Способ очистки сточных вод красильного производства

 

Использование: изобретение относится к процессам водоочистки и может использоваться для очистки промышленных стоков красильного поизводства. Сущность изобретения: в сточные воды вводят в любой последовательности анионный или катионный полиэлектролит и низкомолекулярное ПАВ, содержащее ионогенную группу, заряд которой противоположен заряду полиэлектролита. В случае анионных полиэлектролитов в качестве ПАВ используют соединения общей формулы: R₁R₂R₃R₄N⁺X^- или R₅N⁺C₅H₅X^-, где R₁= H, CH₃, C₂H₅, R₂= H, CH₃, C₂H₅, C₈H₅, C₈H₁₇, R₃=H, CH₃, C₂H₅,C₈H₁₇, CH₂C₆H₅, R₄ - алкил C₈-C₁₈, HOCH₂(CH₂)₁₅, C₂H₅OOC(CH₂)₁₅, R₅ - алкил C₁₀-C₁₆, алкил C₁₉-C₁₈-OOCCH₂, X = Cl, Br, а в случае катионных полиэлектролитов - соединение общей формулы: R₆Y, где R₆ -алкил C₈-C₁₆, C₁₂H₂₅C₆H₄, Y= OSO₃M, SO₃M, COOM, M = K, Na. Анионные полиэлектролиты содержат карбоксильную и/или сульфатную, и/или сульфонатную, и/или фосфатную, и/или силанольную группу, а катионные - четвертичную аммониевую или пиридиниевую или гуанидиниевую группу. 1 табл.

Изобретение относится к процессам водоочистки и может применяться на промышленных предприятиях, сточные воды которых содержат органические красители.

При очистке сточных вод, в том числе красильного производства, стремятся перевести примеси в отделяемую твердую фазу. С этой целью часто используют процесс сорбции на готовой твердой фазе, например на углеродных сорбентах в различных модификациях [1,2] В этом случае возникают проблемы регенерации сорбента, его захоронения. Используют также ионообменные смолы [3] но небольшая обменная емкость и необходимость использования малопроизводительной технологии ограничивают применение этого способа.

При очистке сточных вод красильного производства, в которых могут содержаться взвеси, оседающие с малой скоростью, а также водорастворимые красители, применяют такой прием, как обработка воды реагентами, способствующими коагуляции и флокуляции, с образованием отделяемой твердой фазы. При реализации этого способа в качестве реагентов вводят электролит и затем поверхностно-активное вещество, например, соль алюминия и полиакриламид [4] Этот способ наиболее близок к предлагаемому по технической сущности, но он недостаточно эффективен, так как только снижает концентрацию красителя в сточных водах, но не удаляет его полностью, кроме того, образуется объемный шлам, а вода загрязняется ионами алюминия.

Задачей предлагаемого способа является повышение эффективности очистки сточных вод благодаря практически полному удалению красителя, уменьшению объема осадка и отсутствию многовалентного иона металла в очищенной воде.

Достигается это тем, что очистку сточных вод красильного производства путем введения в воду реагентов, приводящих к образованию отделяемой твердой фазы, проводят, вводя реагенты в любой последовательности, и в качестве одного реагента используют анионный полиэлектролит, содержащий карбоксильную и/или сульфатную, и/или сульфонатную, и/или фосфатную, и/или силональную группу, а в качестве другого реагента используют низкомолекулярное мицеллобразующее дифильное соединение, содержащее катионную группу. В качестве такого дифильного соединения используют соединение общей формулы: R₁R₂R₃R₄N⁺X^- или R₅(N⁺C₅H₅)X^-, где R₁ H,CH₃, C₂H₅, R₂H,CH₃, C₂H₅C₈H₁₇, R₃ H, CH₃, C₂H₅, C₈H₁₇, CH₂C₆H₅, R₄ -алкил С₈-С₁₈, НОСН₂(СН₂)₁₅, С₂Н₅ООС(СН₂)₁₅, R₅-алкил С₁₀-С₁₆, алкил С₁₀-С₁₈-ООССН₂, Х Cl^-, Br^-.

Та же цель достигается при использовании в качестве одного реагента катионного полиэлектролита, содержащего четвертичную аммониевую или пиридиниевую или гуанидиниевую группу, а в качестве другого реагента используют низкомолекулярное мицеллообразующее дифильное соединение, содержащее анионную группу. В качестве такого дифильного соединения используют соединение общей формулы: R₆Y, где Y OSO₃M, SO₃M, COOM, M=K, Na, R₆-алкил С₈-С₁₆, С₁₂Н₂₅С₆Н₄.

