Файл: Левин, А. М. Очистка сточных вод огнеупорных заводов.pdf

Кроме искусственно приготовленных осадков, иссле­ довали осадки , из отстойников Велико-Анадольского и Семилукского огнеупорных заводов. Эти осадки имели относительно небольшую влажность, и поэтому время фильтрования их оказалось значительным. Ускорение

Время фильтрования, мин

Рис. 55. Зависимость времени фильтрования осадков от давления для сточных вод Семилукского завода:

процесса фильтрования осадков сточных вод достигается агрегацией частиц твердой фазы при помощи флокулянта.

В отечественной практике широкое распростране­ ние получил флокулянт — полиакриламид (ПАА). Это— флокулянт анионного типа, при его диссоциации образу­ ется сложный полимерный анион, вступающий во взаимо­ действие с положительно заряженными частицами. Одно­ именный заряд иона полимера и твердой частицы мешает им приблизиться друг к другу на расстояние, на кото­ ром начинают действовать силы, приводящие к адсорб­ ции молекул полимера, поэтому для флокуляции отрица­ тельно заряженных частиц огнеупорных материалов ани­ онные флокулянты применяет в сочетании с другими ре­ агентами, в частности с поливалентным электролитом — сернокислым алюминием.

Наиболее эффективная флокуляция и образование аг­ регатов максимальных размеров происходят при опреде­ ленном соотношении между концентрацией твердой фазы и дозами коагулянта и флокулянта. Результаты опытов, проведенных с осадками, полученными после 2-ч отстаи­ вания коагулированной (сернокислый алюминий) и фло-

160

кулированной (ПАА) сточной воды, приведены на рис. 56 и 57. Параметры процесса прессфильтрования коагули­ рованных (оптимальная доза 100 мг/л сернокислого алю­ миния) и флокулированных осадков приведены в табл. 31.

“

осадков в несколько десятков раз по сравнению с фильт­ рованием коагулированных осадков при дозе ПАА от 150 мг/л. Однако наблюдается увеличение влажности ке­ ка с 28,1 до 71 %, которое зависит от дозы вводимого по­ лиакриламида. Поэтому флокуляцию осадков можно рекомендовать только в тех случаях, когда время фильт­ рования осадка значительное.

Фильтпресс ФПАК.М (рис. 58) состоит из горизон­ тально расположенных фильтровальных плит, которые

1)достигнутая степень обезвоживания осадка 20,5— 29,3% позволяет рекомендовать прессфильтрацию как метод обезвоживания осадков сточных вод огнеупорных заводов;

2)увеличение содержания шамота в осадке ведет к улучшению фильтрационных свойств осадка и уменьше­

нию времени фильтрации;

3)установлено, что время фильтрации, определяемое расчетом, не соответствует полученному на опытной уста­ новке. Поэтому время фильтрации необходимо прини­ мать по данным опытов;

4)осадки, полученные из коагулированных сточных вод, имеют лучшие фильтрационные свойства по сравне­ нию с осадками некоагулированных сточных вод;

5)рекомендуемое избыточное давление составляет

4—6 ат;

6)толщина кека зависит от концентрации взвешен­

ных веществ в осадке. Изменением концентрации можно регулировать толщину кека;

7)фильтрационные свойства осадков зависят от при­ роды образования исходного матерала;

8)влажность кека увеличивается с ростом содержа­ ния глины в осадке;

9)осадок, состоящий из магнезита, хромита и их сме­

сей, хорошо фильтруется при давлении 1—2 кгс/см2;

10)время фильтрования осадков, содержащих смесь шамота и глины, увеличивается с повышением содержа­ ния глины;

11)с увеличением исходной влажности осадка время фильтрования уменьшается;

12)обработка сточной воды коагулянтом приводит к уменьшению времени фильтрования осадка;

13)обработка сточной воды дополнительно полиакри­ ламидом значительно уменьшает время фильтрования осадка, но дает более влажный кек;

14)использование ПАА рационально для трудно фильтруемых материалов, содержащих большое количе­ ство глины;

15)для установления производительности фильтр­ пресса необходимо выполнить лабораторное обезвожива­ ние осадка на напорной воронке или лабораторном фильтрпрессе.

Представляет интерес метод обезвоживания керами­ ческих суспензий, близких по своему составу к осадкам

сточных вод огнеупорных заводов, предложенный в Чехо­ словацкой Социалистической Республике. По этому ме­ тоду непрерывного обезвоживания фильтруемая суспен­ зия постепенно сгущается до образования массы с конси­ стенцией, подобной консистенции лепешки, получаемой на фильтрпрессе. При этом бурное перемешивание прида-

ет массе подвижное состояние, обеспечивающее движе­ ние ее по трубам. Схематично метод обезвоживания пока­ зан на рис. 59. Суспензия непрерывно поступает через трубу 1 в сосуд 2, в котором она перемешивается враща­ ющимися фильтрующими дисками 3. Жидкость, пройдя через диски, удаляется через полый приводной вал 4. Часть фильтрата выгружается через фильтрующие пла­ стины 5 и трубы 6.

