Способ очистки сточных вод деревообрабатывающей промышленности Советский патент 1990 года по МПК C02F1/52 C02F1/52 C02F101/00 C02F103/26 

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод, образующихся при производстве древесно-стру- жечных (ДСП) и древесно-волокнистых (ДВП) плит, и может быть использовано на других предприятиях деревообрабатывающей, а также других отраслях промышленности, имеющих анадо- гичные сточные воды.

Цель изобретения - повышение степени очистки от биохимически неокисляемых, вэвепюнных, коллоидных и растворенных веществ, удешевление и упрощение способа.

Для осуществления способа сточные воды деревообрабатывающей промышленности для дестабилизации коллоидной системы разбавляют чистой или очищенной водой (с ХПК 10-70 мг/л) до ХПК 900-1100 мг/л, затем осуществляют конденсацию многоатомных фенолов и смоляных кислот путем насыщения воды кислородом до концентрачии растворенного кислорода 5-8 мг/л при 35-50°С и величине рН 5-10,после чего подвергают обработке алюмосодер- жащим коагулянтом дозой 150-200 мг на 1 г ХПК с последующим отстаиванием.

о

От

Насыщение воды кислородом предпочтительно производят продувкой кислородом в течение 7.0-40 мин при интенсивности 1-2 м /м Ч или воздухом в течение 1-2 ч при интенсивности 5-7 ч. Коагуляционную обработку предпочтительно производят путем подкисления серной кислотой до рН 2-3 и введением затем алюмината нат- рия. Очищенную сточную воду можно возвращать в основную технологию, например, для гидротермической обработки древесины.

Степень разбавления до ХПК 900-1100 мг/л является достаточной для дестабилизации исходной коллоидной системы за счет десорбции большей части органических веществ с коллоидных частиц и перехода их в раст- вор. Визуально наблюдается выпадение взвешенных частиц (в виде осадка),которые до разбавления с трудом удаляются из воды даже при длительном в течение 8-10 ч фильтровании под вакуумом. Вода после разбавления легко фильтруется и отстаивается.

При меньшей степени разбавления (до ХПК более 1100 мг/л) количество перешедших в раствор органических веществ недостаточно, коллоидные частицы сохраняют свою стабильность,выпадение в осадок взвешенных частиц не наблюдается, В результате снижается конечная степень очистки по всем показателям: по ХПК с 55-69 до 43-45%, по биохимически неокисляемым веществам с 90-95 до 82-83% по коллоидным и взвешенным частицам со 100 до 88-90%, При большем разбавлении, например до ХПК 800 мг/л, конечная степень очистки по всем показателям остается практически прежней, но возрастает объем очистных сооружений и расход воды на разбавление, т.е. процесс удорожается.

Конденсацию многоатомных фенолов и смоляных кислот проводят путем насыщения воды кислородом до концентрации растворенного кислорода 5-8 мг/л при рН 5-10 и температуре 35-50°С, для чего продувают через воду воздух с интенсивностью его подачи 5 - 7 м3/мг-ч в течение 1-2 ч или кислород с интенсивностью его подачи 1-2 м Vw1 ч в течение 20-50 мин.

Насыщение воды кислородом до концентрации растворенного кислорода 5-8 мг/л позволяет получить максимальную степень очистки. При концентрации растворенного кислорода менее 5 мг/л замедляется реакция конденсации многоатомных фенолов и смоляных кислот и снижается конечная степень очистки по ХПК с 55-69 до 40-42%, по биохимически неокисляемым веществам с 90-95 до 70-75%.При концентрации растворенного кислорода более 8 мг/л происходит частичное окисление полисахаридов до хорошо растворимых в воде веществ, в результате чего конечная степень очистки по ХПК снижается с 55-69 до 38%

Величина рН в интервале 5-10 является наиболее целесообразной для достижения максимальной степени очистки по ХПК и биохимически неокисляемым веществам. При меньшей, чем 5, величине рН замедляется реакция конденсации и конечная степень очистки снижается по ХПК с 55-69 до 46%, по биохимически неокисляемым веществам с 90-95 до 75%.

