Способ очистки сточных водСульфАТНО-цЕллюлОзНОгО пРОизВОдСТВА Советский патент 1981 года по МПК C02F1/52 C02F1/24 B03D1/16 C02F1/52 C02F101/30 C02F1/24 C02F101/30 B03D101/02 B03D103/00 C02F103/28 

I I Изобретение относится к очистке сточных вод методом пенной флотации и может быть использовано при очистке вод, содержащих различные шламы, например сульфатно-целлюлозного производства. Известен способ очистки сточных вод сульфатно-целлюлозного производства флотацией с применением в качестве флотореагентов алюминиевых квасцов к цетилдиметилбензиламмоний бромида, в котором введением катионактивного флот реагента осуществляют очистку сточных вод и от производства крафт - бумаги. При этом способе очистки удается добиться снижения ХПК (на 9О%), цветности (на 9О%) и ВПК5 (на 45%). Процес очистки протекает за 2-3 мин, дозы pea гейтов составляют: квасцы ЗОО мг/п, флотореагент 2 мг/л, оптимальная обпас значений рН 6,5-7 l. Однако катионоактивные флотореагевст эффект1шны только в кислой и нейтральной средах. При изменении рН среды в сильнощелочную или сильнокислую область эффективность работы катионоактивных ПАВ резко падает. Широкому применению катионоактивных веществ в процессах очистки стачных вод препятствует также их высокая токсичность. Наиболее близким по техшгческой сущности и достигаемому результату к пред- . лагаемому является способ очистки сточных вод сульфатно-целлюлозного производства с использованием в качестве pea- гентов сульфата алюмшшя и водорастворимого полимерного флотореагента - собирателя метилцеллюлозы с последующим отделением полученного осадка флотацией, который осуществляют путем осаждения загрязнений сульфатом алюминия к последующей флотацией осадка в пену с использованием в качестве флотореагента водо- растворимой неТОКСИЧНОЙ метилцеллюлозы причем соотнощение метилцеллюлозы и сернокислого алюминия составляет . Способ обеспечивает высокое качество очистки воды, а проведение процесса в среде, близкой к нейтральной, снимает I вопросы, связанные с коррозией очистной аппаратуры, кроме того способ очистки сточной воды с использованием метилцеллюлозы снижает токсичность метилцеллюлозы и процесса переработки, а также утилизацию пенного продукта. Недостатками способа являются низка производительность очистки и длительность во времени флотационного отделения загрязнений от очищенной воды, неиз бежно связанная с громоздким аппаратур НЫ1Л оформлением процессаВысокая эффективность очистки достигается за счет больших расходов флотореагента, не решена проблема регенера ции реагента и большой расход метилиеллюлозы невыгоден для предприятий эконо мически кроме того, метилцеллюлоза, не обеспечивает эффективного обезвоживания отработанного шлама (пенный продукт), что влечет за собой еще одну ступень об работки - уплотнение пенного п{эодукта Способ также практически неприемлим в отношении обработки.концентрированных стоков. Цель изобретения - сокращение времени процесса очистки, расхода флотореагента и повышение степени концент- р1фования загрязнений в пенном продукте Поставленная цель достигается путем использования в известном способе в качестве водорастворимого полимерного фл тореагента-собирателя используют пояиок сиэтилен, причем соотношение сульфата алюминия к полиоксиэтилену составляет 30 : 4 - 1. Предпочтительно использовать полиоксиэтилен с кулярной массой 1ДО - 8.1О Способ осуществляется следующим образом. В сточную воду вводят сульфат алюминия, а затем полиоксиэтилен указанной молекулярной массы с последующим флотационным отделением загрязнений в пенный продукт, при этом отноще1ше сульфат алюминия - полиоксиэтнлен составляет от ЗО:4 до ЗО:1. При низкой токсичности полиоксиэтил обладает высокой избирательностью в отношении извлечения щлам-лпигнина в пену. П р и м е р. К 100 мл сточной воды содержащей липшн в количестве ЗООмг добавляют коагулянт-сернокислый алюми ршй 4,8 мл из расчета 1% по . П этом растворенные примеси выделяются 8 из раствора в виде твердой фазы и соосаж даются с гидроокисью алюминия. При очистке концентрированных стоков, содержащих 60О мг/л и 2ООО мг/л лигнина и 100 мл сточной воды, добавляют I мл и 3 мл серной киcлoты соответственно, перемешивают и добавляют коагулянтсернокислый алюминий по Oi 78 и 1,0мл, После перемешивания в течение 3 мин в образующуюся суспензию вводят от 0,5 до 3,6 Мл 0,1%-ного раствора водорастворимого полиоксиэтилена, вновь перемешивают в течение 2 мин и подают смесь во флотационное устройство, представляющее собой стеклянную трубку диаметром 40 мм, которая в нижней части имеет диспергатор воздуха (стеклянные фильтры Шотта N3,4). Применение полиоксиэтилена позволяет в 5 раз сократить время отделения щламлигнина от.очищенной воды (1-2 мин по , предлагаемому способу против Ю мин для одного и того же объема очищаемой воды). Кроме тoгo сокращается расход флотореагента в 2-7 раз при одинаковом качестве очистки для разбавленного потока (содержание загрязнений шлам-лигнина 300 мг/л). Данный.способ оказывается высокоэффективным и в случае очистки концентр1фованных сточных вод, содержащих 2ООО мг/л щлам-ллигнина, при этом качество очистки воды такое же, как и для разбавленной сточной воды, а кониент- ргфование загрязнений в пене даже выше, Использование полиоксиэтилена позволяет также добиться степени концентрирования загрязнений в яене до 30-45 г/л за одну ступень. Для такого гидрофильного продукта как шлам-лигнина это свидетельствует о большой к нему избирательности полиоксиэтилена и высокой гидрофобизирующей его способности. Такой влажности пены (96-97%) шлам-лигнина в других способах удается добиться лишь после второй ступени сгущения. Данные по очистке сточной воды сульфатно-целлюлозного производства методом пенной флотации с применением в качестве полиэлектролита нетоксичного водорастворимого полиоксиэтилена с МОЛ.М 1,-1О , Б. 10 представлены в табл.i. В табл.2 представлены данные по очистке воды с применением реагента метилцеллюлозы. Из сопоставления табличньгх данных следует, что как известный, так и предлагаемый способ обеспечивают высокое качество очистки воды (без внесения