Постепенно сгущающийся осадок захватывается сус­ пензией, проходящей через пространство между вращаю­ щимися дисками и неподвижными пластинами. Непре­ рывная разгрузка осадка происходит через клапан 7. Скорость разгрузки такова, что концентрация твердых частиц в сосуде остается постоянной. Клапан в началь­ ной стадии процесса закрыт, причем до тех пор, пока не будет достигнута достаточная густота суспензии. Через отверстия материала, покрывающего фильтрующие эле­ менты, проходят частицы менее заданного размера; свер­ ху натянут материал с отверстиями для пропуска более крупных частиц, что приводит к образованию между сло­ ями ткани искусственной пленки тонкого продукта с ча­ стицами нужного размера. Основными преимуществами аппарата, который можно устанавливать горизонтально и вертикально, являются относительно высокая произво­ дительность на единицу площади и небольшая, его масса.

164

Обезвоживание центрифугами

Исследования по обезвоживанию осадков на центри­ фугах охватывали вопросы определения технологических условий, при которых процесс разделения осадка проте­ кает наиболее эффективно. Для определения эффектив­ ности центрифугирования необходимо было установить зависимость влажности обезвоженного осадка от скоро­ сти вращения ротора и производительности центрифуги.

Для получения зависимости влажности осадка от скорости вращения ротора проводили опыты при различ­ ных оборотах ротора и постоянном времени центрифуги­ рования, а затем строили графики зависимости конечной влажности осадка от фактора разделения для несколь­ ких характерных значений времени. Зависимость влажно­ сти обезвоженного осадка от производительности центри­ фуги определяли следующим образом.

Производительность центрифуги можно менять, изме­ няя время центрифугирования и оставляя неизменной скорость вращения ротора. В опытах время центрифуги­ рования меняли, начиная от 1 мин и до тех пор, пока не была получена постоянная влажность обезвоженного осадка, при этом фактор разделения оставался постоян­ ным. По полученным данным построены графики зависи­ мости конечной влажности обезвоженного осадка от вре­ мени центрифугирования. Для определения зависимости влажности обезвоженного осадка от исходной проводи­ ли аналогичные опыты, только при этом меняли влаж­ ность исходного осадка.

Для определения эффективности центрифугирования устанавливали зависимость влажности обезвоженного осадка от скорости вращения ротора и времени центри­ фугирования. Каждой скорости вращения ротора, опре­ деляемой числом оборотов в минуту п, соответствует определенное значение фактора разделения F r, который показывает, во сколько раз ускорение центробежного по­ ля больше ускорения поля сил тяжести:

где w — угловая скорость вращения ротора, рад/с;

со

ял

"зсГ

165

R — радиус ротора центрифуги, м; g — ускорение силы тяжести, м/с2.

Исследования проводились на отстойной центрифуге марки ЦАК-1, фильтрующей центрифуге типа ЦЭ-3 и на лабораторных центрифугах ЦУМ-1 и ЦЛС-31. Макси­ мальный объем центрифугата отстойной центрифуги сос­ тавлял 130 см3. Центрифугирование осуществляли в стек­ лянных пробирках. При заливке пробирок осадком (загрузке центрифуги) соблюдали балансирование [86]. Опыты проводили в двух пробирках с объемом осадка 20 см3 в течение 10 мин. После выключения центрифуги и извлечения пробирок были хорошо видны зоны освет­ ленной воды и осадка. С увеличением числа оборотов увеличивается столб осветленной воды и уменьшается влажность осадка. По влажности осадка видно, что чис­ ло оборотов центрифуги (3000 об/мин) недостаточно для исследуемых осадков.

Фильтрующая центрифуга является видоизменением пробирочной центрифуги типа ЦЭ-3. Пробкодержатель на валу заменен металлическим барабаном с вертикаль­ ной осью вращения. Полый внутри металлический бара­ бан имеет множество отверстий, просверленных по обра­ зующей цилиндра. Высота барабана составляет 60 мм, внутренний диаметр 80 мм. Центрифуга рассчитана на повторно-кратковременный режим, поэтому период рабо­ ты ее не превышает 10—15 мин. Опыты проводили в сле­ дующем порядке.

Вбарабан вставляли фильтрующую ткань — бельтинг

изаливали в него осадок на 2/з высоты. Осадки обезво­ живали в течение 8 мин. Под воздействием центробежных сил на ткани дырчатого цилиндра формировался кек. Ес­ ли осадок оставался в центре на дне барабана, то это означало, что время или скорость вращения центрифуги недостаточны для формирования кека. Результаты иссле­ дования на отстойной и фильтрующей центрифугах при­ ведены в приложении IV. Дальнейшие исследования про­ водили на центрифугах ЦУМ-1 и ЦЛС-31. Центрифуги ЦУМ-1 и ЦЛС-31 имели соответственно скорость враще­ ния ротора от 2000—8000 и от 1000—6000 об/мин, фактор разделения до 6000 и 6200, максимальный объем центри­ фугата до 180 и до 200 см3. При проведении эксперимен­ тов определяли зависимость влажности осадка от факто­ ра разделения и от времени центрифугирования. Резуль­

166