Способ очистки сточных вод от катионных красителей Советский патент 1988 года по МПК C02F1/28 C02F1/28 C02F101/30 C02F103/30 C02F103/34 

К

1

Изобретение относится к способам очистки сточных вод сорбцией и может быть использовано в текстильной и химической промьшишнности для очистки стоков от синтетических катионных красителей,

(Цель изобретения - повышение степени очистки сточных вод от синтетических катионных красителей при содержании последних в стоках ниже 1,3 г/л.

Для осуществления способа очистки сточных вод от синтетических катионных красителей, включающем сорбцию последних активированным в щелочной среде гидролизным лигнином, сточные воды с повышенной концентрацией красителя в пределах 1,7-2,5 г/л или водные растворы с такой же концентрацией красителя подвергают сорбцион- ной очистке в неравновесных условиях активированным в щелочной среде гид- pojniBHbiM лигнином до заполнения его сорбционного объема на 15-25%, после чего гидролизный лигнин используют в качестве сорбента для дальнейшей очистки стоков от крсителей, которую ведут в равновесных условиях известными методами.

В процессе частичной сорбции обработанным в щелочной среде гидролизным лигнином катионных красителей определенной концентрации (1,7- 2,5 г/л) происходит коагуляция водорастворимых фракций (коллоиднораст- воримого лигнина, лигногуминовых веществ) и их осаждение на лигнине, чт предотвращает переход этих фракций обратно в раствор.

При этом сорбционная емкость сорбента остается достаточной (75-85%) что обеспечивает эффективную адсорб- Щ1Ю красителя (например, метиленовог голубого 300-370 мг/л), это более чем в 6 раз превыщает адсорбцию того же красителя сорбентом, обработанным по известному способу.

Сравнительная сорбционная активность гидролизных лигнинов в зависимости от обработки (по отношению к мотиленовому голубому) представлена в табл. 1 ,

Для определения сорбционного объема лигнина в равновесных условиях, гидролизный лигнин влажностью bO/J обрабатывают 5 -ным раствором едкого натрия при гидромодуле 1:6 в течение 60 мин при . Затем лигнин отде

ляют от раствора, промывают водой, нейтрализуют до и вновь промывают водой до .

Навеску по 1 г (в пересчете на абсолютно сухое вещество) обработанного лигнина заливают каждую 50 мл водного раствора метиленового голубого с концентрацией 2,5 г/л, 2 г/л,

1,7 г/л, 2,8 г/л и 1,5 г/л. Сорбцию проводят в статических условиях в течение 10 сут. Для определения величины сорбции использовался фотокалориметрический метод определения концентрации красителя в растворе. Сорбция метиленового голубого гидролизным лигнином в равновесных условиях составляет соответственно 390 мг/л, 380 мг/г, 377 мг/г и 360 мг/г.

Пример 1. Навеску, обработанного лигнина, 1 г (в пересчете на абсолютно сухое вещество) заливают 50 М.П водного раствора метиленового голубого с концентрацией 2,5 г/л,

время экспозиции 20 мин. Сорбция красителя, определенная фотокалориметрическим методом, составляет 90 мг/г, что соответствует заполнению сорбционного объема сорбента на 23%. Затем

в систему сорбент - сорбат подают 250 мл раствора с концентрацией 1 г/л метиленовогб голубого. Время экспозиции 10 сут.

В качестве контроля проводят равновесную сорбцию этого же красителя с использованием в качестве сорбента гидролизного лигнина, подвергнутого только щелочной обработке (по известному способу).

Сорбция по предложенному способу составляет: 1-я стадия - 90 мг/г; 2я стадия - 250 мг/г. Полная сорбция - 340 мг/г.

Полная сорбция в контроле (по известному способу) составляет 61 мг/г. П р и м е р 2. Навеску обработанного лигнина 1 г заливают 50 мл водного раствора метиленового голубого с концентрацией 2 г/л. Сорбцию проводят до заполнения 17% от полного сорбционного объема.

Затем в систему сорбент-сорбат подают 250 мл раствора с концентрацией метиленового голубого 1,25 г/л.

Время экспозиции 10 сут.

Сорбция по предложенному способу составляет: 1-я стадия - 66 мг/г, 2я стадия - 312 мг/г. Полная сорбция - 378 мг/г.

3

П р и м е р 3. Активирование гидролизного лигнина проводят аналогично примеру 1.

Навеску обработанного лигнина 1 г заливают 50 мл водного раствора мети ленового голубого с концентрацией

1.7г/л. Сорбцию проводят до заполнения 16% от полного сорбционного объема.

Затем в систему сорбент-сорбат подают 250 мл раствора с концентрацией метиленового голубого 1 г/л. Время экспозиции 10 сут.

