Коагулянт для очистки сточных вод от лакокрасочных материалов

 

Использование: в автомобильном и сельскохозяйственном машиностроении в качестве коагулянта для очистки сточных вод от лакокрасочных материалов. Сущность изобретения: в состав для приготовления коагулянта вводят цинкофосфатный шлам (отходы производства) и дополнительно полиакриламид - гель технический при следующем содержании всех компонентов, мас. % : цинкофосфатный шлам 15 - 20; азотная кислота 20 - 26; борная кислота 0,3 - 0,5; триэтаноламин 1 - 3; полиакриламид 1; вода остальное. 2 табл.

Изобретение относится к очистке сточных вод от взвешенных коллоидных загрязнений методом коагуляции, а именно к очистке сточных вод от лакокрасочных материалов в автомобильном и сельскохозяйственном машиностроении, химической промышленности.

Наиболее близким составом для получения коагулянта для очистки сточных вод от лакокрасочных материалов является состав для получения коагулянта универсального ТУ 301-06-18-89, применяющегося для денатурации красок, эмалей, грунтов, используемый в автомобильной промышленности, содержащий ингредиенты в следующих количествах, мас. % : Оксид цинка 17-20 Азотная кислота 22-28 Борная кислота 0,3-0,5 Триэтаноламин 1-3 Вода Остальное Коагулянт универсальный представляет собой жидкость коричневого цвета, хорошо растворимую в воде, и предназначен для очистки сточных вод окрасочных камер. Используется при рабочей концентрации 0,6% при рН 9-10.

Недостатком известного коагулянта является то, что исходным компонентов для получения коагулянта универсального является цинк - ценное дорогостоящее сырье. Кроме того, при использовании известного коагулянта сокращается выход скоагулированной краскомассы, идущей на переработку для вторичного использования, так как до 50% отходов краски превращаются в илистую необратимую массу.

Целью изобретения является получение коагулянта, способного более полно коагулировать эмали, грунты и их смеси с последующей регенерацией лакокрасочных материалов.

Для достижения указанной цели в состав для приготовления коагулянта универсального вводят цинкофосфатный шлам и дополнительно полиакриламид - гель технический, при этом содержание всех указанных ингредиентов в составе для приготовления коагулянта составляет, мас. % : Цинкофосфатный шлам 15-20 Азотная кислота 20-26 Борная кислота 0,3-0,5
Триэтаноламин 1-3
Полиакриламид 1
Вода Остальное
Используемый в составе цинкофосфатный шлам дает больший эффект при очистке сточных вод за счет того, что коагулянт является смешанным коагулянтом, представляющим собой гидроксиды железа и цинка, в отличие от известного коагулянта, содержащего только гидроксид цинка.

В случае смешанных коагулянтов хлопья осаждаются равномернее, чем в случае применения коагулянтов порознь, и в отстойниках достигается более полное осветление, что позволяет значительно уменьшить нагрузку на фильтры.

Полиакриламид - гель технический (ПАА - гель) увеличивает эффективность процесса очистки сточных вод. Совместное применение ПАА - гель и гидролизующихся коагулянтов позволяет увеличить плотность коагулированной взвеси и ускорить процесс образования и осаждения хлопьев. Действие ПАА - гель объясняется адсорбцией его молекул на хлопьях гидроксида, образующегося при гидролизе коагулянтов.

Получение коагулянта с концентрацией основного компонента мене 15% экономически невыгодно.

Цинкофосфатный шлам имеет ограниченную растворимость и получение коагулянта с концентрацией основного компонента выше 20% уменьшает стабильность коагулянта при длительном хранении.

Азотная кислота служит для поддержания основного компонента - цинкофосфатного шлама в растворенном состоянии. При содержании азотной кислоты ниже нижнего предела 20% не достигается стабильность коагулянта. Содержание выше верхнего предела 26% приводит к необоснованному удорожанию коагулянта и загрязнению технологических сточных вод при его применении.

Введение борной кислоты в состав коагулянта позволяет поддерживать концентрацию ионов водорода (рН) в рабочем растворе на определенном уровне, т. е. оказывает буферное действие и смягчает влияние всевозможных факторов. Оптимальная концентрация борной кислоты в коагулянте 0,3-0,5% . Увеличение выше 0,5% не приводит к дополнительным положительным эффектам.

Триэтаноламин является поверхностно-активным веществом. Обладая низкой щелочностью в водных растворах, он понижает поверхностное натяжение на границе раздела фаз. Содержание триэтаноламина менее 1% неэффективно, а содержание более 3% приводит к разрушению краски, которая превращается в необратимый ил и не подлежит регенерации.

Норма массовой доли ПАА - гель подобрана с учетом того, что содержание его меньше 1% неэффективно, т. е. не приводит к образованию достаточно крупных флокул. Содержание ПАА - гель больше 1% ухудшает технологичность скоагулированной краскомассы (сбор и переработку).

Регулируя рН рабочего раствора путем добавки 10% раствора кальцинированной или каустической соды, можно в известной степени оптимизировать условия образования и осаждения хлопьев коагулянтов.

Значения рН, при которых формируются наиболее плотные, быстро осаждающиеся хлопья, являются важнейшей характеристикой коагулянта. Повышение рН рабочего раствора выше верхнего предела 9 приводит к разрушению некоторых эмалей, в частности меламиноалкидных, понижение рН ниже нижнего предела 8 может оказать корродирующее действие на оборудование, а образующиеся гидроокиси имеют менее развитую поверхность.

Для получения коагулянта в качестве основного компонента применяют цинкофосфатный шлам, образующийся в процессе фосфатирования металлических поверхностей и являющийся отходом производства.

Процесс получения коагулянта состоит в следующем: 500-600 г цинкофосфатного шлама растворяют в 200-260 г концентрированной азотной кислоты; отфильтровывают полученный раствор от органических веществ; последовательно вводят 30-50 г борной кислоты, 10-30 г триэтаноламина, 10 г полиакриламида, предварительно растворенного в воде при температуре 50^оС, доводят общий объем раствора до 1 л водой.

В табл. 1 приведены составы для приготовления коагулянта на основе цинкофосфатного шлама.

При использовании коагулянта в сточные воды после доведения рН раствора до 8-9 путем добавки 10% раствора каустической или кальцинированной соды вводят коагулянт и получают скоагулированные краскомассы, соответствующие требованиям по их переработке.

Результаты очистки сточных вод от лакокрасочных материалов на основе меламиноалкидных, акриловых, полиуретановых, эпоксидных смол и эпоксиизоционатных смол приведены в табл. 2.

Использование предлагаемого коагулянта для очистки сточных вод от лакокрасочных материалов дает следующие преимущества:
экономию химикатов;
утилизацию отходов процесса фосфотирования (повторное применение цинкофосфатного шлама в процессе рециркуляции),
увеличение выхода скоагулированной краскомассы. (56) Коагулянт универсальный. ТУ 301-06-18-89.

Формула изобретения

КОАГУЛЯНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий цинксодержащий материал, азотную и борную кислоты, триэтаноламин и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения коагулирующей способности по отношению к эмали, грунтам и их смеси с последующей регенерацией лакокрасочных материалов, в качестве цинксодержащего материала используют цинкофосфатный шлам и дополнительно вводят полиакриламид при следующем содержании компонентов, мас. % :
Цинкофосфатный шлам 15 - 20
Азотная кислота 20 - 26
Борная кислота 0,3 - 0,5
Триэтаноламин 1 - 3
Полиакриламид 1
Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3