Способ очистки сточных вод

 

1, ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ПЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик.

<11798047 (61) Дополнительмое к авт. сеид-ву (22) Заявлено 1402,77 {21) 2451793/29-26 (5!)М. Кл.з с присоединением заявки М

С 02 Р 1/24

Гостддрствеииый комитет

ССС P ио девам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 230181. Бюллетень N9 3

Дата опубликования описания 230 181 (53) УДК 663.63. . 065 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И.М. Крунчак, Н.И. Легина, И.В. Жукова и В.П. Семенов (71) Заявитель

Всесоюзное научно-производственное объединение. целлюлозно-бумажной промышленности (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть применено для очистки кислых вод травильных отделений, а также стоков, е образующихся при производстве фибры и искусственного волокна.

Известны различные споссбы флотации суспендированных гидроокисей, например, флотационный способ очистки 10 сточных вод с применением в качестве флотореагента контакта Петрова (1) .

Недостатком способа является проведение процесса в кислой среде, что приводит при наличии в сточной воде алюминия или цинка к загрязнению ими очищенной воды. Кроме того, использование в качестве вспенивателя - собирателя контакта

Петрова осложняется его токсичностью.

Наиболее близким к предлагаемому 2О изобретению по технической сущности является способ очистки кислых стоков травильных отделений от присутствующих в них тяжелых металлов, включающий нейтрализацию стоков, добавление флотореагента - контакта

Петрова с последующей флотацией осадков в пену (2) .

Недостатком способа .является возможность вторичного .загрязнения 30 воды флотореагентом и недостаточная степень очистки (95-98%) .

Цель ° èýoáðåòåíèÿ - повышение степени очистки.

Поставленная цель достигается путем нейтрализации воды с введением последовательно черного сульфатного щелока, полиоксиэтилена и последующей флотацией. При этом черный сульфатный щелок вводят при соотношении гидроокись металла: сульфатный щелок 1г0,15:1,9, а полиоксиэтилен в количестве 0,04-0,14 мг на 1 мг гидроокиси.

Изучение поверхностно-активных свойств черного щелока показывает, что его свойства (вспениваемость, зависимость поверхностного натяжения от концентрации сухого остатка и температуры) во многом аналогичны свойствам типичных поверхностноактивных веществ.

Данные по сорбции черного сульфатного щелока на различных коллекторах показывают, что введение его в сточную воду в количествах, предлагаемых в способе, не вызывает появления вторичных загрязнений в очищенной воде.

798047

В связи с актуальностью проблемы замены токсичных реагентов на нетоксичные одним из преимуществ предлагаемого способа является использование в качестве коллектора водорастворимого полиоксиэтилена.

Его малая токсичность (предельно допустимая концентрация 10 мг/л), высокая флокулирующая способность и способность уменьшать гидродинамическое сопротивление движения твердых тел в воде - все это способствует быстрому извлечению осадка н пену и получению высококонцентрированного пенного продукта в присутствии черного сульфатного щелока. Использование одного полиоксиэтилена или в сочетании его с другими широко известными флотореагентами не дает эффекта по извлечению гидроокисей в пенный продукт.

Применение неионогенного поверхностно-активного вещества позволяет расширить границы применимости способа очистки как в кислой, так и в щелочной среде. Это особенно существенно в случае извлечения гидроокисей. Кроме того, приведение процесса в нейтральной среде снижает коррозию очистной аппаратуры.

Пример. Концентрат черного щелока с удельным весом 1,12 г/см и сухим остатком 18,72 % .при использовании его н качестве флотореагента, разбавляют водой при соотношении

6 мл щелока на 1 л воды.

К 100 мл воды, содержащей суспендированные гидроокиси железа, цинка, алюминия, марганца, кадмия добавляют необходимое количество флотореагента в две стадии. Вначале в суспензию вносят разбавленный черный щелок, перемешивают 1 мин, затем подают

0,1%-ный раствор водорастворимого полиоксиэтилена, снова перемешивают

1 мин и переносят смесь во флотационное устройство.

После продувания воздуха (расход воздуха 40 мл/мин) в течение 1-6 мин проводят отделение очищенной воды от пенного продукта.

Количественный. анализ по выделению примесей из воды осуществляют весовым способом после прокаливания твердой фазы при 105 С. о

Основным показателем, характеризующим эффективность процесса очистки, является коэффициент концентрирования, который определяют по формуле

СΠ— С ст 100%

СО где С вЂ” исходная концентрация твердой фазы в растворе;

С - .остаточная концентрация твердой фазы в растворе после очистки.

Кроме того, количество загрязнений извлеченных в пенный продукт, определяют путем непосредственного отбора пенного продукта и его прокаливания при 105 С и взвешивания. о

В табл. 1 представлены сравнительные данные по степени очистки воды при использовании в качестве флотореагентов одного черного суль.фатного щелока, одного полиоксиэтилена и композиции иэ черного сульфатного щелока и полиоксиэтилена при различных соотношениях компонентов.

Как видно из представленных в таблице результатов, наибольший эффект очистки наблюдается при совместном использовании черного щелока и полиоксиэтилена при соотношении Згl для гидроокисей железа, цинка, кобальта, кадмия и марганца и при соотношении 13:1 для гидроокиси алюминия.

При других соотношениях компоненЩ тов флотореагента (черного сульфатного щелока и полиоксиэтилена) эффективность очистки падает на 10-18%.