При большей,чем 10, величине рН нарушается режим последующей коагу- ляционной обработки и снижается конечная степень очистки по всем показателям: по ХПК с 55-69 до 35%, по взвешенным и коллоидным веществам со 100 до 50%, по биохимически неокисляемым веществам с 40-95 до (г07,,

Температура в пределах 35-50°С позволяет получить максимальную степень очистки. При меньшей, чем 35°С, температуре степень очистки падает по всем показателям: по ХПК с 55-69 до 39%, по взвешенным и коллоидным веществам со 100 до 90%, по биохимически неокисляемым веществам с 90 - 95 до 60%, Зто обусловлено замедлением реакции конденсации многоатомных фенолов и соляных кислот.

При большей, чем 50°С, температуре начинают протекать нежелательные побочные реакции окисления полисахаридов до растворимых в воде олиго- сахаридов. В результате конечная степень очистки по ХПК падает с 55-69 до 33%.

Интенсивность подачи воздуха в пределах 5-7 мэ/мг Ч и кислорода в пределах 1-2 м /ма Ч позволяет получить необходимую степень насыщения воды кислородом и максимальную степень очистки. При меньшей интенсивности подачи воздуха и кислорода реакция конденсации многоатомных фено- 1

лов и солят. х кислот замедляется вследствие деАипита в воде кислорода и конечная степень очистки снижается по ХНК с 55-69 до 40-42% по биохимически неокисляемым веществам с 90-95 до 70-75%.

При большей интенсивности подачи воздуха происходит не конденсация многоатомных фенолов ч смоляных кислот, а их пенная сепапг-пшя вместе с полисахаридами. В результате снижается конечная степень очистки по всем показателям: по ХПК с 55-69 до 49%, по . и коллоидным веществам со 1 Ги i до 90%, m биохимичег ки неокисляемп с Q0-95 до 70%.

При большей интенсич юсти подччи кислорода происходит о: т печие полисахаридов дс хорошо рт;творимых в воде веществ, и в результате кочс Ч ная степень очистки по УПК снижается и с 55-69 до 38%.

Продолжительность и одувдния лдь, кислородом в течение; 20-40 мин и воздухом 1-2 ч достаточна для наск- щения воды кислородом до 5-8 мг/г, что необходимо для авершеиия конден с.ьии многоатомных фенолог и смоля- ных кислот. Меньшая длительность грг дувки не обеспечивает нижний предел насыщения воды кислородом, что не позволяет осуществить полную конденсацию и снижает степень очистки по ХПК с 55-69 до 43-44%, по бкохимичес ки неокислкемым веществам с 90-95 до 63-65%. Большая продолжительность продувки приводит к частичному окислению полисахаридов до хорошо растворимых в воде веществ. В результате конечная степень очистки по ХПХ снижается с 55-69 до 41-43%.

Коагуляционная обработка проводит ся дозами алюмосодержания коагулянта из расчета 150-200 мг коагулянта по сернокислому алюминию на 1 г ХПК.

Доза коагулянта менее 150 мг на 1 г ХПК не позволяет полностью удалить коллоидные и полимерные вещества. Конечная степень очистки снижается по ХПК с 55-69 до 40%, по коллоидным веществам со 100 до 70%. Доза коагулянта свыше 200 мг на 1 г ХПК не приводит к увеличению степени очистки по ХПК, а происходит вторичное загрязнение воды коллоидным гидроксидом алюминия. Степень очистки по коллоидным веществам сни34 005

жается со 100 до 62-707, Кроме того, нецелесообразно расходуется реагент.

В качестве коагулянта используется сернокислый алюминий, а также шюминат натрия предварительной обработки сточной воды серной кислотой до рН 2-3. Использование . Q вместо сернокислого атдамнния серной кислоты и алюмината натрия позволяет повысить степень очистки по ХПК с 55-63 до 64-69%. Кроме того,применение в качестве коагулянта промыш- 15 ленного отхода алюмината натрия позволяет удешевить способ и исключить применение дефицитного коагулянта - сернокислого алюминия.