Таким образом, поставленная цель в зависимости от состава сточных вод достигается в двух вариантах одним и тем же приемом: в любой последовательности вводят полиэлектролит и низкомолекулярное мицеллообразующее дифильное соединение, содержащее ионогенную группу, заряд которой противоположен заряду полиэлектролита.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что полиэлектролит и низкомолекулярное мицеллообразующее дифильное вещество, содержащее ионогенную группу, заряд которой противоположен заряду полиэлектролита, при введении в сточную воду, содержащую краситель, формирует оделяемую твердую фазу сразу в виде тройного комплекса. Однако для очистки сточных вод формирование тройного комплекса согласно предлагаемому способу неожиданно оказалось более эффективным. Так при использовании пары реагентов полиметакрилат натрия-тетрадецилтриметиламмоний бромид в виде двойного комплекса для очистки воды от красителя кислотного алого достигается 40%-ная степень очистки за 12 ч в то время как при использовании тех же реагентов согласно предлагаемому способу достигается 100%-ная степень очистки за минуты.

Выбор варианта и конкретного соотношения реагентов при реализации способа определяется как природой и концентрацией красителя в сточной воде, так и технологической стадией, с которой вода поступает на очистку, поскольку сточные воды могут содержать кроме красителя и другие вещества.

Предлагаемый способ был опробирован на модельных растворах, содержащих различные красители.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. К 1 л водного раствора красителя Drimaren AET 20 Orange X-3LG концентрации 500 мг/л добавляют при перемешивании последовательно 12,5 мл водного раствора полиакриловой кислоты 10,5 г/л и 10 мл водного раствора додецилтриметиламмоний бромида (154 г/л). Образовавшийся осадок отделяют фильтрованием. Экстинкция полосы поглощения при 400 нм составляет у исходного раствора 12,5, после фильтрования 0,00. Степень очистки 100% П р и м е р ы 2-14 на модельных системах осуществляли аналогичным образом. Степень очистки воды от красителя контролировали спектрофотометрически.

Полученные данные представлены в таблице.

При использовании полиэлектролита со степенью полимеризации ниже 60 отделяемая твердая фаза не образуется.

Возможность применения предлагаемого способа для очистки промышленных стоков красильного производства комбината "Трехгорная мануфактура" представлена в примерах 15, 16.

Предварительно провели тестирование пробы сточных вод, то есть определили предлагаемые пары реагентов на основе данных о природе использованных красителей и экспериментально проверили эффективность каждой пары при варьировании концентраций реагентов внутри пары.

П р и м е р 15. К 1 л стока, представляющего собой первую промывку (холодной водой) после крашения полотна, содержащего красители активный ярко-голубой КХ и активный красный 5СХ, имеющего показатель цветности 420 градусов, добавляют при перемешивании 1,0 мл полиакрилата натрия (9,4 мг/мл) и 5 мл тетрадецилтриметиламмоний бромида (33,6 мг/мл). Осадок отделяют фильтрацией. После отделения осадка сток полностью обесцвечивается.

П р и м е р 16. К 1 л стока после второй промывки (горячей водой) того же технологического цикла (показатель цветности 1480 градусов) добавляют при перемешивании 5 мл раствора смеси алкилацетатпиридиний хлоридов (31 мг/мл) и 1,4 мл водного раствора полиакрилата натрия (6 мг/мл). Осадок отделяют центрифугированием. После отделения осадка вода полностью обесцвечивается.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД КРАСИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА путем введения реагентов с последующим отделением образующегося осадка, отличающийся тем, что в качестве реагентов используют анионный полиэлектролит со степенью полимеризации не менее 60, содержащий карбоксильную и/или сульфатную, и/или сульфонатную, и/или фосфатную, и/или силанольную группы и низкомолекулярное катионное ПАВ общей формулы R₁R₂R₃R₄N⁺X^- или R₅N⁺C₅H₅X^- , где R₁ H, CH₃, C₂H₅; R₂-H, CH₃, C₂H₅, C₈H₁₇; R₃-H,CH₃, C₂H₅, C₈H₁₇, CH₂C₆H₅; R₄ C₈-C₁₈-алкил, HOCH₂ (CH₂)₁₅, C₂H₅OOC(CH₂)₁₅; R₅-C₁₀-C₁₆-алкил, алкил C₁₀-C₁₈ OOCCH₂; X-Cl, Br,
или же катионный полиэлектролит со степенью полимеризации не менее 60, содержащий четвертичную аммониевую, или пиридиниевую, или гуанидиниевую группу, и низкомолекулярное анионное ПАВ общей формулы
R₆Y ,
где R₆ C₈-C₁₆-алкил, С₁₂Н₂₅С₆Н₄;
Y=OSO₃M; SO₃M; M-K, Na,
причем реагенты вводят в сточные воды в любой последовательности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2