На рис. 3 представлены выборочные результаты исследований эффективности очистки промывных вод вакуум-фильтрованием с использованием подобранного типа ткани. Полученные результаты свидетельствуют о достаточно высоком качестве получаемого фильтрата и о возможности его повторного использования, в частности, для промывки скорых фильтров обезжелезивания подземных вод.
Исследования показали, что продолжительность подготовительного периода фильтрования (предфильтрование в камере «грубой» очистки) на подобных тканях, в ходе которого образуется слой осадка для эффективной очистки фильтруемой жидкости, зависит от концентрации примесей и от разряжения в камере «грубой» очистки. Большое влияние на унос твердой фракции примесей с фильтратом оказывает концентрация примесей в загрязненных промывных водах. Поскольку максимальный унос наблюдается в период формирования слоя осадка на поверхности фильтровальной ткани, то при малой концентрации примесей в фильтруемой суспензии продолжительность формирования слоя осадка на поверхности ткани больше, чем при высоких концентрациях, а содержание примесей в отходящем фильтрате выше (рис. 3).
Отфильтрованный осадок, образующийся на фильтровальной ткани, имеет влажность 73–75 %, а после прессования на натяжных валиках его влажность уменьшается до 55–65 %.
Очистка промывных вод станций обезжелезивания вакуум-фильтрованием, как показали проведенные исследования, может осуществляться без предварительного отстаивания, при этом процесс вакуум-фильтрования достаточно устойчив к колебанию концентраций примесей в поступающих на очистку промывных водах.
На основании полученных результатов разработана технологическая схема очистки загрязненных промывных вод, образующихся при промывке скорых фильтров (рис. 4).
Загрязненные промывные воды поступают в усреднитель, а затем усредненные по расходу и концентрации загрязненные промывные воды подвергаются очистке на ленточных вакуум-фильтрах с намывным слоем отфильтровываемого осадка. Очищенные вакуум-фильтрованием промывные воды могут использоваться на станциях обезжелезивания подземных вод на собственные нужды, в частности, для промывки (регенерации) фильтров обезжелезивания, т. к. качество очищенных вакуум-фильтрованием вод соответствует требованиям, предъявляемым к воде для промывки фильтров [1]. Образующийся при вакуум-фильтровании осадок может утилизироваться [8].
Таким образом, разработанная технология и технологическая схема очистки загрязненных промывных вод с использованием разработанной конструкции ленточных вакуум-фильтров с намывным слоем осадка позволяют решить следующие задачи:
– очистка загрязненных промывных вод и использование их в обороте для промывки фильтровальных сооружений;
– получение осадка с достаточно низкой влажностью, обеспечивающей его удобную утилизацию и использование.
Применение вакуум-фильтров в составе очистной станции позволяет более рационально и эффективно решать проблему очистки загрязненных промывных вод по сравнению с существующими технологическими схемами и применяемым оборудованием.
В практике очистки природных вод известны различные способы утилизации осадков, дающие определенный экономический эффект, например, использование осадка для создания жаростойкого покрытия при изготовлении поддонов и изложниц или в качестве добавок при выпуске портландцемента. Возможно также использование таких осадков при производстве строительных материалов, например, керамзита. Использование железосодержащих осадков в качестве опудривателя гранул керамзита позволяет повысить качество последнего и увеличить его выпуск при том же расходе сырья взамен дорогостоящих высокоогнеупорных опудривателей (глинозема). Гидроокисный осадок водопроводных станций можно применять при изготовлении шпатлевок и мастик, заменяя им мел или меловую пасту.
Возможно использование железосодержащих осадков в качестве вяжущего (до 50 %) в кладочных растворах М 4, 10, 25, 50 и бетонах марки 50, 70 (до 30 %). При изготовлении гипсолита или сухой штукатурки допустимо в состав вяжущего вводить гидроокисный осадок до 40–45 % по сухому веществу.
После обработки железосодержащего осадка станций обезжелезивания серной либо соляной кислотой можно получить коагулянт – Fe2(SO4)3 или FeCl3, при этом наблюдается изменение структуры осадка и сокращение его объема.
Использование хлорида железа более разнообразно: в радиотехнической промышленности – для травления печатных плат, в коммунальном хозяйстве – для очистки сточных вод, на станциях обезжелезивания – для повышения эффективности и скорости окисления ионов двухвалентного железа. Проведенные расчеты показывают высокую экономическую эффективность этих путей переработки.
Одним из наиболее перспективных является направление по получению пигментов для лаков и красок на масляной основе (сурик) [8].
Авторами проведены поисковые исследования и получены положительные результаты для изучения возможности использования железогидроокисных осадков (Fe-осадок) для получения красящего пигмента – сурика.
Технологическая схема включает два основных цикла:
– очистка грязных промывных вод и извлечение гидроокисного железа в концентрированном влажном виде методом вакуум-фильтрования;
– обработка влажного Fe-осадка и получение на его основе красящего пигмента.
Технология получения густотертой краски на основе предлагаемого пигмента заключается в его тщательном перемешивании и растирании с олифой в специальных машинах-краскотерках до получения однородной суспензии. Количество олифы, необходимое для достижения малярной консистенции, составляет не более 70 %.
Хотя некоторые показатели и уступают свойствам пигмента, получаемого по традиционной химической технологии, данная технология значительно проще и экономичнее. Более того, предлагаемая технология (рис. 5) может быть максимально упрощена при выполнении условия получения пигментов с удовлетворительными характеристиками и краски на их основе.
Выводы
1. Вакуум-фильтрование загрязненных промывных вод станций обезжелезивания является достаточно эффективным методом очистки промывных вод, обеспечивающим требуемое для повторного использования качество очищенной воды, а также получение осадка с низкой влажностью, пригодного для дальнейшей утилизации в качестве вторичного сырья.
2. Эффективная очистка загрязненных промывных вод на станциях обезжелезивания позволяет полностью исключить их сброс и улучшить экологическую обстановку в местах расположения станций.
Литература
1. СНиП 2.04.02–84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения / Госстрой России. М. , 1997.
2. Курочкин Е. Ю. Очистка загрязненных промывных вод, образующихся на станциях обезжелезивания подземных вод // Вестник ТГАСУ. Томск, 2000.
3. Золотова Е. Ф., Асс Г. Ю. Очистка воды от железа, фтора, марганца и сероводорода. М., 1975.
Автор: Л. Алферова, Е. Курочкин, В.Дзюб
