Способ очистки щелоксодержащихСТОчНыХ ВОд СульфАТцЕллюлОзНОгОпРОизВОдСТВА Советский патент 1981 года по МПК C02F1/44 B01D61/02 C02F1/44 C02F101/10 C02F101/30 C02F103/28 

1,0 мкм. После достижения стабильных показателей очистки воды, т.е. окончания формирования динамической мембраны, процесс проводят в том же режиме с получением фильтрата постоянного jcocTasa З. Однако этот способ позволяет при относительно- низком давлении (до 15 ат) эффективно удалять из щелоксодержащей сточной воды только окрашивающие, высокомолекулярные .. вещества и не обеспечивает 9 истку от ионных примесей. Для задержания, ионных примесей требуется давление не менее 15-25 ат, причем максимальное их удаление достигается при 25-35 ат, а для некоторых видов щелоксодержащих сточных вод более 50 ат. При этом максимальная степень очистки щелоксодержащих сточных вод разных видов составляет, %: по цветности (Чцвет) 96-99 по окисляемоети (Чок ) 78-96; по Ыа: --иону (Ч ..1„4) 36-78. Необходимость создания высокого рабочего давления приво.ит к более жестким требованиям в отношении конструктивного оформления установки, подбора насЪсов, герметизации оборудования, механической прочности подложек, эксплуатации оборудования а также к дополнительным затратам электроэнергии, что усложняет и удо рожает технологию очистки. Проведени прот;есса при высоком давлении требу высокой степени турбулизации фильтр мого раствора над поверхностью . мембраны, соответствующей величине критерия Re 2500-4800, поскольку большое дсавление способствует быстр му накапливанию мембранообразующего компонента в динамической мембра не и увеличению концентрационной поляризации. Необходимость повышени турбулизации усложняет эксплуатацию установки, приводит к дополнительны затратам электроэнергии, увеличению рабочего объема установки. Время фо мирован51я динамических мембран продолжительно и составляет от 4-6 ч до нескольких суток, а для отдельны видов щелоксодержащих сточных вод формирование их вообще не достигает ся. Длительное формирование динамических мембран, требующих периодического обновления или восстановлени также усложняет и удорожает технологию очистки. С помощью динамическ мембран предъявляются-жесткие требо вания к используемым пористым подло кам, а именно требования высокой ме ханической прочности и стойкости в щелочной среде, что обусловлено высоким рабочим давлением и большой величиной рН- щелокеойержащих сточны вод сульфатцеллюлозного производств Кроме того, степень очистки зависит от размера пор подложек и ухудшаетс с увеличением размера пор, поэтому ля обеспечения максимальной степени чистки сточных вод требуются мелопористые подложки. Все эти требоания ограничивают ассортимент подожек, пригодных для,проведения проесса. Цель изобретения - повышение степени очистки от всех видов примесей и упрощение способа очистки. Цель достигается тем, что согласно способу сточную воду перед фильтрованием подкисляют серной кислотой, предпочтительно до величины рН, превышающей на 1,5-2,5 ед. рН коагуляции примесей воды. С понижением рН степень очистки (и прежде всего от ионов Na) повышается. Однако нижний предел рН ограничивается коагуляцией лигниновых компонентов щелоксодержащих сточных вод, которые являются мембранообразующими,и в скоагулированном виде не способны формировать ионоселективные динамиаеские мембраны. Величина рН, при которой начинается коагуляция, зависит от вида щелока, попадающего в сточную воду, его концентрации, содержания электролитов/ и т.д. и обычно находится в пределах 3,5-5. Необходимость превышения этой величины на 1,5-2,5 ед. в предлагаемом способе обусловлена тем, чтобы не допустить коагуляции в самом процессе очистки, т.е. при циркуляции щелоксодержащей воды и ее концентрировании. Использование для подкисления щелоксодержащих сточных вод серной кислоты связано с тем, что является одним из основных составляющих анионов щелоксодержащих сточных вод, т.