4. Il consumo di acido cloridrico HCl e, di conseguenza, il costo della sua acquisizione nel metodo rivendicato è ridotto a causa dell'uso di cloruro ferrico FeCl3· 6 ore2O sul palco I.

Dopo l'acidificazione del liquido di scarico con acido cloridrico, viene introdotto il cloruro di bario BaCl.2· 2H2O (8) nella quantità di 130-640 mg / l, necessaria per legare tutto il bario introdotto con i solfati. L'aria (3) viene introdotta nella camera di reazione dello stadio II (6) per miscelare il liquido di rifiuto e i reagenti. Allo stesso tempo nei rifiuti purificati le concentrazioni residue di bario non supereranno 0,74 mg / l, solfati 100 mg / l, cloruri 300 mg / l.

Nel presente metodo per accelerare il processo di deposizione dei cristalli di BaSO4, riducendo la durata della sedimentazione, riducendo i costi di capitale e ottenendo risultati stabili su solfati e fosfati nella camera di reazione del secondo stadio (6), viene introdotto il fango attivo in eccesso (9), che si forma nella fase del trattamento biologico delle acque reflue. Eccessivo fango attivo è una particella di origine organica, colonizzata da batteri, protozoi e animali microscopici. Il fango attivo in questo caso svolge la funzione di scammer. Usa la sua alta capacità di ingrandire le particelle più piccole (colloidali) (nel metodo proposto, questi includono i cristalli BaSO4). In condizioni di pH basso = 4, il fango subisce una denaturazione parziale nel tempo, cioè ridurre le dimensioni delle particelle aumentandone la densità. A causa di ciò, tali particelle hanno una velocità di deposizione ancora maggiore. La dose di fango iniettata 100-300 mg / l. Con l'introduzione di fango in una quantità inferiore a 100 mg / l, l'effetto desiderato di precipitare i cristalli di BaSO non può essere raggiunto.4. Con l'introduzione di fanghi superiori a 300 mg / l, si osserverà una maggiore rimozione delle particelle di fango con il liquido di rifiuto trattato. Queste particelle, che entrano nelle strutture di post-trattamento (14), porteranno ad un rapido intasamento dei moduli di membrana e ad un aumento del numero di lavaggi, che è associato ad un aumento dei costi operativi. Con l'introduzione del fango attivo in eccesso (9), la durata della sedimentazione si riduce da 6 ore a 1,5-2 ore.

Dalla camera di reazione dello stadio II (6) una miscela di liquido di rifiuto, reagenti e fango viene inviata ai pozzetti di un trattamento fisico-chimico dello stadio II (10), in cui i cristalli di BaSO sono depositati4 e particelle di limo. Il fango chimico proveniente dalle vasche di sedimentazione del secondo stadio (10) viene pompato nel collettore di fanghi chimici (15), da dove viene inviato alle presse filtranti della camera (16) per la disidratazione. Il filtrato (17) con i più piccoli cristalli di BaSO4, passato durante la disidratazione del precipitato formato all'I fase di purificazione, ritorna alla camera di reazione dell'II stadio (6) per l'uso come centri di cristallizzazione. Il fango chimico disidratato (18) viene rimosso dal sito USC e collocato in discarica. Gli indicatori dei parametri per la fase II sono presentati nella tabella 2.

Nota. 1. Quando si scaricano acque reflue in un bacino di pesca della prima categoria, la concentrazione massima ammissibile di fosfati non deve superare 0,6 mg / l.

2. Quando si scaricano acque reflue trattate in un collettore di città, la concentrazione di fosfato residuo non deve superare 4,2 mg / l.

FORMULA DELL'INVENZIONE

1. Il metodo di depurazione delle acque reflue da solfati e fosfati, in cui le acque reflue dopo il completo trattamento biologico arrivano al trattamento fisico e chimico, progettato per rimuovere fosfati e solfati, caratterizzato dal fatto che la precipitazione di fosfati e solfati viene effettuata in due fasi: sul palco I vengono depositate fosfati entrando nel cloruro ferrico FeCl3· 6 ore2 O con un leggero eccesso, così come la separazione del precipitato nei pozzi della fase di pulizia fisico-chimica I; allo stadio II, i solfati precipitano come un sale insolubile di BaSO4, formato come risultato dell'aggiunta di liquido di rifiuto con pH = 4 al cloruro di bario BaCl nel pre-acidificato con acido cloridrico 2· 2H2O nella quantità di 130-640 mg / l quando la concentrazione di solfati è di 150-350 mg / le fango attivo nella quantità da 100 a 300 mg / le filtrato con i cristalli di BaSO più piccoli4, ottenuto per disidratazione del fango formatosi nella purificazione dello stadio II.

