Сгущение суспензии активного ила с использованием флокулянтов

Применение флокулянтов для сгущения тонкодисперсных суспензий, включая активный ил, сточные воды, получило весьма широкое распространение в мировой практике [251. Однако до сих пор еще не полностью раскрыты механизм взаимодействия флокулянтов с частицами загрязнений и, следовательно, возможности их использования.

В этой связи представляют интерес исследования по применению флокулянтов не только для удаления из жидкой фазы взвешенных, но и растворенных частиц. Следует отметить, что эффективность действия флокулянтов в значительной степени зависит от предварительного добавления в осветляемую суспензию коагулянтов. В этой связи исследование влияния флокулянтов на процесс сгущения суспензий проводили как с предварительным добавлением коагулянтов, так и без их использования. В качестве коагулянтов использовали в основном сернокислое железо и серную кислоту, а в качестве флокулянтов феннопол (производство Финляндии) и ВПК-402 (Россия). Объектами исследования явились образцы активного ила, отобранного с очистных сооружений целлюлозно-бумажной фабрики г. Сумма (Финляндия), Киришского биохимического завода (Россия) и модельные системы, содержащие органические вещества.

Исследование влияния реагентов на процесс осветления суспензии активного ила, отобранного на очистных сооружениях г. Сумма, проводили с использованием напорной флотации, а на очистных сооружениях Киришского биохимического завода отстаиванием в цилиндрах.

Испытание добавок сернокислого железа (РеБ04) и феннопола (Реппоро1) на образцах активного ила, отобранного на очистных сооружениях г. Сумма, проводилось при перемешивании, и затем обработанная реагентами суспензия активного ила смешивалась с рабочей жидкостью (дисперсионной водой) в соотношении 1:1. В качестве коагулянта использовали сернокислое железо (Ре804) в виде жидкости, которое было получено с целлюлозно-бумажной фабрики г. Сумма, а в качестве флокулянта — феннопол также целлюлозно-бумажной фабрики г. Сумма.

Оценка воздействия реагентов проводилась по высоте образующегося при флотации пенного слоя, по ХПК и мутности жидкой фазы.

В табл. 9.3 приведены условия обработки суспензий активного ила реагентами и достигаемый при этом эффект разделения суспензии активного ила.

Таблица 9.3. Влияние реагентной обработки на разделение суспензии активного ила флотацией (время флотации 10 мин, соотношение активный ил дисперсионная вода 1:1)

п/п

Качество суспензии активного ила

Количество добавляемых реагентов

pH сус-

ПЄНЗИИ

активного ила

Эффективность разделения

Ре804 в виде

раствора, мл

Феннопол (Битта) 0,01%-ный раствор, мл

Высота

пенного

слоя,см

Мутность

хпк

(СОДТОТ) (мг/л) жидкой фазы

і

Активный ил после стабилизации в течение 1 ч

6,93

5,0

48

170

2

Активный ил после 6-часо-вого пребывания в анаэробных условиях

6,94

5,2

45

260

3

Активный ил после часовой аэробной стабилизации

0,08

5,20

3,0

43

80

4

0,08

1,0

5,10

3,2

42

65

5

0,08

2,0

4,68

3,0

22

6

6,95

7

1,0

5,1

4,5

30

8

0,25

6,0

4,0

28

9

0,10

6,5

4,0

25

Представленные в табл. 9.3 данные указывают на эффективность действия используемых реагентов.

В случае исследований, проведенных на образцах суспензии активного ила, отобранного на очистных сооружениях Киришского биохимического завода, установлено, что одними из эффективных реагентов являются катионный флокулянт ВПК-402, добавляемый в сочетании с сернокислым железом или серной кислотой. Результаты исследований приведены в табл. 9.4 и 9.5.

Таблица 9.4. Влияние сернокислого железа на процесс сгущения суспензии активного ила отстаиванием при различном значении pH (концентрация АСВ (абсолютно сухих веществ) в исходной суспензии 0,92 %)

п/п

Режимы обработки суспензии активного ила

П редварител ьное подкисление сус-

пензии активного

ила серной кислотой (единицы pH)

Концентрация микробной биомассы (% АСВ)

