Способ очистки сточных вод от красителей

 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от красителей и может быть использовано для очистки промышленных оборотных и сточных вод химических, текстильных и кожевенно-меховых предприятий. Способ очистки включает введение в воду свежеприготовленной суспензии монтмориллонита в отработанном растворе процесса сернокислого травления, содержащем 6-7 г/л железа (II), активированной акустическими колебаниями. Частота акустических колебаний составляет 22 кГц, продолжительность активации 3 мин. Способ позволяет значительно снизить экономические затраты на очистку сточных вод путем применения отходов производства при сохранении высокой эффективности очистки.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от красителей и может быть использовано для очистки промышленных оборотных и сточных вод химических, текстильных и кожевенно-меховых предприятий.

Известен способ очистки сточных вод от анионных красителей сырьевой смесью, включающей алюмосиликат, соль железа, алюминия или титана. [А.с. СССР, 1426949, С 02 F 1/28 1988, БИ 36]. Предложенный для очистки воды сорбент содержит монтмориллонит в натриевой форме, полиоксихлорид алюминия со степенью основности 1,8-2,5 и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %: монтмориллонит 30-47; полиоксихлорид алюминия (в пересчете на сухое вещество АlСl₃) 8-13,75; вода остальное. Степень очистки сточных вод от красителей достигает 80-100% при исходной концентрации 20 мг/л.

Недостатками способа являются большая трудоемкость и длительность процесса приготовления сырьевой смеси, кроме того, использование Na-формы монтмориллонита требует дополнительных затрат на модификацию природного сорбента.

Наиболее близким к предлагаемому по сущности и достигаемому результату является способ очистки оборотных и сточных вод от красителей, включающий введение в воду свежеприготовленной суспензии монтмориллонита в 0,1 М растворе хлорного железа (III), активированной акустическими колебаниями. Частота акустических колебаний 22 кГц, продолжительность активации 3 минуты. [Патент РФ 2177913, МКИ С 02 F 1/52, 2002г., Бюл. 1].

Технический результат изобретения - сокращение экономических затрат на очистку сточных вод от красителей путем использования отходов производства при сохранении высокой степени очистки воды от красителей.

Технический результат достигается тем, что в способе очистки сточных вод от красителей, включающем контактирование воды с сырьевой смесью, активированной акустическими колебаниями частотой 22 кГц в течение 3 мин, содержащей монтмориллонит, используют отходы металлообрабатывающего производства - отработанные растворы сернокислого травления, содержащие 6-7 г/л железа (II).

В предлагаемом нами способе очистки сточных вод от красителей для приготовления смеси используется отработанный травильный раствор, основным компонентом которого является железный купорос. Полученная смесь позволяет достаточно эффективно очистить отработанный красильный раствор, в то время как сульфат железа (II) проявляет низкие коагуляционные свойства. Эффективность очистки при использовании сульфата железа (II) составила 52% (доза коагулянта 131,3 мг/л (в пересчете на железо), исходная концентрация красителей 187,5 мг/л). [Сизых М.Р., Рязанцев А.А., Технология очистки сточных вод окислительного крашения // Водоснабжение и санитарная техника, 1996, 10. - с. 15-16] . Следовательно, суспензия, предлагаемая нами для очистки сточных вод от красителей, не является механической смесью коагулянта с замутнителем. При обработке суспензии монтмориллонита в железосодержащих растворах акустическими колебаниями происходит не только диспергирование глины, но и модификация ее поверхности, замещение гидратированных ионообменных катионов монтмориллонита, расположенных в межслоевой области и неионообменных катионов внутри октаэдрических и тетраэдрических пустот силикатного скелета. Кроме того, Fe-центры могут возникать и в гексагональных пустотах на поверхности верхнего и нижнего слоев силикатного скелета. Fe-центры образуют прочные связи на гидратированной поверхности монтмориллонита с красителями, что обуславливает высокую сорбционную емкость смеси [Рязанцев А.А. Сорбент для очистки сточных вод от анионных красителей// Химия и технология воды, 1994, т. 16, 1, с. 99-101]. При использовании предлагаемой нами смеси извлечение красителей из сточных вод происходит по смешанному сорбционно - коагуляционному механизму.

Способ подтверждается следующими примерами.

Пример 1 (по известному способу). 20 г монтмориллонита заливают 200 мл 0.1 М раствора хлорида железа (III) и обрабатывают ультразвуком частотой 22 кГц в течение 3 минут. К 500 мл модельного раствора, содержащего 250 мг/л красителя прямого черного 3, добавляют 1,5 мл приготовленной суспензии (в пересчете на глину 0,3 г/л), перемешивают 5 минут, отстаивают и осветленную воду декантируют. Степень очистки составила 99,7%, сорбционная емкость 831 мг/г.

Пример 2 (по известному способу). К 500 мл сточных вод после окислительного крашения овчины в черный цвет с концентрацией красителей 150 мг/л добавляют 2,5 мл суспензии (в пересчете на глину 0,5 г/л), приготовленной как в примере 1, перемешивают 5 минут, отстаивают и осветленную воду декантируют. Степень очистки составила 99%, сорбционная емкость 297 мг/г.

Пример 3. 20 г монтмориллонита заливают 200 мл отработанного раствора сернокислого травления металлообрабатывающего производства и обрабатывают ультразвуком частотой 22 кГц в течение 3 минут. К 500 мл модельного раствора, содержащего 250 мг/л красителя прямого черного 3, добавляют 1,5 мл приготовленной суспензии (в пересчете на глину 0,3 г/л), перемешивают 5 минут, отстаивают и осветленную воду декантируют. Степень очистки составила 97%, сорбционная емкость 808 мг/г.

Пример 4. К 500 мл сточных вод после окислительного крашения овчины в черный цвет с концентрацией красителей 285 мг/л добавляют 2,5 мл суспензии (в пересчете на глину 0,5 г/л), приготовленной как в примере 3, перемешивают 5 минут, отстаивают и осветленную воду декантируют. Степень очистки составила 93%, сорбционная емкость 529 мг/г.

Из примеров 1-4 следует, что предлагаемый способ очистки сточных вод от красителей по сравнению с наиболее близким аналогом позволяет снизить затраты на очистку сточных вод от красителей путем использования отходов производства при сохранении высокой степени очистки воды.

Области практического применения: очистка промышленных оборотных и сточных вод, содержащих анионные и окислительные красители.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от красителей, включающий контактирование воды с сырьевой смесью, активированной акустическими колебаниями частотой 22 кГц в течение 3 мин, содержащей монтмориллонит, отличающийся тем, что в качестве компонента сырьевой смеси используют отходы металлообрабатывающего производства - отработанные растворы сернокислого травления, содержащие 6-7 г/л железа (11).