В І Островка - Використання промислових стоків які містять солі алюмінію і заліза у якості коагулянту при доочистці стічних вод - страница 1

Страницы:
1  2 

УДК 628.336.515:658.567

Островка В.І., Рубан Е.В., Чесновська О.С., Мороз В.О., Попов Є.В.

ВИКОРИСТАННЯ ПРОМИСЛОВИХ СТОКІВ, ЯКІ МІСТЯТЬ СОЛІ АЛЮМІНІЮ І ЗАЛІЗА У ЯКОСТІ КОАГУЛЯНТУ ПРИ ДООЧИСТЦІ СТІЧНИХ ВОД

Експериментально визначені оптимальні умови доочистки біологічно очищених стічних вод з використанням в якості коагулянту алюмінійвмісних стічних вод з метою зняття гострого дефіциту та розширення сировинної бази коагулянтів.

Экспериментально определены абл. заб условия доочистки биологически абл. за сточных вод с использованием в качестве коагулянта алюминийсодержащих сточных вод с целью устранения острого дефицита и расширения сырьевой базы коагулянтов.

Ключові слова: алюміній- і залізовмісні коагулянти, стічні води, доочистка, знебарвлення, критерії забрудненості, ефективність, ущільнення осадів.

1. Глибока доочистка біологічно очищених стічних вод методом коагулювання солями алюмінію і заліза, які знаходяться у промислових стоках.

Останнім часом відчувається гострий дефіцит сульфатів алюмінію та заліза, що призводить до скорочення його використання як коагулянту в системах абл. забрудне і очищення промислових стічних вод. Одночасно в багатьох галузях хімічної промисловості, утворюється значна кількість різноманітних алюміній- і залізовмісних відходів. Наприклад, у ряді виробництв промисловості барвників утворюються алюміній- і залізовмісні стічні води із вмістом алюмінію та заліза від 2,0 до 10% (у перерахунку на АІ2О3 і Ре2О3).

З метою зняття гострого дефіциту та розширення сировинної бази коагулянтів, які використовуються в системах очищення промислових стоків і одночасно рішення питання утилізації алюміній- і залізовмісних стічних вод деяких виробництв промисловості барвників, були проведені дослідження і вивчена можливість використання їх для доочистки біологічно очищених стічних вод анілінофарбових підприємств. У роботі досліджені алюміній- і залізовмісні стічні води виробництв барвників кубового яскраво-жовтого ЖХ та кубового коричневого 53, як найбільш концентровані за вмістом алюмінію.

Порядок виконання дослідів.

У скляні циліндри вносили заданий об'єм стічних вод, що очищалися, і розрахункову дозу певного коагулянта. Додаванням лужного реагенту (вапняного молока) проводили коректування величини рН суміші до необхідного значення, вимірюваного рН-метром. Вміст циліндрів перемішували протягом 2-3 хвилин. Отриману суспензію відстоювали, вивчаючи динаміку освітлення води і кінетику осадження і ущільнення осаду. Для цього через кожних 1-2 хвилини відзначали об'єм освітленої частки і об'єм осаду в циліндрі. Шлам, що виділився, відокремлювали декантацією. Освітлену частку стічних вод фільтрували і аналізували на кольоровість.

Кольоровість оцінювали в градусах біхроматно-кобальтової шкали. Ступінь знебарвлення стічних вод визначали за формулою:

де: Хпоч,, Хочіщ - кольоровість початкових і очищених стічних вод, град. Методика визначення кольоровості стічних вод.

Кольоровість стічних вод визначали методом виміру оптичної щільності і визначення значень по градуювальній залежності. Оптичну щільність стічних вод вимірювали при довжині хвилі 340 нм в кюветі з товщиною 50 мм. Розчином порівняння була дистильована вода.

Градуювальна залежність побудована для стандартних розчинів, що містять біхромат калія і сіль кобальту. Якщо аналізована вода має кольоровість вище 30, визначення проводять після розбавлення проби дистильованою водою. Величина кольоровості в цьому випадку виходить множенням результату визначення на кратність розбавлення.

Із наведених у таблицях 1 і 2 даних видно, що стічні води виробництв барвників кубового яскраво-жовтого ЖХ і кубового коричневого 53 є ефективними коагулянтами. Оптимальними для доочистки біологічно очищених стічних вод є величина рН 8,0-9,0 у разі використання в якості коагулянту алюмінійвмісних стічних вод виробництва барвника кубового яскраво-жовтого ЖХ і величина рН 8,5-9,5 - виробництва барвника кубового коричневого 53. Для досягнення ефективного ступеня знебарвлення стічних вод, як визначального критерію їх забрудненості, доза коагулянтів складає 50-150г/м3 в перерахунку на

Таблиця 1.

Вплив величини рН на ступінь доочистки біологічно очищених стічних вод алюмінійвмісними стічними водами виробництва кубових барвників коричневого 5З (чисельник) і яскраво-жовтого ЖХ (знаменник) в дозі 200 г/м3

(у перерахунку на АЬОз)-

Величина

Характеристика стічної води після доочистки

Величина рН

рН стічної

 

 

 

 

стічної води

води

Кольоровість

ХСКбіхр.