2. Metodo secondo il punto 1, caratterizzato dal fatto che i fanghi attivi introdotti nella fase II del trattamento delle acque reflue, prelevati da impianti di trattamento biologico.

Metodo di trattamento delle acque reflue fosfato

L'invenzione si riferisce a metodi di reagente per il trattamento di acque reflue domestiche e industriali, vale a dire la depurazione di acque reflue da fosfati, e può essere usato nelle stazioni di trattamento e trattamento delle acque, in particolare negli impianti biologici di trattamento delle acque reflue. Il trattamento delle acque reflue contenenti fosforo è ottenuto in una soluzione di cloruro di alluminio prodotta industrialmente - rifiuti (acque reflue) dalla produzione di etilbenzene, che è caratterizzata dai seguenti indicatori, g / dm 3: cloruro di alluminio 1.5-8.2; acido cloridrico libero 1,1-48,0; pH 0,9-2,9. La soluzione di cloruro di allumina prima dell'uso viene trattata con una soluzione di alcali, portando il pH a 3,8-4,3, quindi viene aggiunta all'acqua in una quantità di 1,0-3,2 dm 3 / m 3 (in termini di A1 +3 - 1, 6-5,0 mg / dm 3). Il trattamento delle acque reflue e le precipitazioni si effettuano a pH 6,5-7,4. L'utilizzo di tale soluzione di cloruro di alluminio per la deposizione di fosfati consente di ottenere acqua chiarificata di buona qualità, di smaltire gli scarti di produzione, nonché di semplificare e migliorare la stabilità del processo di deposizione e il successivo processo di trattamento biologico.

L'invenzione riguarda il trattamento dei reagenti delle acque reflue domestiche e industriali, ovvero il trattamento delle acque reflue dai fosfati, e può essere usato nelle stazioni di trattamento e trattamento delle acque, in particolare negli impianti di trattamento delle acque reflue biologiche (BOS).

Il fosforo è uno degli elementi biogenici di particolare importanza nel ciclo biologico, sia nei corpi idrici che nei fanghi attivi delle stazioni di trattamento biologico. Con la mancanza di composti del fosforo nell'acqua, la crescita e lo sviluppo della flora e della fauna acquatica sono inibiti, ma il loro eccesso porta anche a conseguenze negative, causando lo sviluppo di processi di eutrofizzazione e il deterioramento della qualità dell'acqua. Pertanto, nella tecnologia del trattamento biologico delle acque reflue domestiche e industriali per il biofeedback vi è l'urgente necessità di ridurre la concentrazione di fosfati negli effluenti trattati secondo gli standard stabiliti dalle norme sanitarie.

I composti del fosforo nelle acque naturali e reflue sono rappresentati come ortofosfati, polifosfati e composti contenenti fosforo organico, con gli ortofosfati che sono la forma predominante.

L'acido fosforico (media resistenza), essendo tribasico, è in grado di formare tre tipi di sali, ad esempio:

- NaH2PO4 fosfato di sodio primario;

- na2HPO4 fosfato di sodio secondario;

- na3PO4 fosfato di sodio terziario.

Tutti i fosfati primari sono facilmente solubili in acqua, solo pochissimi del secondario e del terziario sono solubili, in particolare i sali di sodio (B.N. Nekrasov, Fondamenti di Chimica generale, Vol. 1, edito 3 ° rev. : Chemistry, 1973, p.440).

Nelle acque, i composti del fosforo, sia minerali che organici, possono essere presenti in uno stato disciolto, colloidale e sospeso. La transizione da una forma all'altra è relativamente facile.

Il trattamento delle acque reflue viene effettuato presso gli impianti di trattamento delle acque reflue con o senza l'uso di reagenti chimici. Il trattamento dell'acqua con i coagulanti consente di convertire le impurità minerali in una forma insolubile. Tali reagenti includono sali di calcio, ferro e alluminio.