Данные, свидетельствующие о целе- 0 сообразности выбранных интервалов, приведены в табл..

Очищенную по предлагаемому способу воду можно использовать в основной технспогий, например, для гид- 75 ротепмич°ской обработки древесины, где используют речную или техническую воду. Кроме того, эту воду можно сбрасывать в городскую канализацию и напгчрлять на биопогические очи- ;о стлмс сооружения. Степень очистки ее в аэротенке по КПК составляет 99,9-100%. Данные свидетельствующие о преимуществе предлагаемого способа по сравнению с известным приведена в табл.2.

Пример 1. Сточная вода,поступающая на очистку, имеет ХПК - 2100 кг/л, ЕПК-760 мг/л содержит взвешенные вешества 350 мг/л,органи- 4Q ческие соединения, мг/л:спирты низкомолекулярные C,-r,j 73; ацетон; жирные кислоты С г-С ,э 220; смоляные кислоты 300; многоатомные фенолы 275; основания С.,-С6 105 в пересчете д5 на солянокислые соли; полисахариды и полифункциональные гидрофильные вещества 350; сахара - олигосахариды 400. Вода представляет собой устойчивую коллоидную систему, взвешенные 5Q вещества с трудом удаляются при длительном (до 8-10 ч) фильтровании под вакуумом, Ивет воды желто-коричневый. Данную воду сначала разбавляют условно чистой водой до ХПК сг 1100 мг/л. Происходит выпадение взвешенных веществ, которые через 2-4 ч отстаиваются и легко удаляются фильтрованием без вакуума. Степень очистки от взвешенных веществ на дан35

ном этапе составляет 80%, (остаточное содержание 70 мг/л). Затем проводят конденсацию многоатомных фенолов и смоляных кислот путем насыщения воды кислородом до концентрации 5 мг/л рН 10 и температуре 50°С,подают в воду воздух в течение 2 ч с

1

интенсивностью 7 м /м-ч, а в другую порцию воды подают кислород в тече- ние 40 мин с интенсивностью 2 м3/м2-ч до концентрации растворенного кислорода 5 мг/л. По окончании . процесса конденсации вода приобретает темно- синий или черный цвет.

Далее эту воду обрабатывают до- яой коагулянта (сернокислого алюминия) 200 мг на 1г ХПК. Образуются хорошо оседающие хлопья, через 2 ч вода полностью осветляется, становит- с я прозрачной, окрашенной в светло- желтый цвет.

Характеристика очищенной воды: ХПК 760-780 мг/л; степень очистки 63-64%; биохимически неокисляемые вещества 28-30 мг/л, степень очистки 45%; взвешенные и коллоидные вещества отсутствуют, степень очистки 100%.

В результате биологической очист- ки этой воды в яэротенке степень очистки по RIIK составляет 100%.

Пример.. Сточную воду по примеру 1 подвергают обработке в условиях, аналогичных примеру 1. Далее воду подвергают коагуляционной обработке алюминатом натрия. Для этого сначала обрабатывают воду серной кислотой до рН 1,5, затем при интенсивном перемешивании добавляют алтоми нат натрия из расчета 140 мг на 1 г ХПК в пересчете на сернокислый алюминий. Образуются хлопья, которые оседают медленно. Через 2 ч вода осветляется не полностью и остается окрашенной в серый цвет. Характеристика очищенной воды: ХПК 1260 мг/л степень очистки 40%;биохимически неокисляемые вещества 100-105 мг/л,степень очистки 82%; взвешенные и кол- лоидные вещества 115-120 мг/л,степен очистки 83%, Степень очистки этой воды аэротенке 98% по БПК,

Приме р 3. Сточную воду по примеру 1 подвергают обработке в ус- ловиях, аналогичных примеру 1, Далее воду подвергают коагуляционной обработке алюминатом натрия. Для этого сначала обрабатывают воду серной

