Способ ультрафильтрационной очистки сточных вод от красителей Советский патент 1991 года по МПК B01D61/16 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано для очистки стоков красильного производства.

Цель изобретения - повышение производительности процесса очистки.

Для достижения поставленной цели предложен способ очистки сточной воды от красителей, состоящий в обработке очищаемой воды магнитным полем напряженностью 900-2000 Э в течение 20-30 мин и последующей ее ультрафильтрации через крупнопористую мембрану под давлением 0,05-0,3 МПа.

К особенностям органических водорастворимых красителей можно относят промежуточное значение их молекулярной массы, котррая выше, чем у типичных низкомолекулярных веществ, однако ниже, чем у высокомолекулярных соединений. Это означает, что размеры частиц красителей в растворах могут изменяться в пределах 10-100 нм и

более в зависимости от способности их к агрегации в конкретных условиях. Это, в свою очередь, оказывается как на задерживающей способности, так и на производите ль нпсти мембран.

Предлагаемый способ очистки сточных вод от красителя реализуют следующим образом.

Пример 1. Магнитной обработке напряженностью поля 2000 Э в течение 30 мин подвергают техническую воду с концентрацией водорастворимого железосодержащего красителя Зеленый нафтоловый Б(В) 0,2 г/л (мол. м. 878). Требуемая напряженность магнитного поля задается набором постоянных магнитных шайб. Обработанную в магнитном поле техническую воду пропускают через ультрафильтрационную ячейку, снабженную мембраной ацетатцел- люлозной Владипор (УАМ-500) со средним диаметром пор 30-50 нм, под давлением 0,1 МЛа при комнатной темпераw

Ё

ON О Ю

О

ю

туре (табл. 1, пример 27). Для предотвращения образования гель- слоя на поверхности мембоаны раствор над мембраной турбули- зируют с помощью магнитной мешалки. Степень очистки воды от красителя определяют с помощью фотоэлектроколориметра. Задержка красителя достигает.88,0% и остаточная концентрация красителя веточной воде соответствует стандарту, позволяющему сбрасывать очищенную воду в городскую канализацию.

Г1ри рабочем давлении 0,05 МПа задержка красителя составляет86,3%, а производительность мембраны -2,90 10 м/с (табл. 1, пример 26). С дальнейшим понижением рабочего давления до 0,02 МПа задер- жка красителя составляет 86,0%, а производительность значительно снижается до 2,0 м/с (табл. 1, пример 29).

Повышение рабочего давления до 0,5 МПа приводит к снижению задержки красителя {до 80.0%), хотя производительность несколько возрастает (табл, 1, пример 28).

Аналогичны приведенным выше зависимости задержки красителя и производительности мембран при ультрафильтрации растворов красителя, полученных на дистиллированной воде (табл. 1, примеры 16- 24). При этом наблюдаются несколько более высокие абсолютные значения по задержке красителя и производительности мембран..

Как следует из данных, приведенных в табл. 2-3, заметный эффект воздействия магнитного поля на задержание красителя наблюдается лишь при его напряженности 900 Э. При достижении напряженности магнитного поля 2000 Э задержание красителя становится постоянным и не возрастает с увеличением напряженности магнитного поля. Поэтому оптимальным считают напряженность магнитного поля в пределах 900- 2000 Э. Заметный эффект увеличения задержания красителей при обработке их растворов магнитным полем напряженностью 2000 Э достигается при минимальном времени обработки 20 мин (табл. 2). При продолжительности обработки магнитным полем 30 мин достигается постоянная величина задержания красителей, которая не меняется с увеличением продолжительности магнитной обработки растворов красителей концентрацией 0,2-1,0 г/л.

Проницаемость мембраны в указанных пределах напряженностей магнитного поля

и времени магнитной обработки растворов с концентрацией 0,2-1,0 г/л остается практически постоянной (табл. 3).