Il metodo di trattamento delle acque reflue, caratterizzato da migliori caratteristiche di separazione delle particelle solide, riduzione della domanda biologica di ossigeno (BHPK) nelle acque reflue trattate e aumento della rimozione di azoto e fosfato, è descritto nel brevetto statunitense n. RU 2148033, 7 C 02 F 3/30. Da pat RU 2145942, 7 C 02 F 1/52, 1/54, publ. 02.27.2000, n. 6, è noto che il trattamento delle acque reflue viene effettuato utilizzando calce e un ferro idrolizzato o un sale di alluminio a valori di pH ottimali. Il metodo di trattamento delle acque reflue, compresa la miscelazione di acque reflue con solfato di alluminio (12-20 mg / l) ad un dato pH (6,5-7,6), è descritto nel brevetto statunitense n. RU 2145575, 7 C 02 F 1/52, publ. 02.20.2000, №5.

Per la purificazione dei rifiuti industriali di grande tonnellaggio che utilizzano reagenti chimici, è caratteristico un elevato consumo di coagulanti scarsi e costosi, la cui produzione comporta non solo significativi costi dei materiali, ma anche problemi ambientali. Presso le stazioni di lavaggio, vi è l'urgente necessità di costruire fattorie di reagenti e le loro attrezzature con attrezzature tecnologiche speciali, il che comporta un elevato costo di pulizia a causa degli elevati costi materiali ed energetici.

La soluzione tecnica più vicina alla presente invenzione, il metodo descritto nel brevetto statunitense n. RU 2151172, 7 C 12 F 3/10, publ. 20.06.2000. №17. L'essenza di questa soluzione tecnica è quella di rimuovere le impurità organiche e minerali sospese, colloidali e disciolte mediante coagulazione nella fase di precipitazione con idrossido di alluminio.

Una caratteristica comune dell'invenzione è l'uso per la sinterizzazione di particelle nella fase di precipitazione di un sale di alluminio idrolizzabile. Questo metodo ha gli svantaggi di cui sopra.

Il più vicino al metodo dichiarato di purificare l'acqua dai fosfati (per prototipo) è il metodo di estrazione dei fosfati dalle acque reflue (DM), descritto in (V.A. Proskuryakov, L.I. Schmidt. Trattamento delle acque reflue nell'industria chimica Ed. Chimica, Leningradskoye dipartimento, 1977, p.138). L'essenza di questa soluzione tecnica risiede nella deposizione di fosfato con solfato di alluminio in un mezzo alcalino. L'efficienza di pulizia è del 90-95%.

Oltre agli svantaggi sopra menzionati, in questo caso c'è un inquinamento secondario di acqua chiarificata con sali e ioni, dal momento che Una caratteristica dei reagenti tecnici è il loro alto contenuto di zavorra e una piccola quantità della sostanza principale (principio attivo).

Il compito dell'invenzione è:

- ampliare la gamma di reagenti altamente efficaci, convenienti ed economici per l'estrazione di fosfati dalle acque reflue pur mantenendo un elevato grado di depurazione delle acque;

- prevenzione della contaminazione secondaria dell'effluente trattato con sali e ioni contenuti in soluzioni di reagenti utilizzate;

- ridurre il costo della pulizia a causa della riduzione dei costi materiali ed energetici;

- semplificare e migliorare la stabilità del processo;

- uso qualificato dei rifiuti di produzione.

L'eliminazione di queste carenze nel metodo di purificazione delle acque reflue dai fosfati, compreso il trattamento dell'acqua con un sale di alluminio idrolizzante, e il raggiungimento del risultato tecnico è possibile a causa del fatto che, come il sale di idrolisi di alluminio utilizzando una soluzione di cloruro di alluminio, spreca produzione di etilbenzene, che è caratterizzato dai seguenti indicatori : cloruro di alluminio 1.5-8.2, acido cloridrico libero 1.1-48.0, pH 0.9-2.9, e prima dell'uso è trattato con una soluzione di alcali, portando il pH a 3,8-4, 3, il reagente viene iniettato acqua nella quantità di 1,0-3,2 dm 3 / m 3 (in termini di A1 +3 1,6-5,0 mg / dm 3) e il pH dell'acqua da purificare varia da 6,5 ​​a 7,4.

L'analisi comparativa del prototipo e della presente invenzione mostra che una caratteristica comune è l'uso di idrolizzare il sale di alluminio come precipitatore di fosfato.