Сорбция по предложенному способу составляет: 1-я стадия - 60 мг/г; 2-я стадия - 248 мг/г. Полная сорбция - 308 мг/г.

П р и м е р 4. Активирование гидролизного лигнина проводят аналогично примеру 1.

Навеску обработанного лигнина 1 г заливают 50 мл водного раствора метилового голубого с концентрацией

2.8г/л. Сорбцию проводят до заполнения 30% от полного сорбционного объема.

Затем в систему сорбент-сорбат подают 250 мл раствора с концентрацией метиленового голубого 1 г/л. Время экспозиции 10 сут.

Сорбция составляет: 1-я стадия - 120 мг/г, 2-я стадия - 150 мг/г. Полная сорбция - 270 мг/г.

Таким образом, высокий процент заполнения сорбционного объема на 1-ой стадии ухудшает сорбционную способность лигнина при дальнейшем ис-, пользовании его в качестве сорбента (2-я стадия).

П р и м е р 5. Активирование гидролизного лигнина проводят аналогично примеру 1.

Навеску обработанного лигнина 1 г заливают 50 мл водного раствора метиленового голубого концентрацией 1,5 г/л. Сорбцию проводят до заполнения 12,5% от полного сорбционного объема. Затем в систему сорбент-сорбат подают 250 мл раствора метилового голубого с концентрацией 1 г/л. Время экспозиции 10 сут.

700844

Сорбция составляет; 1-я с гадин - 45 мг/г, 2-я стадия - 250 rir/r. Полная сорбция - 295 мг/г. 5 В табл. 2 приведснь результаты испытаний сорбционной способности активированного щелочью лигнина по предложенному способу (в 2 стадии).

Анализ данных представленных в 10 табл, 2 показывает, что при проведении сорбции в две стадии с использованием на первой стадии (неравновесные условия) растворов красителя или сточных вод с концентрацией в интер- 15 вале 1,7-2,5 г/л (S 1,2,3) сорбцион- ный объем лигнина заполняется в интервале не выше 25% и не ниже 15% от полного сорбционного объема. При этом достигается цель изобрете- 20 ПИЯ - повышение степени очистки сточных вод. Суммарная сорбция достигает 310-370 мг/г, что в 5-6 раз выше сорбции по известному способу. Кроме того, сорбция по известному способу 25 проводит к вторичным загрязнениям.

Использование на 1-й стадии процесса раствора красителя с концентрацией выше 2,5 г/л (№4) приводит к заполнению сорбционного объема бо- 30 лее, чем на 25%, что снижает сорбционную способность сорбента на 2-1 стадии процесса.

Использование на 1-й стадии процесса раствора красителя с концент- 25 рацией ниже 1,7 г/л (пример 5) обуславливает появление вторичных загрязнений в растворе.

Формула изобретения

40

Способ очистки сточных вод от ка- тионных красителей, включающий сорбцию на активированном в щелочной среде гидролизном лигнине, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения степени очистки сточных вод с концентрацией ниже 1,3 г/л, сорбцию ведут на активированном лш-- нине, предварительно обработанном

раствором красителя концентрации

1,7-2,5 г/л до заполнения сорбционного объема лигнина на 15-25%.

Таблица 1

Продолжение табл.1

Изобретение относится к способам очистки сточных вод сорбцией от синтетических катионных красителей и может быть использовано в химической и текстильной промышленности. Целью изобретения является повышение степени очистки сточных вод с концентрацией красителя ниже 1,3 г/л. Для осуществления способа очистку проводят в две стадии, сначала в неравновесных условиях очищают стоки с концентрацией красителя в пределах 1,7-2,5 г/л активированным в щелочной среде гидролизным лигнином до заполнения его сорбционного объема на 15-25%, затем в равновесных условиях очищают стоки с концентрацией красителя ниже 1,3 г/л с использованием в качестве сорбента гидролизного лигнина с первой стадии. Такой режим очистки сточных вод позволяет повысить эффективность процесса сорбции в 5-6 раз по сравнению с известным способом, а также устранить явления вторичного загрязнения сточных вод водорастворимыми фракциями гидролизного лигнина путем их коагуляции и осаждения на лигнине. 2 табл. о (Л

Исходный гидролизный лигнин

Гидролизный лигнин, обработанный гидрокси- дом натрия

Гидролизный лигнин, обработанный раствором трехзамещенного фосфорнокислого натрия (известный способ)

Способ по примерам

1 2 3 4 5

Гидролизный лигнин, обработанный щелочью и раствором красителя концентрацией 2 г/л в неравновесных условиях (1-я стадия)

66

с последующей сорбцией красителя из раствора 15 с концентрацией 1,25 г/л

(2-я стадия)312

Полная сорбционная емкость (предложенный способ)

378

ТаСляа«2.