Способ очистки сточных вод от красителей Советский патент 1992 года по МПК C02F1/28 

Изобретение относится к способам очистки промышленных стоков, содержащих растворенные вещества, например, красители в красильно-отделочном производстве текстильной промышленности.

В настоящее время очистка промышленных сточных вод основана на применении гидролизующихся коагулянтов - разбавленных растворов солей хлоридов и сульфатов алюминия и железа (111). Для интенсификации процессов хлопьеобразова- ния и осаждения коагулянтов и взвешенных частиц при очистке сточной воды в качестве флокулянтов используют природные и синтетические высокомолекулярные водорастворимые органические полимеры.

Наиболее близим по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому изобретению является

извлечение красителя в присутствии ПАВ (поверхностно-активные вещества) с помощью коагулянтов -сульфатов и хлоридов алюминия и железа (111), а также использование с той же целью высокомолекулярных полимеров - флокулянтов совместно с коагулянтами 1.

Недостатками известного способа являются 10-15 кратные разбавления сточных вод крэсильно-отделочных производств фабрик с целью снижения концентраций красителя и ПАВ перед введением коагулянтов, а также применение очень разбавленных растворов коагулянтов и флокулянтов. Коагуляция сточных вод целесообразна лишь при небольших концентрациях красителя до 50 мг/л и ПАВ до 20 мг/л. В более концентрированных растворах, содержащих ПАВ, образуются мелкие плохооседаю- щие хлопья гидроксида. Применение растворов сильно разбавленных солей - коагулянтов С 50-250 мг/л At2(S04b 18Н20 максимально увеличивает адсорбционную поверхность осадка гидроокиси, а наибольшее флокулирующее действие полимеров проявляется при их концентрациях 0,1-5 мг/л.

Таким образом, для процессов очистки сточных вод необходимы значительные дополнительные количества чистой природной воды, реагентов - коагулянтов и флокулянтов при невозможности их повторного применения, а также проблемы регенесл

С

vi

N ю

Ю

рации и утилизации объемистого и обводненного осадка - продукта очистки

Целью изобретения является увеличение степени очистки сточных вод текстильной промышленности, после ванн крашения и промывки, сокращение расхода коагулянтов и флокулянтов, снижение обье- мов сточных вод, многократность использо- вания сорбента. Поставленная цель достигается тем, что очистку производят с помощью осадка, образующегося из молекул красителя и ПАВ. содержащихся в очищаемой воде.

Для осуществления способа, осадок, внешне похожий на ил, формируют при сме- шивании растворов органических и неорганических полимеров со сточными водами из под ванн крашения и промывки (с содержанием красителя 500-900 мг/л и ПАВ 250- 300 мг/л). При рН 5-11 образуется осадок. который после отстаивания вновь смешивают с новой порцией сточной воды. Начинается расслоение раствора. В верхней части очищенный бесцветный прозрачный слой йоды, а в нижней - легкоподвижный цвет- ной осадок, Многократностью смешивания осадка со сточной водой достигается увеличение сродства поверхности адсорбента - осадка к молекулам красителя в сточной воде, что заметно влияет на скорость процес- са очистки. Происходит нарастание объема осадка и его качественный показатель - иловый индекс становится не менее 70 г/л.

Органические водорастворимые пол- имеры используются в качестве флокулянтов - до 10 мг/л очистки сточных вод, В изобретении предлагается использовать эти растворы полимеров с такой концентрацией, при которой происходит образование комплексов полимер-вода, стабилизированных водородными связями и имеющих структуру сходную с кристаллической (например, водный раствор полиоксиэтилена с концентрацией от 1 до 50%). Водораствори- мые неорганические полимеры - комплексные соединения, в которых атомы металла связаны между собой посредством мостико- вых ОН-групп, т.н. оловых групп. Они образуются в пересыщенных растворах солей, например, в хлоридах, сульфатах, нитратах алюминия; содержат агрегаты с молекулярной массой 4000-6000, в состав которых входят катионы металлов, группы - ОН , анионы и молекулы воды. Такие полимеры имеют сходную с кристаллической пространственную трехмерную структуру. При смешивании со сточной водой (рН 5-11) растворов полимеров происходит их коагуляция с выпадением в осадок частиц, содержащих в себе большое количество молекул красителя, имеющего в своем составе как ароматические кольца, так и функциональные группы: -50з , -МНз+. Этим достигается максимальное сродство поверхности осадка к молекулам красителя в сточной воде. В дальнейшем, по мере нарастания слоев из молекул красителя на поверхности исходного осадка, происходит отрыв крупных частиц - конгломератов, состоящих только из молекул красителя, которые в свою очередь выполняют роль адсорбента.