після

доочистки

Град.

Ступінь доочистки,

%

мгО2/л

Ступінь доочистки,

%

доочистки

6,5

119,35/117,5

65,9/66,5

61,42/60,37

41,5/42,5

4,00/4,15

7,5

117,25/117,5

66,9/66,5

73,5/72,98

30,0/30,5

4,40/4,5

8,0

64,75/63,0

81,5/82,0

78,23/78,75

25,5/25,0

4,65/4,7

9,0

56,0/57,5

84,0/83,5

82,95/84,0

21,0/20,0

6,5/6,6

10,0

138,25/134,75

60,5/61,5

90,83/89,78

13,5/14,5

7,3/7,4

11,0

245,0/236,25

30,0/32,5

95,55/96,03

9,0/9,5

8,3/8,5

Таблиця 2.

Вплив доз коагулянту алюмінійвмісних стічних вод виробництва кубових барвників коричневого 53 при величині рН 9,7 (чисельник) і яскраво-жовтого ЖХ при величині рН 8,05 (знаменник) на ступінь доочистки __біологічно очищених стічних вод _

Доза коа-

Характеристика стічної води після доочистки

Величина

гулянту (в

Кольоровість

ХСКбіхр.

рН

перера-

Град.

Ступінь

мгО2/л

Ступінь

очищеної

хунку на

Аі203), г/м3

 

доочистки,

%

 

доочистки,

%

води

25

131,25/113,75

62,5/67,5

79,17/80,43

24,6/23,4

8,97/7,53

50

120,75/82,25

65,5/76,5

70,67/72,14

32,7/31,3

8,51/7,10

100

105,0/70,0

70,0/80,0

61,32/70,98

41,6/32,4

7,40/5,75

150

101,5/66,5

71,0/81,0

56,81/70,14

45,9/37,2

6,95/4,45

200

73,5/59,5

79,0/83,0

55,23/70,14

47,4/37,2

6,6/4,22

300

73,5/59,5

79,0/83,0

55,23/64,16

47,4/38,9

5,10/4,05

Примітка: В   абл.. 1-2 кольоровість води перед доочисткою складала 350 град., дози коагулянтів у всіх дослідах укладали 105 г/м3 у розрахунку на АІ2О3).

Аі2О3 ( абл.. 2). При цьому ступінь знебарвлення стічних вод дещо вище, ніж при використанні в якості як коагулянту сульфату алюмінію і складає 85-95%. Загальний вміст органічних речовин по ХСК аб Зменшується при цьому тільки на 30-40%, проти 45-48% при використанні в якості коагулянту сульфату алюмінію. Це пояснюється тим, що до води, яка очищається, додатково вносяться органічні речовини, що містяться в алюмінійвмісних стоках. Кількість забруднень (по ХСК аб), що вносяться, складає 2,3-2,4 міліграми при дозі коагулянту 100г/м3. Збільшення ступеню знебарвлення стічних вод при їх доочистці з використанням алюмінійвмісних стоків пояснюється наступним: у стічних водах виробництв кубових барвників хлорид алюмінію знаходиться у вигляді основної солі загальної формули Аі(ОН)пСІ(П-І). Така форма існування хлориду алюмінію в стоках пояснюється тим, що у водних розчинах він значно легше піддається гідролізу, ніж сульфат алюмінію. Причому, в специфічних умовах коагуляції, реакція гідролізу протікає не повністю, а з утворенням основних солей алюмінію по реакції:

АіСі 3 + Н2О = АКОН^-о + НСі

Такі основні солі мають значно більші сорбційні властивості ніж прості гідроксиди алюмінію, що і сприяє при рівній дозі коагулянту (в перерахунку на Аі2О3) досягти вищого ступеня знебарвлення стічних вод.

Необхідно також відзначити, що ущільнення осадів гідролізованого сульфату алюмінію і алюмінійвмісних стоків протікає по різному. Ущільнення осадів, отриманих із стоків протікає вдвічі швидше. При цьому їх об'єм на 7-10% менше об'ємів осадів від гідролізованого коагулянту сульфату алюмінію (рис. 1).

Це свідчить про те, що основні хлориди алюмінію утворилися при гідролізі хлориду алюмінію компактніші і менш гідрофобні, ніж гідроксид алюмінію. Така властивість основних солей алюмінію була використана для створення процесу доочистки стічних вод у завислому шарі коагулянту - алюмінійвмісних стоків. Встановлено, що в умовах проведення дослідів, аналогічних із застосуванням сульфату алюмінію [1], лінійна швидкість потоку в освітлювачі може досягати (3-4)10-6 м/с, тобто практично удвічі перевищує оптимальну при використанні як коагулянт сульфату алюмінію (рис. 2). Незначний перепад швидкості не призводить до різкого порушення роботи установки і зниження ступеня доочистки.