кислотой до рН 2,5, затем при интенсивном перемешивании добавляют алюминат натрия из расчета 130 мг на 1 г ХПК в пересчете на сернокислый алюминий. Образуются хорошо оседающие хлопья, через 2 ч вода полностью осветляется, становится прозрачной, окрашенной в слегка желтоватый цвет. Характеристика очищенной воды: ХПК 650 мг/л, степень очистки 69%; биохимически неокисляемые вещества 27-28 мг/л, степень очистки 95%; взвешенные и коллоидные вещества отсутствуют степень очистки 100%, В результате биологической очистки этой воды в аэротенке степень очистки по БПК5 составляет 100%. ВПК умск 390 мг/л.

.П р и м е р 4, Сточную воду по примеру 1 подвергают обработке в условиях, аналогичных примеру 1.Далее воду подвергают коагуляционной

обработке алюминатом натрия. Для -

этого сначала обрабатывают воду серной кислотой до рН 3,5 и затем при интенсивном перемешивании добавляют алюминат натрия из расчета 210 мг на 1 г ХПК в пересчете на сернокислый алюминий. Образуются хлопья, которые оседают через 2 ч, но вода остается мутной и окрашенной в серый цвет. Характеристика очищенной воды: ХПК 1240 мг/л, степень очистки 41%; биохимически неокисляемые вещества 110-120 мг/л, степень очистки 80%; взвешенные и коллоидные вещества 100-105 мг/л, степень очистки 85%, Степень очистки этой воды в аэротенке 98% по БИК5 . БПК 5 MCi 740 мг/л.

П р и м е р 5, Сточную воду по примеру 1 разбавляют условно чистой водой до ХПК 900 мг/л. Происходит выпадение взвешенных веществ,которые удаляют простым фильтрованием. Степень очистки от взвешенных веществ на данном этапе составляет 90%, остаточное содержание 35 мг/л. Затем проводят конденсацию многоатомных фенолов и смоляных кислот путем насыщения воды кислородом при рН 5 и температуре 20°С, для чего подают в нее воздух в течение 1 ч с интенсивностью 5 м3/м7-ч, а во вторую порцию воды подают кислород в течение 20 мин с интенсивностью 1 м VM а-ч до концентрации растворенного кислорда 8 мг/л. Вода приобретает темно } 1

оиний пнет вследствие образования продуктов конденсации. Далее эту пол подвергают коагуляиионной обработке дозой коагулянта ISO мг нл г XI1X. Образуются хорошо оседающие хпопьн чгоеэ 2 ч вода полностью осветляете становится прозрачной, окрашенной п желтоватый цвет. Характеристика очищенной воды: ХПК 925-945 мг/л,степень очистки 55---)6%; биохимически неокисляемые HI ;е.ства отсутствуют, степень очистки 100%, В результата биологической отнсткч топ воды р. аэ ротоике стеречь очистки по БП л составляет 9 9,.У/

Приме f,, Сточная вода , паюшач на очнс у, имеет X1IV - : 800 vr/л, одержит твет JHHMO ре- щес па 280 мг/л, оргпчическпе нения, мг/ч; спирты нь-(ко олекуя/ф- ные С,-С+ 49; ацетон ,; кислоты С 2 тэ 150; ллянг. кислоты 207; многоатомные нилы основания -С4 7, п пересчета ма солянокислые соли; полисахарид1 и полифункциональные гидрофил ные щества - 230; сахара олигосахариды 220, Вода представляет со- VCIOH- чкзую коллоидную систему, взясшеннь вещества с трудом удаляются Фильтрованием под вакуумом в течение 8 - 10ч. Вода имегт коричневато-желтый цвет. Данную воду сначал 1 разбанля- ют биохимически очищенной вот,ой до ХПК 1000 мг/л. Биохимически очи- щеннл/i вода имеет ХПК 100 мг/л и содержит органические вещества в копичестве 60 мг/л. Происходит выпадение взвешенных веществ, которые легко удаляются отстаиванием и фильтрованием. Степень очистки от взвешенных веществ на данном этапе состав- ляе 87%, остаточное содержание 36-37 мг/л. Затем проводят конденсацию многоатомных фенолов и смоляных кислот путем насыщения воды кислородом при рН 7,5 и температуре 35°С для чего подают в воду воздух в течение 1 , 5 ч с интенсивностью 6м/ , а в другую порцию воды подают кислород в течение 30 мин с интенсивностью 1,5 м3/м1 ч до концентрации растворенного кислорода 6 мг/л.г По окончании процесса конденсации вода приобретает темно-синий, почти черный цвет. Далее воду подвергают коа- гуляционной обработке дозой коагулянта 180 мг на I г ХПК. Образуются