Таким образом, в заявленном способе очистки используют корпоративные межмолекулярные силы взаимодействия между молекулами красителя. Исходный полимер необходим только в качестве зародышеоб- разователя осадка и потребность в введении дополнительных порций коагулянта - полимера отсутствует, Одновременно с красителем из сточной воды удаляется часть ПАВ, Очищенная вода прозрачна; цветность отсутствует, что позволяет ее вернуть в производственный цикл. Избыток осадка, представляющего собой смесь красителя с ПАВ, утилизируется или регенерируется.

Пример 1. 15г полиоксиэтилена (марки ПЭГ-1000) растворяют в 985 г воды и смешивают с 9 л сточных вод, содержащими 600-900 мг/л красителя - сернистого синего 3 и 200-300 мг/л ПАВ - Диталан-OTS. Раствором щелочи доводят рН смешанного раствора до 7-11. Выпадающий осадок отделяют от жидкости и смешивают с новыми порциями сточной воды. После 8-10 кратного смешивания образуется осадок с иловым индексом не менее 70 г/л. Степень очистки сточной воды: красителя - 98-99%, ПАВ-70-80%.

Пример 2. 450 г полиоксиэтилена (марки ПЭГ-1000) растворяют в 550 г воды и смешивают с 9 л сточных вод, содержащих 700-900 мг/л смеси красителей - сернистых черного и коричневого Ж и 300-350 мг/л ПАВ Талка. Дальнейшие действия как в примере 1. Степень удаления красителя из сточной воды 99-100%, ПАВ - 82-85%.

Пример 3, 1л раствора неорганического полимера на основе соли алюминия, например, (с соотношением А13+:С11 2:3) смешивают с 9 л сточной воды, содержащей 300-350 мг/л красителя Диазоль алый К и ПАВ Талка - 200-300 мг/л. Дальнейшие действия как в примере 1. Степень удаления: красителя-99-100%, ПАВ-90-97%.

Пример 4. 1л раствора неорганического полимера на основе соли алюминия, например, AlCIs (с соотношением 3:3) смешивают с 9 л сточной воды, содержащей 800 мг/л красителя - сернистого коричневого Ж и 300 мг/л ПАВ - Диталан- OTS Дальнейшие действиям как в примере 1. Степень очистки: краситель - 99-100%, ПАВ - 95-98%.

Полученные результаты очистки приведены в таблице.

По известному способу берут коагулянт из расчета 500 мг/л сточной воды. Соотношения ингредиентов для полулучения осадков находится в средней части диапазона предельных соотношений, указанных в примерах. Анализ на содержание красителей и ПАВ проводят на спектрофотометре по калибровочным графикам при следующих длинах волн: краситель - диазоль алый К - А 430 нм, краситель - сернистый коричневый Ж - Я 395 нм, ПАВ - Я 650 нм.

На основании данных таблицы можно сделать выводы:

В отличие от осадка, полученного на полимерной основе, осадок коагулянта обладает более слабыми сорбционными свойствами.

У осадка на основе неорганического полимера сорбционная способность несколько выше, чем у осадка на основе поли- оксиэтилена.

Использование полимера в качестве за- родышеобразователя осадка - адсорбента позволяет отказаться от химических реагентов - коагулянтов и флокулянтов, т.к. в про- цессе очистки происходит увеличение массы осадка - адсорбента за счет молекул красителя.

Степень очистки воды сорбентом позволяет вернуть ее в производственный цикл и сократить потребности в воде,

Формула изобретения

1.Способ очистки сточных вод от красителей, включающий обработку реагентом с последующим отделением осадка, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения степени очистки сточных вод текстильной промышленности, в качестве реагента используют осадок с иловым индексом не менее 70 г/л, полученного при многократном

смешивании полиоксиэтилена или олово- го полимерного комплекса, содержащего алюминий с очищаемой водой

2.Способ по rt. 1, отличающийся тем. что полиоксиэтилен используют в виде

раствора с концентрацией 1.5-45 мас.%.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что оловый полимерный комплекс используют при соотношении ионов алюминия и аниона 2-3:3. ,

Использование: очистка сточных вод красильно-отделочных производств текстильной промышленности. Сущность изобретения: обработку ведут осадком с иловым индексом не менее 70 г/л, полученного при многократном смешивании полиоксиэтилена или олового полимерного комплекса/ содержащего алюминий с очищаемой водой. Полиоксиэ- тмлен используют в виде раствора с концентрацией 1,5-4,5 мас.%, а полимерный комплекс - при соотношении ионов алюминия и аниона 2-3:3. 1 н.п. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.