Способ ультрафильтрационной очистки сточных вод от красителей
Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано для очистки стоков красильного производства. Целью изобретения является повышение производительности процесса очистки путем ультрафильтрации воды через крупнопористые мембраны с предварительной обработкой воды магнитным полем напряженностью 900 - 2000 Э в течение 20 - 30 мин. 4 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!)5 В 01 0 61/16
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4675987/26 (22) 11.04.89 (46) 15.07.91. Бюл. hL 26 (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А. В. Думанского (72) М. Т, Брык, А, А. Бесценный и Е. А.
Цапюк (53) 66.066-278.532.711(088.8) (56) Журнал прикладной химии, Т, 50, 1977, М8, с. 1847, Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано для очистки стоков красильного производства.
Цель изобретения — повышение производительности процесса очистки, Для достижения поставленной цели предложен способ очистки сточной воды от красителей, состоящий в обработке очищаемой воды магнитным полем напряженностью 900-2000 Э в течение 20-30 мин и последующей ее ультрафильтрации через крупнопористую мембрану под давлением
0,05-0,3 МПа.
К особенностям органических водорастворимых красителей можно относят промежуточное значение их молекулярной массы, котррая выше, чем у типичных ниэкомолекулярных веществ, однако ниже, чем у высокомолекулярных соединений. Это означает, что размеры частиц красителей в растворах могут изменяться в пределах 10 — 100 нм и
«5U, 1662649 А1 (54) СПОСОБ УЛ ЬТРАФИЛ ЬТРАЦИОН НОЙ
ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КРАСИТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано для очистки стоков красильного производства. Целью изобретения является повышение производительности процесса очистки путем ультрафильтрации воды через крупнопористые мембраны с предварительной обработкой воды магнитным полем напряженностью 900 — 2000 Э в течение 20—
30 мин. 4 табл. более в зависимости от способности их к
Ф агрегации в конкретных условиях. Это, в свою очередь, оказывается как на задерживающей способности, так и на производительности мембран.
Предлагаемый способ очистки сточных СЬ вод от красителя реализуют следующим об- (с разом. К)
Пример 1, Магнитной обработке Ос, напряженностью поля 2000 Э в течение 30 ф мин подвергают техническую воду с концентрацией водорастворимого железосодержащего красителя "Зеленый нафтоловый Б(В}"
0,2 г/л.(мол, м. 878). Требуемая напряжен- Ф ность магнитного поля задается набором постоянных магнитных шайб. Обработанную в магнитном поле техническую воду пропускают через ультрафильтрационнуе ячейку, снабженную мембраной ацетатцеллюлоэной "Владипор" (УАМ вЂ” 500) со средним диаметром пор 30 50 нм, под давлением 0,1 Mfla при комнатной темпера1662649 туре (табл. 1, пример 27), Для предотвращения образования гель- слоя на поверхности мембоаны раствор над мембраной турбулизируют с помощью магнитной мешалки.
Степень очистки воды от красителя определяют с помощью фотоэлектроколориметра.
Задержка красителя достигает,88,0 и остаточная концентрация красителя в сточной воде - соответствует стандарту, позволяющему сбрасывать очищенную воду в городскую канализацию.».
При рабочем давлении 0,05 МПа задержка красителя составляет 86.3%, а производител ь ность мембраны — 2,90 1 О м /с (табл. 1, пример 26). С дальнейшим понижением рабочего давления до 0,02 МПа задержка красителя составляет 86,0%>, а производительность значительно снижается до 2.0 . 10 м/с (табл. 1, пример 29).
Повышение рабочего давления до 0,5
Mila приводит к снижению задержки красителя (до 80.0 ), хотя производительность несколько возрастает (табл, 1, пример 28).
Аналогичны приведенным выше зависимости задержки красителя и производительности мембран при ультрафильтрации растворов красителя, полученных на дистиллированной воде (табл. 1, примеры l624). При этом наблюдаются несколько более высокие абсолютные значения по задержке красителя и производительности мембран:
Как следует из данных, приведенных в табл. 2-3, заметный эффект воздействия магнитного поля на задержание красителя наблюдается лишь при его напряженности
900 3. При достижении напряженности магнитного поля 2000 3 задержание красителя становится постоянным и не возрастает с увеличением напряженности магнитного поля. Поэтому оптимальным считают напряженность магнитного поля в пределах 9002000 3. Заметный эффект увеличения задержания красителей при обработке их растворов магнитным полем напряженностью 2000 3 достигается при минимальном времени обработки 20 мин (табл. 2). При продолжительности обработки магнитным полем 30 мин достигается постоянная величина задержания красителей, которая не меняется с увеличением продолжительности магнитной обработки растворов красителей концентрацией 0,2-1,0 г/л.
Проницаемость мембраны в указанных пределах напряженностей магнитного поля
5 и времени магнитной обработки растворов с концентрацией 0,2-1,0 г/л остается практически постоянной (табл. 3).