Использование одного черного сульфатного щелока (или полиоксиэтилена) не дает Эффекта по извлечению загрязнения в пену (степень очист ки равна О).

Из табл. 2 следует, что в зависимости от очередности подачи в сточную воду черного сульфатного щелока и полиоксиэтилена изменяется степень очистки. Наилучшие результаты получаются в том случае, когда в сточ ную воду вначале подают черный сульфатный щелок.

В том случае, когда в сточную воду вначале подают полиоксиэтилен, а потом черный сульфатный щелок, улучшается качество очистки воды (на 5-8%) и увеличивается время

40 извлечения загрязнений с 1-6 мин до

10-15 мин.

При различных концентрациях извлекаемого вещества (гидроокиси тяжелого металла) требуются различные дозы флотореагента (черного сульфатного щелока) . При заданной концентрации гидроокиси тяжелого металла существует некоторая, оптимальная доза черного сульфатного щелока (табл. 3). При извлечении в пену гидроохисей железа, цинка, марганца, . кобальта и кадмия расход черного сульфатного щелока составляет

0,15 мг на 1 мг гидроокиси. Аналогично для гидроокиси алюминия это соотношение составляет 1,9 мг на

1 мг гидроокиси. Таким образом, в зависимости от природы металла соотношение гидроокись: черный сульфатный щелок составляет 1:О, 15;

Щ 1:1,9. При концентрации сульфатного щелока меньше 0,15 мг/л падает полнота извлечения, пена становится неустойчивой.

Эффект очистки по предлагаемому

Я способу составляет 98-99%. Время

7980 47 флотации гидроокисей в пену и отделение от очищенной воды находится в пределах 1-6 мин, что сокращает затраты на электроэнергию.

Таблица 1

Гидроокись металла

Степень очистки, В флотореагентом в

Черный сульфатный щелок и полиоксиэтилен

Черный сульфатный щелок оликсити-, ен

500

89 (2з 1) 99 (Зг 1) 93 (4: 1) 700

zn (он) 500

700

82 (2з 1) 99 (3: 1) 91(4з 1)

85(2 з1) 98(3з1) 92(4: 1)

80(2t1) . 98(3з1) 93(4:1) 500 . О О

500

О О

500 0

500 О

80(2!1) 98(3з1) 91(411) 700 О

80 (10: 1) 98(13з 1) 90-93 (15: 1) Фс

В скобках указано соотношение черного сульфатного щелока и полиоксиэтилена. г

Таблица 2, Количество гидроокиси в исходной воде, мг/л

Последовательность введения реагентов: полиоксиэтилен,затем черный сульфатный щелок

Гидроокиси металлов

Последовательность введения реагентов: черный сульфатный щелок, затем полиоксиэтилен

Степень Влажность очистки, пены, Ъ %

Степень очистки (извлечение гидроокисей в пену), ф

Влажность пены, Ф

98,0

98,5

94

98,7

99,0

96,7

97,0

700

Fe (OH)>

700 98,7

98,6

93

97,1

96,9

98,8

98,9

2п (он) 98,4

98,5

97,6

97,1

500 97,8

700 98,2 лЮ (он) 500 98,1

500 98,1

98,0

96,7

98,7

96,8

98,5

96,9

98,5

500 мп (он)

Cd (он)

Cd (OH)

Со (ОН) мп (он ле(он) Мп (OH)Z с1(он), С 1(он)

Со (OH).1 мп (он).

Количество гидроокиси в исходной воде, мг/л

О О

О О

О, О

О О

798047

Та блиц а 3

Доза сульфатного щелока, Степень очистки

Гидроокиси металлов мг/л мг/мг

Извлечение гидроокиси.

В пенуp

Влажност ь пены, %

95,1

Fe(OH(97,2

О, 12

500

98,7

98,0

98,0

97,1

96,0

96,1

98,8

75+

500

Zn (ОН1

95,3

97,9

94,2

75

98,1

500

Мп (ОН) 95,0

92,7

0,12

0,15

0,17

98,1

94,0

500

Cd(OH) 97,4

100

98,8

97,6

89,0

1у6

800

900

97,8

96,0

1,8+ e (OH) 500

97,9

2,0

1000

Оптимальное количество сульфатного щелока. ный щелок вводят при соотношении гидроокись металла: сульфатный щелок 1:0,15-1,9, а полиоксиэтилен - в количестве 0,04-0,14 мг на 1 мг гидроокиси.

Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе

1. Пушкарев В.В. и трофимов Д.И.

Физико-химические особенности очистки сточных вод от ПАВ. М., Химия, 1975, с. 111-113.

2. Авторское свидетельство СССР

9 397479, кл. С 02 С 5/06, 1973.

Составитель А. Богачев

Редактор Н. Егорова Техред М.Рейвес Корректор С. Шекмар

Заказ 9935/24 Тираж 101Â. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Количество гидро окиси в исходной воде, мг/л

Формула изобретения

1. Способ очистки сточных вод путем нейтрализации с образованием гидроокисей с последующей реагентной флотацией, о т л и ч а ю щ и йа я тем, что, с целью повышения степени очистки, в сточные воды йеред флотацией вводят последовательно черный сульфатный щелок и полиоксиэтилен, 2. Способ по п. 1, о т л и ч а — ю шийся тем, что черный сульфат0,15

0,17

0,12

О, 15

0,17

0,12

0,15

0i17

96,9

96,7

97,1

97,2

96,8