La differenza del metodo proposto dal prototipo risiede nel fatto che come reagente contenente alluminio per la precipitazione del fosfato si utilizzano rifiuti di produzione di etilbenzene - soluzione di cloruro di alluminio, che viene trattata con alcali a pH 3,8-4,3 prima di aggiungerla all'acqua purificata, la dose di reagente è 1,0- 3,2 dm 3 / m 3 (in termini di Al +3 1,6-5,0 mg / dm 3) e il pH dell'acqua trattata varia da 6,5 ​​a 7,4.

Una caratteristica distintiva di questo reagente è che è ottenuta in condizioni industriali a seguito della produzione di etilbenzene che utilizza cloruro di alluminio anidro come catalizzatore ed è un refluo. Prima di essere scaricati nelle fogne di impianto, questi scarichi sono trattati con alcali per soddisfare gli standard sanitari per il pH. La pratica ha dimostrato che vi sono ingenti costi di mezzi materiali per l'alcalinizzazione dei rifiuti e la loro ulteriore neutralizzazione.

È stato proposto di alcalinizzare la soluzione di cloruro di alluminio ad un pH di 3,8-4,3, che consente di ottenere una soluzione di idrossicloruri di alluminio della formula generale Al (OH)nClm, dove n = 1-5, m = 6-n. Il consumo di alcali è significativamente ridotto.

Il metodo proposto è testato in condizioni di laboratorio. La soluzione trattata con alcali di cloruro di alluminio viene aggiunta alla miscela di effluenti contenenti fosforo contaminati chimici e domestici che entrano nelle vasche di sedimentazione primaria degli impianti di trattamento delle acque reflue biologiche in quantità di 1,0-3,2 dm 3 / m 3 (in termini di Al +3 1,6-5, 0 mg / dm 3).

Per confronto, l'acqua contenente fosforo viene trattata con una soluzione di solfato di alluminio, la quantità di reagente aggiunta in termini di A1 +3 è 2,0 mg / dm 3 (24,7 mg / dm 3 in Al2(SO4) 3 18 N2O).

Gli esperimenti simulano il processo di decantazione delle acque reflue nelle vasche di decantazione del biofeedback e vengono eseguite come segue. L'acqua di scarico viene mescolata e versata nei cilindri di misurazione, quindi viene aggiunta un'aliquota calcolata di uno o un altro reagente. Tutti i campioni vengono miscelati in modo completo e uniforme per 1-3 minuti e depositati per 2 ore a 18-22 C. Nel processo di sedimentazione, la cinetica della precipitazione del precipitato formato viene controllata e dopo 2 ore l'acqua chiarificata viene decantata da quest'ultimo e analizzata.

Dati sperimentali mostrano che quando i reagenti sopra menzionati vengono aggiunti all'acqua che viene purificata, si osservano flocculazione intensiva, agglomerazione di piccole particelle e precipitazione dei prodotti di idrolisi formati con inquinanti adsorbiti sulla loro superficie (fosfati compresi).

L'efficienza dell'escrezione di fosfati dal trattamento con cloruro di alluminio (2,0 mg / dm 3 secondo Al +3) di acqua è almeno del 90% in peso. Quando si usa cloruro di alluminio nella quantità di 2,0 mg / dm 3 (secondo A1 +3), il valore del pH varia all'interno delle norme sanitarie ed è 6.9-7.4. Un aumento della concentrazione di acque reflue di questo reagente a 5 mg / dm 3 (secondo Al + 3) non richiede una regolazione del loro valore di pH, che varia da 6,5 ​​a 7,2. Un punto positivo quando si utilizza una soluzione di cloruro di alluminio come reagente è un processo di purificazione dell'acqua più stabile. Il grado raggiunto di purificazione delle acque reflue dai fosfati quando si utilizza la produzione di rifiuti sembra essere abbastanza accettabile, dal momento che la loro concentrazione residua in acqua chiarificata è necessaria e sufficiente per il normale trattamento biologico ulteriore dell'effluente sopra menzionato. Il buon esito del trattamento biochimico delle acque reflue, nonché l'efficace denitrificazione e defosfatazione, è dovuto al fatto che nell'acqua trattata con il reattivo proposto, il rapporto tra BOD e concentrazione di composti di azoto e fosforo soddisfa i requisiti delle norme sanitarie.