вторичных загрязнений), но при этом следует отметить высокую производительность процесса очистки с полиоксиэтиленом как для разбавленны:), так и концентрированных стоков, при этом скорость процесса оказывается очень высокой при хорошем качестве осветленной воды. Если по известному способу оптимальное соотношение реагентов (сульфат алюминия - ) составляет 3:1, то по предлагаемому это отношение изменяется и равно от ЗО:4 до 30:1. ЕСЛИ в известном способе эффективность полиэлектролита не изменяется с увеличением его молекулярной массы, т.е. не уменьшается ни доза, ни врется очистки при изменении молекулярной массы, то в случае использования полиоксиэтилена устанавливается прямая зависимост между .его поверхностной активностью в отношении извлечения шлам-лигнина в пену и его молекулярной массой. Эффективность процесса тем выше, чем больше молекулярная масса используемого полиоксиэтилена. Так замена полиоксиэтилена с мол.м. IlO на образец с М.М вЮб позволяет сократить расход флотореагента в 3 раза, время флотации в 2 раза, при этом влажность пены уменьшается от 97% до 96%, что соста ляет увеличение содержания твердого вещества в пене от 30 г/л до 40 г/л. После следующей ступени сгущения шлама в напорных флотаторах удается получить продукт с влажностью 97% {содержание твердой фазы ЗО т/л)

Высокоэффективный процесс очистки по предлагаемому Способу возможен, лишь при определенных соотношениях вводимых реагентов сульфата .алкяизания и полиоксиэтилена. Это соотношение из- меняется от ЗО:4 до ЗО:1 в зависимост от модекулярной массы вводимого полиоксиэтилена и, начинаяс концентрации загрязнений порядка 600 мг/л, наблюдается одинаковый вид отношения сульфат алкжлиния-полноксиэтилек ЗО:2,5-1.