П р и м е р 2. Магнитной обработке напряженностью поля 2000 Э в течение 30

мин подвергают техническую воду, содержащую 0,2 г/л одного из красителей (прямой, голубой, светопрочный 23 И, кислотный, зеленый, антрахиноновый, яр- кокрасный Н8С, антрахиновый). Обработанную в магнитном поле техническую воду, v содержащую указанные красители, пропу-4 скагат через ультрафильтрационную ячейку, снабженную мембраной УАМ-500, под давлением 0,1-0,3 МПа при комнатной

температуре Для предотвращения гелеоб- разования на поверхности мембраны воду , турбулизуют магнитной мешалкой. Задержка красителей составляет 32-99,8%, а производительность мембраны-(3,1-3,4)

м/с. Задержка красителей после обработки воды в магнитном поле увеличивается на 7-30% (табл. 4).

При использовании предлагаемого способа известным повышается степень очистки воды от красителей на крупнопористой мембране на 6-35% (за счет предварительной обработки сточной воды магнитным полем), а также сохраняется высокая производительность мембранного процесса очистки воды от красителей при использовании крупнопористых ацетатцел- люлозных мембран со средним диаметром пор 30-50 нм.

Формула изобретения

Способ ультрафильтрационной очистки сточных вод от красителей, заключающийся в подаче сточной воды под избыточным давлением на полимерную мембрану и отводе пермеата и концентрата, отличающийс я тем, что, с целью повышения производительности процесса очистки, сточную воду перед подачей на полимерную мембрану обрабатывают постоянным магнитным по- , лем напряженностью 900-2000 Э в течение

20-30 мин.

Таблица 1

Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано для очистки стоков красильного производства. Целью изобретения является повышение производительности процесса очистки путем ультрафильтрации воды через крупнопористые мембраны с предварительной обработкой воды магнитным полем напряженностью 900 - 2000 Э в течение 20 - 30 мин. 4 табл.

Влияние магнитной обработки (напряженность магнитного поля 2000 Э) на ультрафильтрацию раствора красителя Зеленый нафтоловый Б (В) железосодержащий при рабочих давлениях 0,02-0,5 МПа, время магнитной обработки воды 30 мин; ультрафильтрационная мембрана марки УАМ-500).

Таблица. 2

Зависимость задерживающей способности ультрафильтрационной ацетатцеллюлозной мембраны типа Владипор (УАМ-500) от напряжённости магнитного поля и продолжительности обработки раствора красителя

Наименование красителя

Концентрация, г/л

Таблица 3

Зависимость проницаемости ультрафильтрационной ацетатцеллюлозной мембраны типа Владипор (УАМ-500) от напряженности магнитного поля и продолжительности обработки раствора красителя

Наименование красителя

Концентрация, г/л

Зеленый нафтоловыйВ (В), железосодержащий

Зеленый нафтоловыйВ(В) железосодержащий

Давление,

МИа

Задержка красителя, %

Напряженность магнитного поля при 30 мин обработке, Э

Продолжительность магнитной обработки при напряженности 2000 Э, мин

О I 700 J900Т1500J2000|2500

15 Т 20 Т 25 Т 30 | 40

Давление, МИа

Проницаемость мембраны, 10 м/с

Напряженность магнитного поля при 30 мин обработке, Э

Продолжительность магнитной обработки при напряженности 2000 Э, мин

О 700 | 9001 1500 20001 2500

15 Т 20 Т 25 Т 30 I 35

оо

0,2 1,0

0,1 0,1

3,3 3,3 3,3 3,29 3,28 3,20 3,3 3,23,2 3,2

2,96 2,9 2,9 2,7 2,6 2,6 2,88 2,68 2,6 . 2,6

3,2 2,6

Таблица

Влияние магнитной обработки (напряженность магнитного поля 2000 Э, время 30 мин) на ультрафильтрацию водных растворов красителей концентрацией 0,2 г/л при рабочих давлениях 0,1-0,3 МПа (мембрана УАМ-500)

Пример№

Краситель

Прямой голубой светопрочный 23М

То же «

Кислотньй зеленый антрахино- новый То же

7Яркокрасный Н8 С антрахиноновый

8То же

95,0 92,5 90,0

99,8 97,6 i 95,2

85,0 60,6 38,6

82,3 60,7 30,8

85,6 70,1 55,7

87,7 77,3 67,2