5

400510

хорошо оседающие хпопья. Череi 2 ч вода полностью осветляется, гтлнопит- ся прозрачной, окрашенной в светло- желтый цвет. Характеристика чищенной ХПК 680-720 мг/л, степень очистки 60-62%, биохимически неокисляекые вещества 38-40 мг/л, степень очистки 92Л; взвешенных и

Q коллоидных веществ нет, степень очистки 100%. В результате биопогичес- кой очистки этой воды п аэротенке степень очистки по ВИК5 составляет 100%.

5 ,П р и м е р 7. Сточную воду по примеру 6 сначала разбавляют биохимически очищенной водой до ХПК - 880 мг/л. Биохимически очищенная вода имеет ХПК 150 мг/л,содержит

20 70 мг/л органических веществ.После разбавления происходит выпадение взвешенных веществ, которые отстаиваются и легко фильтруются. Степень очистки от взвешенных веществ на дан25 ном этапе составляет 86%, остаточ- цче содержание 39 мг/л, Затем проводят конденсацию многоатомных Фенолов и смоляных кислот путем насыщения воды киглгфодом при рН 4 и г рратуре. 15° L, для чего подают в ВОДУ воздух в течение О,Я ч с интенсивностью 4 м , ч другую порцию подают кислоро в течение 15 мин с интенсивностью 0,8 м 3/ м7 ч до кон

пентрации растворенного кислорода

4 мг/л. Вода становится темно-серой с синим оттенком, что указывает на протекание частичной гонденсации.Далее воду подвергают коагуляциоцной

обработке дозой коагулянта 140 мг/на 1 г ХПК, Образуптся хлопья,которые через 2 ч оседают. Вода остается мутной, окрашенной в темно-желтый цвет. Характеристика очищенно- ; воды:

ХПК 1100-1080 мг/л, степень очистки биохимически неокисляемые вещества 189 мг/л, степень о и- стки 60%. В резупьтате биологической очистки этой воды в аэротенке

степень очистки по БПК составляет 92%, КПК5иг, 655 мг О /л, БПК5омИи, 52-53 мг Оа/л.

Примере. Сточную воду по примеру 6 сначала разбавляют ее речной водой до ХПК 1200 мг/л. Выпадение взвешенных веществ не наблюдается. Затем проводят конденсацию многоатомных фенолов и смоляных кислот путем насыщения воды кислородом при

Ч15

рН 11 и температуре , для чего подают в воду воздух в течение 2,5 ч с интенсивностью 8 м3/мг ч до концентрации растворенного кислорода 3 мг/л, в другую порцию води пода ют кислород в течение 50 мин с интенсивностью 2,5 м3/мэ ч до концентрации растворенного кислорода 9 мг/л„ В случае подачи воздуха наблюдается сильное пенообразование, Вода в обоих случаях приобретает темно-синий, почти черный цвет. Далее воду подвергают коагуляционной обработке дозой коагулянта 210 мг/л. Образуются хлопья, которые через 2 ч оседают, но вода остается мутной. Характеристика очищенной воды при поцаче в воду воздуха: ХПК 1200 мг/л,степень очистки - 33%; биохимически неокисляемые вещества 184 мг/л,степень очистки 62%; взвешенные и коллоидные вещества 255 мг/л, степень очистки 50%, В результате биопогичес кой очистки -этой воды в аэротенке степень очистки по БПК5 составляет 40%, ВПК , исх 655 мг 07/л.