Пример 2. Магнитной обработке напряженностью поля 2000 Э в течение 30
10 мин подвергают техническую воду, содержащую 0,2.г/л одного из красителей (прямой, голубой, светопрочный 23 И, кислотный, зеленый, антрахиноновый, ярKoKp8cHblA Н8С, антрахиновый). Обработан15 ную в магнитном поле техническую воду,; содержащую указанные красители, пропу- скают через ультрафильтрационную ячейку, снабженную мембраной УАМ-500, под давлением 0,1 — 0,3 МПа при комнатной
50 температуре. Для предотвращения гелеобразования на поверхности мембраны воду турбулизуют магнитной мешалкой, Задержка красителей составляет 32 — 99,8, а производительность мембраны — (3,1 — 3,4) . 10 м!с. Задержка красителей после обработки воды в магнитном поле увеличивается на
7— - 30 (табл. 4).
При использовании предлагаемого способа известным повышается степень очистки воды от красителей на крупнопористой мембране на 6-35% (за счет предварительной обработки сточной воды магнитным полем), а также сохраняется высокая производительность мембранного процесса очистки воды от красителей при использовании крупнопористых ацетатцеллюлозных мембран со средним диаметром пор 30-50 нм.
Формула изобретения
Способ ультрафильтрационной очистки сточных вод от красителей, заключающийся в подаче сточной воды под избыточным давлением на полимерную мембрану и отводе пермеата и концентрата, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности процесса очистки, сточную воду перед подачей на полимерную мембрану обрабатывают постоянным магнитным полем напряженностью 900-2000 Э в течение
20 — 30 мин.
1662649
Таблица 1
Влияние магнитной обработки (напряженность магнитного поля 2000 Э) на ультрафильтрацию раствора красителя "Зеленый нафтоловый Б (В)" железосодержащий при рабочих давлениях 0,02-0,5 МПа, время магнитной обработки воды 30 мин; ультрафильтрационная мембрана марки УАМ вЂ” 500).
Пример, N Концентрация Давление, МПа к асителя, г/л
Проницаемость, Задержка
10 м/с сителя, краА. Без магнитной об аботки аство на истилли ованной во е
Без магнитной об аботки аство на технической во е ованной во е тной об аботки а
В.П и оптималь ном ежиме магни ство на истилли
fl иоптимал нитной рб аботки еской во е ьном ежиме маг аство на технич
86,0
86,3
88,0
80,0
59,1
60,3
63,2
59,1
2
4
6
11
12
13
14
17
18
19
21
22
23
26
27,28
29
31
0,2
0,2
0,2
0,2
1,0
1,0
1,0
0,2
0,2
0,2
0,2
1,0
1,0
1,0
1,0
0,2
0,2
0,2
0,2
1,0
1,0 .1,0
1,0
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,02
0,05
0,10
0,50
0,02
0,05
0,10. 0,02
0,05
0,10
0,50
0,02
0,05
3,2
0,50
0,02
0,05
0,10
0,50
0,02
0,05
0,10
0,50
0,02
0,05
0,10
0,50 .
0,02
0,05
0,10
0,50
2,0
2,90
3,3
3,4
2,1
2,8
3,3
2,0
3,0
3.26
3.40
2,0
2,9
3,2
3,5
2,05
2,91
3,20
3,50
2,0
2,85
3,20
3,52
2,00
2,90
3,18
3,40
2,20
2,80
3,34
3,60
88.5
88,5
89.0
78,0
53,1
53,6
54,0
76,3
76,3
80,0
75,5
54,3
54,8
55,1
500
93,0
93,7
95,0
85,1
62,0
62,7
55,7
60,9
Те блица 4
Влияние магнитной обработки (напряженность магнитного. поля 2000 Э, время 30 мин) на ультрафильтрацию водных растворов красителей концентрацией
0,2 г/л при рабочих давлениях 0,1-0,3 MIIa (мембрана УАИ-500) .
Задержка, %
Про ниц аемо с ть, 1 10 бм/с
Пр Краситель Рабочее мер, давлеУ ние, ИПа
Без магнит- С магнитной обра- ной обра ботки бо ткой
С магнитной обработкой
31 950
3 2 92,5
33 . 900
Составитель А.Свитцов
Редактор М.Келемеш Техред М.Моргентал Корректор М.Кучерявая
Заказ 2219 Тираж 440 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
3
6
Прямой голубой светопрочный 23И
То же
Кислотный зеленый антрахиноновый
То же
Яркокрасный Н8 С антрахиноновый
То же
0,1
0,2
0,3
0,1
0,2
0,3
0,1
0,2
0,3
1662649 ,1
3ь1
3,2
3,3
3;1
3,3
3,4
3,2
3,3
3 4
3,1
3,3
3,4
3,2
3,3
3,4
Без магнитой обработкии
85,0
60,6
38,6 82, 3
60,7
30,8
99,8
97,0
95,2
85,6
70,1
55,7
87,7
77,3
67,2
