Способ очистки сточных вод от катионных красителей

 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод сорбцией от синтетических катионных красителей и может быть использовано в химической и текстильной промышленности . Целью изобретения является повышение степени очистки сточных вод с концентрацией красителя ниже 1,3 г/л. Для осуществления способа очистку проводят в две стадии, сначала в неравновесных условиях очищают стоки с концентрацией красителя в пределах 1,7-2,5 г/л активированным в щелочной среде гидролизным лигнином до заполнения его сорбционного объема на 15-25%, затем в равновесных условиях очищают стоки с концентрацией красителя ниже 1,3 г/л с использованием в качестве сорбента гидролизного лигнина с первой стадии. Такой режим очистки сточных вод позволяет повысить эффективность процесса сорбции в 5-6 раз по сравнению с известным способом, а также устранить явления вторичного загрязнения сточных вод водорастворимыми фракциями гидролизного лигнина путем их коагуляции и осаждения на лигнине. 2 табл. о (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11> (Jl) 1 С 02 Е 1/28

,--., -f.3IEA1% Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

CO

CO

00 фа

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4026688/31-26 (22) 30.12.85 (46) 30.01.88. Бюл. М 4 (71) Институт леса Карельского филиала АН СССР (72) И.С.Гелес, Н.А.Понькина, В.Б.Литвинова и M.È.Àãååâà (53) 663.631.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 898141, кл. В 01 J 20/00, 1980, (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ

КАТИОННЫХ КРАСИТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к способам очистки сточных вод сорбцией от синтетических катионных красителей и может быть использовано в химической и текстиЛьной промышленности. Целью изобретения является повышение степени очистки сточных вод с концентрацией красителя ниже

1,3 г/л. Для осуществления способа очистку проводят в две стадии, сначала в неравновесных условиях очищают стоки с концентрацией красителя в пределах 1,7-2,5 г/л активированным в щелочной среде гидролизным лигнином до заполнения его сорбционного объема на 15-25Х, затем в равновесных условиях очищают стоки с концентрацией красителя ниже 1,3 г/л с использованием в качестве сорбента гидролизного лигнина с первой стадии.

Такой режим очистки сточных вод позволяет повысить эффективность процесса сорбции в 5-6 раз по сравнению с известным способом, а также устранить явления вторичного загрязнения сточных вод водорастворимыми фракциями гидролизного лигнина путем их коагуляции и осаждения на лигнине.

2 табл.

1370084

Изобретение относится к способам очистки сточных вод сорбцией и может быть использовано в текстильной и химической промышленности для очистки стоков от синтетических катионных красителей. ,Цепь изобретения — повышение степени очистки сточных вод от синтетических катионных красителей при содержании последних в стоках ниже

1, 3 г/л.

Для осуществления способа очистки сточных вод от синтетических катионных красителей, включающем сорбцию последних активированным в щелочной среде гидролизным лигнином, сточные воды с повышенной концентрацией красителя в пределах 1,7-2,5 г/л или водные растворы с такой же концентрацией красителя подвергают сорбционной очистке в неравновесных условиях активированным в щелочной среде гидролпзным лигнином до заполнения его сорбционного объема на 15-25Х, после чего гидролизный лигнин используют в качестве сорбента для дальнейшей очистки стоков от крсителей, которую ведут в равновесных условиях известными 1pтодами.

В процессе частичной сорбции обработанным в щелочной среде гидролизным лигнином катионных красителей

o: ð äåëåHHîé концентрации (1,72,5 г/л) происходит коагуляция водорастворимых фракций (коллоиднорастворимого лигнина, лигногуминовых веществ) и их осаждение на лигнине, что предотвращает переход этих фракций обратно в раствор.

При этом сорбционная емкость сорбента остается достаточной (75-857), что обеспечивает эффективную адсорбцию красителя (например, метиленового голубого 300-370 мг/л), это более чем в 6 раз превышает адсорбцию того же красителя сорбентом, обработанным по известному способу.