Рис. 2. Вплив лінійної

швидкості потоку стічних вод на ступінь ії обезбарвлення (Ец) і видділення органічних

речовин (Ехск). Доза коагулянту - 100 г/м (в перерахунку на Fe203). Коагулянт - сульфат заліза (II).

Таким чином, на підставі проведених досліджень і отриманих при цьому даних витікає, що для доочистки біологічно очищених стічних вод як ефективні коагулянти можуть бути використані алюмінійвмісні стічні води виробництв деяких кубових барвників, наприклад яскраво-жовтого ЖХ і коричневого 53.

2. Застосування методу коагуляції для глибокої доочистки біологічно очищених стічних

вод

Номенклатура виробництв барвників на хімічному заводі різноманітна, виробництва багатостадійні і відрізняються утворенням великих об'ємів абл. забруднених стічних вод. Такі стічні води піддаються біологічній і хімічній очистці (БХО) в аеротенках заводу. Біологічне очищення стічних вод дозволяє видалити 70-80% органічних речовин, що знаходяться в них. Проте після очищення такі стічні води мають ще помітну кольоровість і містять деяку залишкову кількість органічних речовин ( абл.. 3). Скидання в річку, яка є водоймищем першої категорії, таких стічних вод без додаткового (глибокого) очищення недопустиме. Їх доочистка від залишку органічних речовин необхідна також і в разі повторного використання для потреб технічного водопостачання на заводі.

Таблиця 3.

__Характеристика стічних вод _

Найменування показників

Характеристика стічної води

Ступінь очищення, %

 

До біологічного очищення

Після біологічного очищення

 

1

2

3

4

рН

8,2 - 8,5

7,0 - 8,0

-

Кольоровість, град.

650 - 750

250 - 350

50 - 60

ХСКбіхр., г О2/м3

700 - 750

100 - 150

80 - 85


1

2

3

4

Бек™™., г CVm3

400 - 450

35 - 40

85 - 90

Азот амонійний, г/м3

6,0 - 7,0

3 - 5

-

Азот нітратів, г/м3

3,0 - 4,0

8 - 10

-

еухий залишок, г/м3

1,5 - 1,7

1,4 - 1,5

-

Прожарений залишок, г/м3

0,9 - 1,1

0,9 - 1,0

-

Одним із методів глибокої доочистки біологічно очищених промислових стічних вод - є метод коагуляції. Дослідження по коагуляційній доочистці стічних вод проводили по методиках і на спеціально виготовлених установках. Як коагулянти досліджували сульфат алюмінію Al2(SO4)3-18H20, хлорид заліза Fe0l3-6H2O, сульфат двовалентного заліза FeSO418H20 і сульфат тривалентного заліза Fe2(SO4)3 7H20. Розраховані дози коагулянтів у вигляді 10%-ного розчину вносили у воду, яка очищалась. Ефективність дії коагулянта (табл. 4) оцінювали за ступенем знебарвлення стічної води при різних величинах рН

Таблиця 4.

Вплив коагулянтів і величини рН на ступінь доочистки біологічно очищених стічних вод Івано-

Франківського ЗТ0Є

 

етупінь знебарвлення, %

коагулянти

Величина рН

 

7,1

7,8

9,5

10,5

11,9

Al2(SO4) 3

53,2

66,7

80,0

-

-

FeSO4

32,4

42,1

50,0

51,2

57,4

Fe2(SO4) 3

36,8

44,7

50,0

54,7

55,9

FeCb

33,5

44,7

48,6

55,3

56,1

Примітка: Кольоровість води перед доочисткою складала 350 град., дози коагулянтів у всіх дослідах складали 150 г/м3 із розрахунку на Ab03 і Fe203).

Як видно з наведених у таблиці 4 результатів експериментів, максимальне знебварвлення стічних вод досягається при використанні як коагулянту сульфату алюмінію. Перевага його використання в порівнянні з іншими коагулянтами полягає в тому, що значний ступінь знебварвлення досягається вже при величині рН 7-8, близької до рН стічної води, узятої для дослідження. Це не вимагає попередньої підготовки стічних вод після біологічного очищення, необхідної для коректування величини рН перед введенням коагулянта. Аналогічним чином вивчений вплив величини рН і доз сульфату алюмінію, як коагулянту, на ступінь коагуляційної доочистки стічних вод від органічних речовин (по ХЄКбіхр) та їх знебарвлення. 0тримані результати приведені в таблицях 5 і 6, із яких видно, що при величині рН 7,0-8,0 і дозі коагулянта 100-200 г/м3 (у перерахунку на Al203), ступінь знебарвлення стічної води складав до 85%. Зміст органічних речовин у воді, що очищається по ХЄКбіхр знижувався на 45­48%.

Табл3иця 5.

Вплив величини рН на ступінь доочистки стічних вод сульфатом алюмінію при дозі 200 г/м3 (на

Al203)

Величина

рН до очищення

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

В І Островка - Використання промислових стоків які містять солі алюмінію і заліза у якості коагулянту при доочистці стічних вод