При концентрациях лигнина порядка ЗОО мг/л отношение сульфат алюминия и полиоксиэтилена изменяется и становится равным 30:3,7:2,5:1,25.

В приведенных выше отношения сульфат алюминия-полиоксиэтилена граничными значениями являются ЗО:4 и ЗО:1. Подбор оптимальной дозы полиоксиэтилен облегчается тем, что он проводится при заданной дозе сернокислого алк линия. Оптимальная доза А 2 ( 4 ) ъ определяется требованиями, предъявляемьгк1Н к качеству очищенной воды, а по полноте выделения загрязнений в твгфду фазу путем их соосаждения на оксигидратном осадке алюм1шия. Недостаток вводимого обеспечивает погеюты выделения загрязняющих веществ, а избыток приводит к пептизации осадка и частиному переходу ионов Абв раствор очищенной воды.

Оптимальной дозой флотореагента является то его минимальное количество, которое обеспечивает полное и быстрое отделение загрязнений в пенный продукт при минимальной етх) влажности. Нижний предел отношения сульфат алюминияполиоксиэтилен, равный 30:4, имеет место для сточных вод с содержанием лигнина ЗОО мг/л. Увеличение доли полиоксиэтилена в этом отношении не приводит к заметаому улучшению качества очищенной воды, однако при этом наблюдается некоторое сокршаение времени протекания процесса, но это достигается за счет увеличения дозы флотореагента на 33%.

Отношение 30:1(128:4 и ЗООгЮ) соблюдае1ч;я при обработке сточных вод с содержанием лигнина 6ОО мг/л и 2ООО мг/л, увеличение доли полиоксиэтилена в этом отношении не приводит как к ощутимому изменению качества очищенной воды, так и уменьшению влажности пены. Напротив f уменьшение дол полиоксиэтилена до значений, выходящих за пределы указанного отношения, вызывает с 1ижение скорости процесса очистки,- эффекта очисткиг..

Предлагаемый способ очистки по сравнению с известным сокращает время очистки в 5-6, а дозы полиэлектролита в 2-1О раз, кроме того уменьшает влажность пены, что облегчает ее дальнейшую переработку и расширяет границы использования полимерных реагентов для очистк концентрированных (локальных) стоков . На установке производительностью 2,4 л/ч удалось добиться обеспечивания жидкости на 99% и удаления лигнина на 97%.

Использование для очистки типовых обогатительных машин с учетом капитальных, эксплуатационных и амортизационных затрат ожидаемый экономический эффект в условиях одного целлюлозного завода составит около 5ОО тыс. рублей в год.

8

O (Юr Ю ЮCD fOt- to 10

Ci)030)050)

Ч f.

CD CDt ю ю

0)0-030)0)

lO о Ю о 00 CM

Таблица2

Формула изобретения

I. Способ очистки сточных юд сульфатно-целлюлозного производства, вклгочающий последовательную обработку сульфатом алюминия и водорастворимым полимерным флотореагентом-собирателем с отделением полученного осадка флотацией в iieHv о тличаюшийс я тем, что, с целью сокращения времени флотации, расхода полимера и повышения степени концентрироиания загрязнений в пене, в качестве водорастворимого полимерного фотореагента-собирателя исполь-

зуют полиоксиэтилен, причем cooTHoniouire .сульфата алюминия .к полиоксиэтилену составляет ЗО:4-1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l.Joyrncie of-the EnNiJ-oMmentaP etv 8fi ieerin division ,voC.100,N(Q t E 3, 1974, p. 628.

2. Авторское свидетельство CCCI № 607786. КЛ, С 02 С 5/O2, О2.О8.7в