Сравнительная сорбционная активность гидролизных лигнинов в зависимости от обработки (по отношению к метиленовому голубому) представлена в табл. 1 °

Для определения сорбционного объеNd лигнина в равновесных условиях, гидролизный лигнин влажностью 607. обрабатывают 5Ж-ным раствором едкого натрия при гидромодуле 1:6 в течение

60 мин при 90 С. Затем лигнин отделяют от раствора, промывают водой, нейтрализуют до pH=8 и вновь промывают водой до pH=7.

Навеску по 1 r (в пересчете на абсолютно сухое вещество) обработанного лигнина заливают каждую 50 мл водного раствора метиленового голубого с концентрацией 2,5 г/л, 2 г/л, 10 1,7 г/л, 2,8 г/л и 1,5 г/л. Сорбцию проводят в статических условиях в течение 10 сут. Для определения величины сорбции использовался фотокалориметрический метод определения кон1 центрации красителя в растворе. Сорбция метиленового голубого гидролизным лигнином в равновесных условиях составляет соответственно 390 мг/л, 380 мг/г, 377 мг/г и 360 мг/г.

20 Пример 1. Навеску, обработанного лигнина, 1 r (в пересчете на абсолютно сухое вещество) заливают

50 мп водного раствора метиленового голубого с концентрацией 2,5 г/л, 25 время экспозиции 20 мин. Сорбция красителя, определенная фотокалориметрическим методом, составляет 90 мг/г, что соответствует заполнению сорбционного объема сорбента на 23 . Затем

30 в систему сорбент — сорбат подают

250 мл раствора с концентрацией 1 г/л метиленовогб голубого. Время экспозиции 10 сут °

В качестве контроля проводят рав35 новесную сорбцию этого же красителя с использованием в качестве сорбента гидролизного лигнина, подвергнутого только щелочной обработке (по известному способу).

40 Сорбция по предложенному способу составляет: 1-я стадия — 90 мг/г;

2-я стадия — 250 мг/г. Полная сорбция — 340 мг/г.

Полная сорбция в контроле (по из45 вестному способу) составляет 61 мг/г.

Пример 2. Навеску обработанного лигнина 1 г заливают 50 мл водного раствора метиленового голубого с концентрацией 2 г/л. Сорбцию прово5р дят до заполнения 17Х от полного сорбционного объема.

Затем в систему сорбент-сорбат подают 250 мл раствора с концентрацией метиленового голубого 1,25 г/л.

55 Время экспозиции 10 сут, Сорбция по предложенному способу составляет: 1-я стадия — 66 мг/г, 2-я стадия - 312 мг/г. Полная сорбция — 378 мг/r.

1370084

Пример 3. Активирование гидролизного лигнина проводят аналогично примеру 1.

Навеску обработанного лигнина 1 г г

5 заливают 50 мл водного раствора метиленового голубого с концентрацией

1,7 г/л. Сорбцию проводят до заполнения 16% от полного сорбционного объема. 10

Затем в систему сорбент-сорбат подают 250 мл раствора с концентрацией метиленового голубого 1 г/л. Время экспозиции 10 сут.

Сорбция по предложенному способу 15 составляет: 1-я стадия — 60 мг/г;

2-я стадия — 248 мг/г. Полная сорбция — 308 мг/г.

Пример 4. Активирование гидролизного лигнина проводят аналогич- 20 но примеру 1.

Навеску обработанного лигнина 1 г заливают 50 мл водного раствора метилового голубого с концентрацией

2,8 г/л. Сорбцию проводят до заполнения 30% от полного сорбционного объема.

Затем в систему сорбент-сорбат подают 250 мл раствора с концентрацией метиленового голубого 1 г/л. 30

Время экспозиции 10 сут.

Сорбция составляет: 1-я стадия—

120 мг/г, 2-я стадия — 150 мг/г.