Расход сульфата железа, %

Перемешивание

в осадке

в осветленной жидкости

і

6,9

1,44

0,41

2

0,01

Мешалка 5 мин

6,9

1,62

0,22

3

0,05

Мешалка 5 мин

6,9

2,03

0,18

4

0,1

Мешалка 5 мин

6,9

2,32

0,12

5

0,01

Пневматическое в течение 5 мин

6,9

1,56

0,37

6

0,05

Пневматическое в течение 5 мин

6,9

1,98

0,20

7

0,10

Пневматическое в течение 5 мин

6,9

2,36

0,12

8

0,01

Пневматическое в течение 5 мин

5,0

1,58

0,36

9

0,05

Пневматическое в течение 5 мин

5,0

2,10

0,22

10

0,10

Пневматическое в течение 5 мин

5,0

2,38

0,11

11

0,01

Пневматическое в течение 5 мин

4,0

1,64

0,33

12

0,05

Пневматическое в течение 5 мин

4,0

2,16

0,20

13

0,10

Пневматическое в течение 5 мин

4,0

2,40

0,11

14

0,01

Пневматическое в течение 5 мин

3,5

1,60

0,32

15

0,05

Пневматическое в течение 5 мин

3,5

2,15

0,18

16

0,10

Пневматическое в течение 5 мин

3,5

2,44

0,10

Таблица 9.5. Влияние катионного флокулянта ВПК-402 на разделение суспензии активного ила отстаиванием в течение 1 часа (исходная концентрация активного ила 0,84 % абсолютно сухих веществ — АСВ)

п/п

Концентрация реагентов

Концентрация микробной биомассы (% АСВ)

Сульфат железа, %

Серная кислота, мг/л

ВПК-402,

мг/л

в осадке

в осветленной

жидкости

1

0,05

4

2,21

0,18

2

0,05

8

2,24

0,13

3

0,05

12

2,27

0,12

4

0,05

16

2,19

0,07

5

0,05

20

2,18

0,07

6

0,6

4

2,63

0,10

7

0,6

8

2,54

0,10

8

0,6

12

2,48

0,09

9

0,6

16

2,50

0,06

10

0,6

20

2,52

0,06

Полученные данные по уплотнению пенного слоя, образующегося при флотации активного ила с добавлением сернокислого железа и феннопола, показывают (рис. 9.3, 9.4), что при концентрации сернокислого железа 0,25—0,35 мг/л и концентрации феннопола (1—10 мг/л) объем пенного слоя (высота) уменьшаются в 1,5—2,0 раза по сравнению с контролем (без добавления реагентов). При этом снижается также значение мутности осветляемой жидкой фазы в 3—5 раз, что указывает на уменьшение содержания взвешенных и растворенных веществ в жидкой фазе.

При концентрациях сернокислого железа (Ре504) более 0,3— 0,4 мг/л достигается еще более выраженный эффект уплотнения пенного слоя, но при этом возрастает значение мутности, что является нежелательным и экономически, видимо, нецелесообразным, так как при этом значительно увеличивается расход сернокислого железа.

Представляет практический и научный интерес сравнить эффективность обработки суспензии активного ила сернокислым железом в сочетании с феннополом и серной кислотой (рис. 9.5, 9.6).

Зависимость высоты пенного слоя сфлотированного активного ила

Рис. 9.3. Зависимость высоты пенного слоя сфлотированного активного ила

от расхода добавляемого сульфата железа

Влияние феннопола в сочетании с сульфатом железа на эффективность

Рис. 9.4. Влияние феннопола в сочетании с сульфатом железа на эффективность

флотационного разделения активного ила

Обработка активного ила серной кислотой приводит к коагуляции частиц активного ила и к улучшению разделения суспензии на пенный слой и жидкость. При этом пена получается в 2,0—2,5 раза плотнее при pH 2,5—4,5, чем при pH 6,6—7,0 (без добавления кислоты). При значениях pH 2,5—4,5 мутность осветленной жидкости снижается в 4—5 раз по сравнению с мутностью жидкости, получаемой при разделении суспензии активного ила флотацией без добавления серной кислоты.

pH

Рис. 9.5. Зависимость высоты пенного слоя сфлотированного активного ила

от величины pH

Зависимость мутности осветленной жидкости после разделения активного ила флотацией от величины pH жидкой фазы

Рис. 9.6. Зависимость мутности осветленной жидкости после разделения активного ила флотацией от величины pH жидкой фазы

Полученные результаты по влиянию феннопола на процесс флотации активного ила коррелируют с данными, полученными при исследовании ВПК-402, на процесс отстаивания активного ила. В обоих случаях эффективность этих катионных флокулянтов возрастает с дополнительным использованием коагулянтов — сульфата железа и серной кислоты. Известно, что макромолекулы обоих флокулянтов несут положительно заряженные группы, в частности микромолекулы ВПК-402 включают группы Ы+(СН3)2С1, позволяющие достигать достаточно высокой величины заряда около 40 мВ. Наличие заряда такой величины указывает на возможность взаимодействия катионных флокулянтов с растворенными в воде органическими веществами, например анионоактивных собирателей типа мыла карбоновых кислот. Выбор анионоактивных собирателей в качестве объекта исследований обусловлен тем, что они наряду с катионоактивными флокулянтами могут быть потенциально использованы в процессах флотации активного ила.

Для выбора конкретного реагентного режима необходимо проведение обследования непосредственно на объекте внедрения.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >