Июл 01 2001

ИССЛЕДОВАНИЕ МОРСКОГО САПРОПЕЛЯ

Опубликовано в 11:57 в категории Экология Черного моря

ИССЛЕДОВАНИЕ МОРСКОГО САПРОПЕЛЯ

КАК ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА

В.Ю. Баклан, И.П. Колесникова

Одесский национальный университет им. И.И. Мечникова, Украина

THE INVESTIGATION OF SEA SAPROPELOIDES

AS FILTER\’S MATERIAL

V. Baklan, I. Kolesnikova

I.I. Mechnikov Odessa National University, Ukraine

The Black Sea Sapropeloides may be useful for filter’s material after electrochemical treatment of washing waters of the complex composition. The physic-chemical properties of the Sapropeloides are studied. The filter from Sapropeloides is effective.

Одним из наиболее употребляемых способов водоочистки является фильтрование. Как известно, используют медленные фильтры, представляющие собой кварцевый песок с крупностью зерен 0,25-0,5 мм; вода фильтруется через загрузку сверху вниз со скоростью 0,1-0,3 м/час. Недостатки медленных фильтров: значительные размеры необходимой площади, трудности для осветления воды со значительной мутностью; недостаточное /до20-30%/ обесцвечивание воды; сложность и высокая трудоемкость чистки при значительной площади.

 В качестве фильтрующего материала в скорых фильтрах применяется более крупный песок, а также дробленый антрацит и мраморная крошка, скорость фильтрования – 5-7 м/час. Скорые фильтры требуют предварительной обработки воды /коагулирование и отстаивание/. Скорые фильтры применяют главным образом на промышленных водопроводах при осветлении воды для технических нужд.

В настоящее время используют различные фильтры в зависимости от загрузки, режимов работы и конструктивных особенностей: кроме уже

указанных, применяют гравийно-песчаные фильтры с восходящим потоком воды, каркасно-засыпные фильтры /КЗФ/, фильтры "ОКСИПОР". Многочисленные отечественные и зарубежные исследования, а также практический опыт эксплуатации показали, что зернистые фильтры позволяют изъять до 90-95 % взвешенных веществ и снизить до 50-70 % БПК сточных вод /1/.

Экологизация технологии фильтрования представляется в интенсификации процессов, в выборе фильтрующих материалов с максимальной грязеемкостью и меньшим гидравлическим сопротивлением.

Одним из перспективных материалов для изготовления фильтрующего слоя с очень развитой поверхностью может быть природный материал – сапропель. Сапропель – или органические илы – коллоидные отложения континентальных водоемов, содержащие значительные количества органических и оформленных остатков водных организмов, а также некоторые количества неорганических компонентов биоминерального и наносного происхождения.

Фильтрующий материал с весьма развитой поверхностью получают в грануляторах. Суспензия из ила распыляется форсункой и спекается во встречном потоке горячих газов, затем образующиеся зерна обжигают в печи, чтобы выгорели органические вещества, за счет чего и развивается поверхность /вдвое больше, чем у глины/. В равных условиях фильтровальная колонна из сапропеля очищает за цикл 172 литра воды, а такой же фильтр из керамзитового песка – лишь 110 литров /2/.

Как указывалось ранее /3,4/ нами разработан и применен в ряде предприятий электрокоагуляционный метод очистки сточных вод. В основе электрокоагуляционного метода очистки лежит процесс анодного растворения металлов под действием проходящего через жидкость электрического тока. Перешедшие в воду катионы металла /железа или алюминия/ гидролизуются с образованием гидроксидов металлов и служат активными коагулянтами для коллоидно-дисперсных примесей. В результате взаимодействия частиц примесей с частицами электрогенерированного коагулянта образуются агрегаты частиц, флотируемых газом, который выделяется на электродах, на поверхность жидкости. Для возврата очищенной воды необходима ее фильтрация.

Время пребывания промывочных вод в электрокоагуляторе для очистки приблизительно 3 минуты, вода должна очищаться на протоке со скоростью не более 0,03 м/сек, но при обязательном наличии после электролизера фильтра, способного задерживать взвешенные после электрокоагуляции взвешенные частицы, которые не должны разноситься по лоткам и трубам очистки. Единственным местом для отходов осадка-шлама должен быть отстойник, электролизер и фильтр, после которых очищенная вода возвращается в цикл.

Целесообразность внедрения методов электрообработки и дешевого фильтрующего материала из сапропеля в технологию очистки сточных вод базируется на высокой экономической, эффективности затрат по сравнению с традиционными способами их обработки.

Для подбора нужного сапропеля исследовано 12 образцов фильтрующих материалов: сапропели, переходные слои, микрослоистые илы, глины.

1. Определена влажность образцов сушкой их при 105° С до постоянного веса. Для определения удельной поверхности высушенные образцы были раздроблены, отобрана ситовым анализом фракция

Таблица 1. Влажность и удельная поверхность образцов

п/п

ст.

инт.

Влажность, %

Значение удельной поверхности, м2/г

Примечание

1.

14/5261

70-75

25,45

8,88

сапропель

2.

5296

94-100

10,04

18,10

3.

4294

280-284

6,42

9,78

4.

5287

55-60

6,78

18,30

5.

4494

50-54

41,51

17,50

6.

4994

100-103

18,86

10,20

сапропель

7.

4994

103-105

9,34

15,00

переходной слой

8.

5394

35-40

10,64

16,90

9.

5394

55-58

46,98

8,25

10.

5261

10-12

3,36

20,40

микрослоистый ил

11.

5261

85-88

7,66

27,70

глина

12.

5271

135-139

6,04

19,80

 

Определен элементный состав сапропеля весовым методом полумикроанализа путем сжигания сапропеля в атмосфере кислорода при 900С. Данные представлены в таблице 2.

Таблица 2. Элементный состав сапропеля (образец № 1)

№ п\\п

Наименование показателей

Характеристика сапропеля и его состав

1.

ст.

14(5261)

2.

инв.

70-75

3.

Общее содержание углерода, %

13,99-13,92

4.

Общее содержание водорода, %

3,09-2,63

5.

Неорганический остаток (зола),%

62,69-62,62

Как видно из таблиц, самая большая удельная поверхность у глины /образец №11/, которая при спекании уменьшается, в то время как у сапропеля, который является очень сложной системой / смесью органических и неорганических соединений/, при отжиге выгорают органические вещества, что увеличивает его удельную поверхность, значительно больше, чем у глины. Кроме того, удельную поверхность сапропеля можно варьировать

Фильтр из сапропеля был применен нами при очистке промывных вод после электрокоагуляции и зарекомендовал себя как наиболее эффективный при процессе фильтрования и обесцвечивания воды.

Литература

1. Гецина Т.И., Смирнов В.Б. Глубокая очистка сточных вод на фильтрах-биореакторах //Водоснабжения и санитарная техника.-1992.-№3.-С. 13-15.

2. А.С. № 1243807 А1. Е.Г.Петров, А.Ф.Фадеев, О.В.Базилева, С.М.Левитин. Способ получения гранулированного фильтрующего материала. 07.09.88. Бюл. № 33.

3. В.Ю. Баклан. Электрокоагуляционная очистка промывочных вод сложного состава //Химия и технология воды. -1992. Т.14, № 4, С.316-320.

4. Баклан В.Ю., Колесникова И.П. Электрокоагуляционная очистка сточных вод сложного состава: Сб. статей Вода и здоровье человека – Одесса: Изд-во Астропринт.-1998 – С.215-218.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.