Характеристика очищенной води прч подаче в воду кислорода: ХПК - П70 мг/л, степень очистки 15%; биохимически неокисляемые веществ 95 мг/п, степень очистки 80%; ПЗВР- гаенные и колпоидные вещества 240 мг/п, степень очистки 53%. В ре- эулыэте биологической очистки воцм в азротенке степень очистки по состзвляе 437, ВПК 5 йс 65 мг Оа/л.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позчо ляет повысить степень очистки от взвешенных и коллоидных веществ с

00 г-12

90 до 1007, гт IPC 1 и прокис- с 0 до 90-957, по ХПК с 15 - 2 п- , по ГЛТ1С5 г 91-98 до 99,- 007 трп-пво при комбинации предлагаемых приемов,

Удешевление предлагаемого способа по cpaBHfHHio с известным происходит за счет снижения дозы KoarvnHHTi,

10 и(КПШ1ения применения мщр-жгида

кальция, использов 1т1ич рместо сернг- кислот-о алюминия отхода химической промьччченности - алюминате натрия, использования типового оборудования,

1C а им н 1 1 исключения и i t хемп фильтров специальной конеrpvj цин, исключение допчисткн воды.

20

Формула изобретения

1 Гпо об очистки сточных род де ревгобг тГатмваюгарй пгомт тленноет i, -1,лк) Roai уяп то алюмосодержа- щим оеч ен1Ом с norпедлтошип с-гдслс; ТЧРМ осатка, о т т и ч i n ш и с я ТРМ что с пгв 1 iemn -roTSPlli

С 14 КС Г . L Ч ПС ЛС -1 Л г

точ. гч f пь тит к ЧР с нме ЛЬ1 п )-tf -i,n т до Х Ж (i)-i ПО 1г/п,ч с t |цач К| породом р( KOHHFH рации 5- т/j iioi п i-Ю i- -рмпрра гурс

ts- jO f

к( arv ч in 10

I TT 1 С О

., м- peaic i и i1 на ер то i( HI i ш1 VMJI JM КГТИЧРГ i e П° -200 %jr ,1 I г Х1И„

2, ГПО О ПО П.1 , т И Ч i ч

ч и г л ТРИ, что н тсыщенир води ьис чоподо приводя: nvi е П|)

ТСИС Л ЭрОДПМ В ГРЧГНИР MViiI При ИНТОНСИ ЧОСТИ 1-2 м J ПГ П

тем продт/ 1 ч -ду-пм

, ч f -1Г

2 ч пои и ТРнслш юсти ri-/ г

Таблица 2

Изобретение относится к способам очистки сточных вод, образующихся на предприятиях деревообрабатывающей промышленности и представляющих собой устойчивую коллоидную систему с большим содержанием органических веществ, в том числе биохимически неокисляемых. Целью изобретения является повышение степени очистки, удешевление и упрощение процесса. Для осуществления способа сточные воды разбавляют до ХПК 900-1100 мг/л чистой или очищенной водой, проводят конденсацию многоатомных фенолов и смоляных кислот путем насыщения воды кислородом до концентрации его 5-8 мг/л при PH 5-10 и температуре 35-50^с, затем обрабатывают алюмосодержащим коагулянтом дозой 150-200 мг на 1 г ХПК. Способ позволяет по сравнению с известным повысить степень очистки от взвешенных и коллоидных веществ с 90 до 100 %, от биохимически неокисляемых веществ с 0 до 90-95 %, по ХПК с 15-25 до 55-69 % по БПК₅ с 91-98 до 99,5-100 %, а также удешевить и упростить процесс очистки. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

Редактор Н.Яцола

Составитель Л.Ананьева Техред Л.Олийнык

Заказ 19

Тираж 778

ВИНИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 111035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

-. - -- - - . -...- ---- --. - - « .,-.- -- - - - - ....«

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Корректор Т.Палий

Подписное