La profondità di purificazione dell'acqua da fosfati con solfato di alluminio (2,0 mg / dm 3 secondo Al +3) è almeno 97% in peso. Tuttavia, quando si utilizza solfato di alluminio, un inconveniente significativo è un duplice aumento dell'acqua chiarificata nella concentrazione di ioni solfato e del contenuto totale di sale, una diminuzione del pH dell'acqua chiarificata a 4.4-6.4, la possibilità di sovradosaggio del suddetto reagente e la destabilizzazione del processo di purificazione dell'acqua. L'aggiunta di solfato di alluminio all'acqua chiarificata in una quantità superiore a 2,0 mg / dm 3 (secondo Al + 3) senza regolare il valore del pH non è inoltre possibile, poiché Il pH dell'acqua scende a 4.3-5.7. Quest'ultimo, inoltre, non è ottimale per la deposizione di fosfati.

Il metodo proposto di purificazione delle acque reflue dai fosfati consente di:

- ampliare la gamma di reagenti per l'estrazione di fosfati e ottenere un elevato effetto pulente;

- eliminare la necessità di una produzione di rifiuti complessa, dispendiosa in termini di tempo e dispendiosa (ad esempio, la centrifugazione e il riscaldamento) prima di utilizzarla;

- ridurre i costi del materiale di trasformazione della produzione di rifiuti e acqua depurata;

- eliminare gli inconvenienti caratteristici dei reagenti tradizionalmente utilizzati nei processi di trattamento delle acque, ovvero: ridurre l'effetto dei reagenti utilizzati sui parametri degli standard sanitari dell'acqua trattata; eliminare la necessità di ulteriori trattamenti (aggiustamento del pH) dell'acqua trattata sia allo stadio di precipitazione del fosfato che allo stadio del trattamento biologico; ridurre la contaminazione secondaria dell'acqua depurata con gli ingredienti contenuti nei reagenti utilizzati;

- semplificare e migliorare la stabilità del processo di precipitazione del fosfato e quindi il processo di depurazione biologica di quest'acqua;

- Smaltire gli scarti di produzione, un componente prezioso del quale viene utilizzato nella stessa azienda.

Il metodo di purificazione delle acque reflue dai fosfati, compreso il trattamento dell'acqua con un sale di alluminio idrolizzato, caratterizzato dal fatto che una soluzione di cloruro di alluminio è usata come reagente contenente alluminio - scarto della produzione di etilbenzene, che è caratterizzato dai seguenti indicatori, g / dm cloruro di alluminio 1.5-8.2; acido cloridrico libero 1,1-48,0; pH 0,9-2,9, e prima dell'uso viene trattato con una soluzione di alcali, portando il pH a 3,8-4,3, e quindi aggiunto all'acqua in una quantità di 1,0-3,2 dm 3 / m 3 ( in termini di A1 +3 - 1,6-5,0 mg / dm 3), il valore pH dell'acqua trattata varia da 6,5 ​​a 7,4.

Metodi per rimuovere i fosfati dalle acque reflue

  • biologica,
  • fisico e chimico
  • e metodi chimici

nelle diverse fasi del trattamento delle acque reflue.

La rimozione biologica dei fosfati dalle acque reflue viene prodotta con metodi di trattamento biologico, in cui il fango attivo ritornato allo stadio del trattamento biologico aerobico è sottoposto ad ossidazione anaerobica. La percentuale di estrazione di fosfati in questo caso arriva al novanta percento. Se il trattamento delle acque reflue viene eseguito alternando l'ossidazione biochimica aerobica e anaerobica, il grado di purificazione raggiunge solo il settanta percento.

  • solfato di alluminio
  • poliossicloruro di alluminio,
  • cloruro di polialluminio,
  • così come solfato
  • e cloruro ferrico.

In presenza di idrossido di sodio, i fosfati insolubili nello stato di una soluzione colloidale sono destabilizzati da ioni metallici polivalenti e assorbiti sulla superficie di scaglie di idrossido di ferro o di alluminio. Dopo la separazione delle fasi sospese e liquide mediante sedimentazione o flottazione, i composti di fosforo assorbiti vengono rimossi insieme al precipitato.

  • assorbimento sulla superficie di una miscela di ossido di alluminio granulato e solfato di alluminio;
  • l'introduzione di materiale magnetico nel sedimento contenente fosforo e la sua separazione dall'acqua sotto l'azione di un campo magnetico;
  • la crescita di cristalli di fosfato utilizzando i centri di cristallizzazione e rimuovendoli dalle acque reflue.

