УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к установкам для переработки жидких отходов (ЖО), в частности, сточных вод, содержащих поверхностно-активные вещества (ПАВ), масла, радионуклиды, неорганические вещества и иные примеси и может быть использована преимущественно в химической, фармацевтической и атомной промышленности, а также в иных отраслях, где образуется большое количество жидких отходов.
В настоящее время к установкам по переработке жидких отходов, содержащих различные взвеси и примеси предъявляются требования по совмещению высокой эффективности очистки при минимальном образовании отходов, которые подвергаются дальнейшей переработке или захоронению. Одним из перспективных направлений очистки жидких отходов является использование для этих целей фильтрационных установок, в частности установок ультрафильтрации.
Известна установка для переработки жидких отходов ультрафильтрацией, (Кичик В.А. и др. Метод комплексной переработки жидких отходов спецпрачечных АЭС ультрафильтрацией. М. Атомная энергия, сентябрь 1987, т.63, вып.3), включающая приемную емкость для сбросного раствора, систему подачи ассоциирующих добавок, насос и модуль ультрафильтрации сбросного раствора, связанных между собой системой трубопроводов, оснащенных регулирующими вентилями.
Такая установка позволяет производить очистку не только от взвешенных веществ и масел, но и, при введении специальных реагентов, от различных радионуклидов, а при необходимости вернуть в производство значительную часть непрореагировавших ПАВ и неорганических веществ, что обеспечивает минимальный объем отходов.
Недостатками этой установки является недостаточная стабильность в работе, снижающая ее производительность, что обусловлено тем, что в рамках цикла работы установки одновременно с очисткой производится концентрирование загрязнений.
Наиболее близким к заявляемому техническим решением является ультрафильтрационная установка для переработки жидких отходов (RU 55500 от 10.02.06.), состоящая из приемную емкость для сбросного раствора, насосов, двух последовательно расположенных модулей ультрафильтрации (МУ) - сбросного раствора (МУР) и концентрирования (МУК), соединенные дополнительно трубопроводами, имеющими запорно-регулирующие вентили с приемной емкостью и линией вывода очищенного пермеата на сброс или повторное использование.
Установка обеспечивает высокие степень очистки и концентрирования загрязнений, но сложна в регулировке потоков и поддержании стабильной работы.
Технической задачей, решаемой авторами, являлось создание установки, более эффективной и надежной в эксплуатации.
Технический результат достигался путем включения в установку дополнительной буферной емкости, которая посредством трубопроводов, с регулирующими вентилями, связана с патрубками вывода концентрата МУ сбросного раствора и МУ концентрирования. Для улучшения экономических показателей установка может быть дополнительно снабжена предварительным фильтром, установленным перед МУР и/или теплообменником, установленным между МУК и буферной емкостью.
В частном варианте регулирующий вентиль, установленный на трубопроводе соединяющим МУС и дополнительную емкость, может быть выполнен в виде регулятора уровня в дополнительной емкости.
На Фиг.1 приведена общая схема установки для переработки жидких отходов, которая содержит приемную емкость (ПЕ) 1 для концентрированного сбросного раствора, модуль ультрафильтрации сбросного раствора 2, модуль ультрафильтрации концентрирования 3, связанные с буферной емкостью (БЕ) 4. На линии подачи сбросового раствора между ПЕ 1 и МУР 2 установлены насос 5 и предварительный фильтр 6. МУР 2 связана трубопроводом вывода концентрата, на котором установлены вентили 7 и 8, с ПЕ 1 и БЕ 4. БЕ 4 связана трубопроводом с МУК 3, на котором установлен насос 9. МУК 3 связан трубопроводами, на которых установлены вентили 10 и 11 с БЕ 4и линией вывода концентрата, а также трубопроводом возврата очищенного пермеата с ПЕ 1. На трубопроводе между МУК 3 и БЕ 4 после вентиля 10 установлен теплообменник 12. МУР 2 связан с системами трубопроводов через патрубок ввода сбросного раствора 13, патрубок вывода концентрата 14 и патрубок вывода очищенного пермеата 15. МУК 3 связан с системами трубопроводов через входной патрубок 16 патрубок вывода концентрата 17 и патрубок очищенного пермеата 18.
Установка работает следующим образом. Исходные жидкие отходы поступают в емкость 1, куда при необходимости дозируют реагенты, и затем насосом 5 через фильтр предварительной очистки их подают в модуль ультрафильтрации 2.
Пермеат МУР 2 представляет собой смесь ПАВ и неорганических веществ, которые могут быть сброшены или направлены на повторное использование, например, при очистке отходов, содержащих смазочно-охлаждающие жидкости, а также стоков прачечных.
Концентрат МУР 2, который содержит извлеченные взвеси, образовавшиеся мицеллы с коагулировавшихся ПАВ и комплексонов с загрязнениями через патрубок вывода концентрата 14, концентрат частично возвращают в ПЕ 1, а частично по трубопроводу, снабженному вентилем 8, поступает в буферную
емкостью 4. Из БЕ 4 концентрат поступает с помощью насоса 9 в патрубок 16 МУК 3.
В МУК 3, имеющим значительно меньшую производительность и размеры, чем МУР 2, но более интенсивный гидродинамический режим с перемешиванием, проводят концентрирование всех загрязнений. Полученный концентрат в зависимости от его характеристик поступает через патрубок вывода концентрата 17 в БЕ 4 для дальнейшего концентрирования, либо выводится из системы для дальнейшей переработки через трубопровод с вентилем 11. (Теплообменник 12 устанавливается на трубопроводе вывода концентрата из модуля 3 для предотвращения возможности перегрева очищаемого концентрата.)
Патрубок вывода пермеата 18 указанного модуля посредством трубопровода 18 соединен с ПЕ 1, что дает возможность использовать в данном модуле мембраны с порами большего размера. Насос 9 наряду с подачей концентрата обеспечивает интенсивное перемешивание в модуле 3.
Введение в установку дополнительно БЕ 4 позволяет при необходимости осуществлять контролируемую рециркуляцию концентрата с помощью МУК 3, что обеспечивает повышение надежности работы установки.
3
3
Пример. Установка для переработки жидких отходов, содержащих масла, ПАВ и взвеси, включала в себя приемную емкость сбросных вод объемом 4 м, модуль ультрафильтрации сбросной воды на полых волокнах диаметром 1,5 мм фирмы «Inge» с размером пор 150 кДа производительностью 2,5 м/ч и с конверсией 95%, буферную емкость объемом 500 л, модуль ультрафильтрации с интенсивным перемешиванием с мембранами типа «Norit» с диаметром трубок 5,2 мм и с размером пор 30 нм и производительность последнего по концентрату 10-20 л/ч.
При опытной эксплуатации в течении 20 месяцев отмечалась стабильная очистка, заданная степень концентрирования и не наблюдалось снижение производительности обоих модулей ультрафильтрации (при использовании прототипа производительность модулей за аналогичный период снижалась на 10-12%).