Полная сорбция — 270 мг/г.

Таким образом, высокий процент 35 заполнения сорбционного объема на

1-ой стадии ухудшает сорбционную способность лигнина при дальнейшем ис-, пользовании его в качестве сорбента (2-я стадия). 40

Пример 5. Активирование гидролизного лигнина проводят аналогично примеру 1.

Навеску обработанного лигнина

1 г заливают 50 мл водного раствора 45 метиленового голубого концентрацией

1,5 г/л. Сорбцию проводят до заполнения 12,5% от полного сорбционного объема. Затем в систему сорбент-сорбат подают 250 мл раствора метилово- 50 го голубого с концентрацией 1 г/л, Время экспозиции 10 сут.

Сорбцня составляет: 1-я с га, и»

45 мг/г, 2-я стадия — 250 .о /г. Ночная сорбция -- 295 мг/г.

Б табл. 2 приведены результаты испытаний сорбционной способности активированного щелочью лигнина по предложенному способу (в 2 стадии).

Анализ данных представленных в табл, 2 показывает, что при проведении сорбции в две стадии с использованием на первой стадии (неравновесные условия) растворов красителя или сточных вод с концентрацией в интервале 1,7-2,5 г/л (h 1,2,3) сорбцион— ный объем лигнина заполняется в интервале не выше 257. и не ниже 15% от полного сорбционного объема. При этом достигается цель изобретения — повышение степени очистки сточных вод. Суммарная сорбция достигает

310-370 мг/г, что в 5-6 раз выше сорбции по известному способу. Кроме того, сорбция по известному способу проводит к вторичным загрязнениям.

Использование на 1-й стадии процесса раствора красителя с концентрацией выше 2,5 г/л (N 4) приводит к заполнению сорбционного объема более, чем на 25%, что снижает сорбционную способность сорбента на 2-1 стадии процесса.

Использование на 1-й стадии процесса раствора красителя с концентрацией ниже 1,7 г/л (пример 5) обуславливает появление вторичных загрязнений в растворе.

Ф о р м у л а и э о б р е т е и и я

Способ очистки сточных вод от катионных красителей, включающий сорбцию на активированном в щелочной среде гидролизном лигнине, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени очистки сточных вод с концентрацией ниже 1,3 г/л, сорбцию ведут на активированном лигнине, предварительно обработанном раствором красителя концентрации

1,7-2,5 г/л до заполнения сорбционного объема лигнина на 15-25%.

1370084

Таблица1

Продолжение табл. 1

Гидролизный лигнин, обработанный щелочью и раствором красителя концентрацией 2 г/л в

1ð неравновесных условиях (1-я стадия) Исходный гидролизный лигнин

66

Гидролизный лигнин ° обработанный гидроксидом натрия с последующей сорбцией красителя из раствора с концентрацией 1,25 г/л (2-я стадия) 312

Гидролизный лигнин, обработанный раствором трехзамещенного фосфорнокислого натрия (известный способ) Полная сорбционная емкость (предложенный способ) 378

Таблиц ° 2

Нввестньй способ

ЛредлагаеыФ способ

1 стадия

P епень овнцин полмин

Способ и примерам

Лолная сорбция мг/г

Начальн рбция, /г орбция, г/г емя экс ция, рб. ъема, 340

Есть

250 Нет.

1,ОО го

2,50

Есть

378

1,25 3 12 Нет

2,00

1О

1,7О

Есть

ЗО8

1,ОО зо

27О

Ес ть

Есть

1,ОО го

2,80

295

1,ОО го

1,50

Составитель Л.Ананьева

Техред JI.Ñåðäþêîâà Корректор М,Пожо

Редактор И.Сегляник

Заказ 358/20 Тираж 851 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ачальна онцентация расител раство е, г/л

23 90

17 66

16 60

ЗО 12О

12,5 45 онцент рация красителя в раств ре, г/л

248 Нет

150 Нет

250 Есть