Modi innovativi per rimuovere i fosfati dalle acque reflue

Sezione: Meccanica del fluido, del gas e del plasma

XI Convegno scientifico e pratico internazionale "Forum scientifico: scienze tecniche, fisiche e matematiche"

Modi innovativi per rimuovere i fosfati dalle acque reflue

METODI INNOVATIVI DI ELIMINAZIONE DEI FOSFATI DALLE ACQUE REFLUE

Ilia Chenskij

DSTU, Russia, Rostov-on-Don

Sergey Rybnikov

DSTU, Russia, Rostov-on-Don

Astratta. Nell'ultimo decennio, è stato svolto un lavoro instancabile tra la comunità scientifica per trovare i modi migliori per rimuovere i fosfati dalle acque reflue. L'articolo scientifico presenta un nuovo metodo innovativo di purificazione dell'acqua di composti che formano fosforo che possono trovare distribuzione onnipresente.

Astratta. Nell'ultimo decennio, la comunità scientifica ha lavorato instancabilmente per le acque reflue. Questa è una nuova forma innovativa di composti che formano fosforo in grado di trovare un'ampia distribuzione.

Parole chiave: trattamento delle acque; inquinamento; fosfati; galvanica.

Parole chiave: trattamento delle acque; inquinamento; fosfati; galvanica.

Oggi, a causa dello sviluppo della produzione tecnologica, l'acqua utilizzata per la fabbricazione di vari prodotti è esposta a contaminanti che ne modificano le proprietà chimiche e la composizione. Insieme a questo, la concentrazione massima ammissibile (MPC) delle acque reflue trattate scaricate nei serbatoi viene stretta. Le modifiche hanno interessato anche le sostanze contenenti fosforo contenute nelle acque reflue domestiche trattate.

Risunok.1. Valori di concentrazione massimi ammessi per acque reflue urbane delle acque di pesca

Pertanto, il valore attuale è 0,2 mg / l ed è associato alla prevenzione dell'eutrofizzazione dei corpi idrici.

La più grande applicazione oggi, mirata alla rimozione di elementi contenenti fosforo, si trova in 2 metodi: biologico e chimico, rispettivamente.

La base del metodo biologico di rimozione è la tecnologia di purificazione con fanghi attivi contenenti un numero significativo di batteri che assorbono il fosforo.

Quando si creano condizioni speciali (negli aerotank) negli impianti di trattamento delle acque reflue, ad esempio, spostando il fango attivo in una zona aerobica dopo averlo tenuto nelle zone anaerobiche e anosside, questi batteri iniziano ad assorbire intensamente il fosforo dalle acque reflue. Alla fine della zona aerobica, una parte della miscela di fanghi, insieme ai composti del fosforo accumulati, viene rimossa e la concentrazione di fosforo nelle acque reflue diminuisce. Si tratta di un'applicazione diffusa negli impianti di trattamento delle acque reflue, in quanto comporta la rimozione dei composti del fosforo insieme alla rimozione di azoto e composti organici mediante i metodi di nitri-denitrificazione. Nonostante i molteplici vantaggi della tecnologia di rimozione del fosforo biologico, numerosi studi scientifici dimostrano che questo metodo aiuta a ridurre la concentrazione di fosforo nelle acque domestiche a valori di 1,0-1,2 mg / l. Per il metodo biologico, questi valori sono limitanti e sono dovuti alle proprietà del fango [1].

Sulla base di ciò, possiamo concludere che il raggiungimento di una concentrazione di fosforo standard di 0,2 mg / l nel flusso di acqua depurata e di un MPC regolato non è possibile.

Raggiungere un'appropriata concentrazione di sostanze contenenti fosforo è possibile quando si utilizza il valore chimico del metodo di rimozione, basato sull'interazione di questi fosfati contenuti nell'acqua di scarico e di alluminio o sali di ferro, che vengono introdotti nelle acque reflue sotto forma di reagenti. Allo stesso tempo, la precipitazione del fosfato comporta l'uso di reagenti - FeCl3, FeSO4 e Al2 (SO4) 3 e procede come segue.

Con cloruro di ferro (III):

Con solfato ferrico (sale verde):

Con solfato di alluminio, la reazione procede come con il ferro ferrico:

La condizione più significativa per l'attuazione della rimozione chimica del fosforo è la determinazione del punto di ingresso del reagente e il tipo di sostanza utilizzata.

