- •Разработка методов очистки фильтрационных вод полигона захоронения тбо г. Кунгура.
- •Глава 1. Состояние проблемы очистки фильтрационных вод
- •1.1. Теоретические основы биодеструкции тбо и условия образования фильтрационных вод
- •Качество фильтрационных вод на различных фазах деградации тбо
- •1.2. Количественная оценка образования фильтрационных вод полигонов тбо
- •1.3. Методы очистки фильтрационных вод полигонов тбо
- •1.3.1. Биохимическая очистка
- •Декарбоксилирование Восстановительное
- •1.3.2. Физико-химические методы очистки фильтрационных вод и перспективы их применения
- •Коагуляция.
- •Электрохимический метод.
- •Очистка фильтрата с использованием древесного угля.
- •1.4. Состояние проблемы очистки фильтрационных вод г. Кунгура
- •Глава 2. Экспериментальная часть
- •2.1. Выбор методов очистки фильтрационных вод полигона тбо г. Кунгура в пост эксплуатационный период
- •Концентрации загрязняющих веществ в фильтрационных водах типичных полигонов тбо.
- •2.1.1. Выбор сорбционных материалов для исследования и характеристика их адсорбционных свойств
- •2.1.2. Выбор модельных растворов и их приготовление. Определение концентрации железа и меди в растворе
- •2.2. Методики проведения экспериментов
- •2.3. Исследование очистки фильтрационных вод и модельных растворов от ионных примесей
- •2.3.1.Исследование ионообменной очистки воды от гуматов металлов
- •Сорбционные и ионообменные характеристики материалов
- •2.3.2. Исследование адсорбции гумусовых соединений
- •2.4. Исследование биосорбционной очистки фильтрационных вод и модельных растворов
- •Глава 3. Технологическая часть
- •3.1. Технологические расчеты.
- •3.2. Разработка технологической схемы очистки фильтрационных вод
Электрохимический метод.
Российскими учеными изобретен новый, экологически безопасный способ с более высокой степенью очистки сложных многокомпонентных стоков с полигонов ТБО. Способ включает сбор и усреднение фильтрационных вод в водоприемнике, смешение с тонко измельченным коксом и гальванокоагуляцию с электросепарацией, пропускание полученной взвеси параллельными потоками через анодную и катодную камеры диафрагменного электролизера с засыпным анодом из железной стружки при одновременном воздействии на потоки электрического тока, смешение католита и анолита на выходе и определение тонкодисперсного осадка, последний подают на стадию усреднения и осуществляют предочистку обрабатываемой воды до исчерпывания сорбционных и коагуляционных свойств тонкодисперсного осадка, включающего пылевидный кокс, а выделившиеся на аноде газообразные окислители барботируют через отстоянную воду перед ее сбросом (рис.2).
На контакте железная стружка–кокс возникает множество гальванопар, что вызывает интенсивное растворение железа и электролиз воды, смещение рН и другие физико-химические процессы. Чем сложнее состав вод, тем более разнообразные реакции протекают в процессе очистки.
В анодной камере происходит выделение загрязняющих среду веществ вследствие образования газообразных и пенообразных окислителей.
Поступающие в анодную камеру ионы железа переходят в различные формы комплексных соединений, которые являются коагулянтами и катализаторами очистки.
Фильтрационные воды с полигонов ТБО характеризуются сложным многокомпонентным составом в виде органических и неорганических загрязнений в растворенной и коллоидной формах. Многие из них токсичны и обладают низкой ПДК. В состав фильтрата может входить целый ряд металлов от натрия до калия, тяжелых металлов (хрома, свинца, марганца, кобальта, ванадия, вольфрама и др.). Эта поликомпонентность, сложность и изменчивость состава может быть с успехом использование вместо реагентов в процессе гальванокоагуляции и электросепарации. Эти процессы, начинающиеся уже на стадии предочистки путем контакта очищаемой воды с тонкодисперсным осадком, позволяет улучшить состав воды по загрязняющим макрокомпонентам в 2…10 раз. При этом в процесс очистки повторно вовлекается пылевидный кокс. Введение операции предочистки позволяет снизить энергоемкость процесса очистки на 20…50%.
Наличие в сточной воде хлоридов, сульфатов, сложных органических соединений приводит к образованию на аноде целого ряда газообразных и пенообразующих окислителей, таких, как хлор, озон. Экологически опасные отходящие газы путем барботирования через воду доокисляют органические соединения до допустимых значений ХПК.
Рис.2. Схема процесса очистки: 1 – водоем; 2 – насос; 3 – накопитель-усреднитель; 4 – твердый тонкодисперсный осадок; 5, 8, 9,10 – емкости; 6 – катодная камера диафрагменного электролизера; 7 – анодная камера диафрагменного электролизера.
Сточные воды из водоема 1 подают насосом 2 в накопитель–усреднитель 3, поскольку для фильтрационных вод характерна нестабильность состава и свойств. Сюда же подают твердый тонкодисперсный осадок 4, отделенный от очищенной воды. В усреднителе 3 путем контакта очищаемой воды с активным осадком 4 осуществляют предочистку. Частично очищенную воду в емкости 5 смешивают со свежим тонко измельченным углем и параллельными потоками подают через катодную 6 и анодную 7 камеры диафрагменного электролизера с засыпным анодом из железистых частиц. Одновременно с пропусканием очищаемой воды с углем через электролизер подают отрицательный потенциал от внешнего источника (напряжение 6…24 В, сила тока 1…4 А) на корпус, а положительный – на токопровод в анодной части. Вследствие наложения напряжения для осуществления электронной сепарации возникает процесс электрокоагуляции, протекающий параллельно уже с идущим процессом гальванокоагуляции, при этом ионная сепарация является оптимизирующим фактором протекающего процесса гальванокоагуляции. Процесс идет 5…15 мин.
После отстаивания анолита в емкости 8 католит смешивают с раствором из катодной камеры 6 в емкости 9. В результате смешения вод также происходит выпадение тонкодисперсного осадка 4 с высокими сорбционными свойствами. Активный осадок подают в накопитель–усреднитель 3 на стадию предочистки. Очищенную воду направляют на доочистку в емкость 10 путем барботирования газов–окислителей из анодной камеры 7 электролизера. Затем окончательно очищенную воду сбрасывают, например, в речную сеть.
(Порохняк А.М., Волков Ю.И., Логинов В.С., Манегин К.С. «Способ очистки сточных вод полигонов ТБО» - «Экологические системы и приборы» №1, 1999)