Contrariamente al raggiungimento della concentrazione di fosforo nelle acque reflue trattate nella quantità di 0,2 mg / l, il metodo chimico complica in modo significativo il processo tecnologico di trattamento delle acque reflue e aumenta il costo del funzionamento delle apparecchiature.

A tal fine, sono state adottate misure decisive per trovare nuovi modi per trattare il fosfato dalle acque reflue.

Uno di questi è il metodo di purificazione bio-galvanica sviluppato e brevettato da Mosvodokanal Research Institute Project (brevetto RF 2075202). Il metodo basato sull'uso della bio-corrosione combina la rimozione biologica e chimica del fosforo. In questo caso, il fornitore di reagenti per la deposizione di fosforo è un processo biologico che causa la corrosione del metallo.

La natura del metodo bio-galvanico per la rimozione dei fosfati dalle acque reflue è la seguente. Un materiale di alimentazione inerte, rinforzato con metallo, viene inserito nella miscela di fanghi nella carena. Durante il funzionamento dell'apparecchiatura, il materiale di carica è ricoperto da biofilm di fanghi attivi, dove, durante l'attività vitale dei batteri, ossidando la contaminazione delle acque reflue, producono prodotti acidi, rilasciandoli nell'ambiente esterno. All'interfaccia tra biofilm e acque reflue, una zona locale è formata con un mezzo acido attivo. Come risultato della reazione elettrochimica nell'isone locale, all'interfaccia biofilm-metallo, vengono rilasciate una potenziale differenza di forme e ioni metallici che legano completamente alcuni anioni. Come risultato della dissoluzione del metallo nella zona locale, l'acqua viene arricchita con gli ioni corrispondenti (cationi), che entrano in reazioni chimiche con alcuni anioni contenuti nell'acqua (PO43-, S2-, ecc.). Come risultato di queste trasformazioni chimiche, si formano sali insolubili in acqua che precipitano. Entrando in un ambiente neutro, un eccesso di ioni metallici forma un idrato di ossido insolubile, che contribuisce all'implementazione del processo di coagulazione. Quando si raggiungono valori di pH bassi, cioè con un'alta concentrazione di ioni di idrogeno, le soluzioni intensivamente distruggono l'acciaio. A valori di pH superiori a 9, il processo di corrosione rallenta. In un mezzo acido (a pH = 5), lo ione PO43 reagisce con ferro ferrico, il cui risultato è costituito da FERO4. Fosfato di ferro, insolubile in acqua, che passa da acido a neutro o alcalino, precipita. Insieme ai coagulanti del sale nel metodo bio-galvanico, l'acqua trattata non viene arricchita con solfati e cloruri e il precipitato che ne risulta viene assorbito dal fango attivo. Allo stesso tempo, si osserva una diminuzione dell'indice di fango e una diminuzione della rimozione di sostanze sospese dal chiarificatore secondario. Ulteriori studi hanno dimostrato che con l'uso del metodo di rimozione del fosfato biogalvanico, la capacità ossidante dei processi biochimici nel serbatoio di aerazione aumenta di 2-3 volte. Ciò contribuisce non solo all'implementazione del trattamento approfondito delle acque reflue dai nutrienti, ma anche a una significativa riduzione del volume degli impianti di aerazione. Insieme al fango in eccesso, il fosforo precipitato viene rimosso dal sistema biologico di trattamento delle acque reflue fino agli impianti di trattamento dei fanghi [2].

In base al risultato di quanto sopra, ne consegue che il metodo biologico consente la rimozione di una quantità limitata di fosforo con eccesso di fango attivo (circa l'1,5% della sua massa sulla sostanza secca). Pertanto, è impossibile raggiungere una concentrazione standard di fosforo in acque reflue purificate di 0,2 mg / l. Il metodo descritto di rimozione del fosforo biogalvanico nel trattamento delle acque reflue domestiche è un'alternativa al metodo del reagente e comporta l'uso di un effetto galvanico derivante dall'immersione in un serbatoio di aerazione inerte, rinforzato con filo metallico. Quando questo reagente per la deposizione di fosforo è formato da un processo biologico che causa la corrosione del metallo.

Le soluzioni tecnologiche sviluppate che utilizzano il metodo bio-galvanico sono incarnate nei progetti di impianti di trattamento delle acque reflue allo scopo di intensificare i processi biochimici e rimuovere i composti del fosforo dalle acque reflue.