е. не является посторонним компонентом, и его ввод не усложняет технологию очистки. Способ осуществляют следующим образом. В сточную воду, содержащую щелок, с известным значением рН коагуляции вводят серную кислоту в-количестве, при котором рН раствора превышает рН коагуляции на 1,5-2,5 ед. Подкисленную щелоксодержащую сточную воду направляют в многосекционный аппарат типа фильтр-пресс, в котором на по ристых подложках идет формирование динамической мембраны из комгюнентов сульфатного щелока. После формирования полупроницаемой мембраны идет очистка сточной воды от высокомолекулярных, и ионных примесей. Пример. Из черного щелока, образовавшегося после сульфатной варки хвойных пород древесины с концентрацией по ттухпму остатку 267 г/л разбавлением попучают аналог щелоксодержащей сточной воды (щелко А) со следукадими показателями: Концентрация по 7,23 г/л сухому остатку 19000°ПК Цветность 11440 мг Концентрация Na -HOHa1000 мг рН12 Величина рН, при которой щелок коагулирует, составляет 4,7. В 20 л щелока А добавляют 16 мл концентрированной серной кислоты,. при этом его рН понижается до 6,25 Полученный подкисленный щелок А под давлением 10 ат при циркуляции с Re 140 подают в 8-секционный аппарат типа фильтр-лресс, в котором ус танавливают соответственно 8 типов пористых подложек со средним размером пор от 0,2 до 0,8 Мкм и рабочей поверхностью каждой 0,0157 м . Отвод фильтрата осуществляют раздельно из каждой секции. Через 3 ч на всех подложках формируются динамические мембраны, о чем свидетельствуют постоянные показатели качества фильтрата, которые практически не, изменяются в течение 52 ч работы установки. В табл. 1 приведены стабильные показатели качества фильтрата (цветность, сухой остаток, ХПК концентрация Na-иона) и соответствующая им степень очистки сточной воды по этим показателям, т.е. селективность мембран (fu,BeT / cvx Пример 2. Черный щелок, полученный после опытной сульфатной варки целлюлозы с концентрацией по сухому остатку 200 г/л, разбавляют до уровня типичной щелоксодержащей сточнойг воды (щелок Б) со следующими показателями: Концентрация по сухому остатку . -7,77 г/л Цветность19500 ПКШ ХПК12600 Концентрация Ыа -иона1200 мг/л рН11 Величина рН коагуляции щелока Б составляет 3,8. Добавлением концентрированной се ной кислоты щелок Б подкисляют до РН 6,1 и проводят процесс в условия аналогичных примеру 1, однако с дру гим набором пористых подложек. В табл. 2 приведены стабильные показа тели качества фильтрата, установившиеся в зависимости от характеристик пор подложек через 10-24 ч, и соответствующая им -степень очистки сточной воды по цветности, сухом х:татку и Na-иону. Как видно из табл. 1 и 2, предла гаемый способ обеспечивает при низком давлении (10 ат) и невысокой степени турбулизации циркулирующей жидкости (Reqj 140) эффективную очистку щелоксодержащих сточных вод от всех основных видов примесей,в том числе ионных.Степень очистки практически не зависит от типа и размера пор подложек в пределах от 0,03 до 1,О мкм и в среднем для щелока А составляет,: по цветности 97,65 по сухому остатку 92,30, по ХПК 95,30; по Ыа -иону 90,ЗС; для щелока Б: по цветности 95,59; по сухому остатку 42,50; по Ыа -иону 41,56. Подкисление щелоксодержащей сточной воды перед очисткой обратным осмосом сокращает время фор«1ирования динамических мембран в среднем в 2,5 раза. Кроме того, даже .небольшое Подкисление сточных вод, из которых без подкисления динамические мембраны не образуются, позволяет их формировать. Сравнительные данные эффективности очистки щелоксодержащих сточ-, ньах вод сульфатцеллюлозного производства известного и предлагаемого способов представлены в табл. 3. Из таблицы 3 видно, что подкисление сточной воды позволяет снизить рабочее давление по сравнению с известным способом в 2,5-5 раз, что обеспечивает уменьшение степени турбулизации циркулирующей жидкости. Снижениедавления и турбулизации упрощает конструктивное оформление установки, снижает затраты электроэнергии. Кроме тОго, предлагаемый способ расширяет ассортимент подложек, пригодных для проведения процесса, а именно с равной эффективностью позволяет использовать в качестве подложек пористые материалы с- различным размером пор (от 0,03 до 1,0 мкм); ультрафильтры разных марок, предназначенные для работы при низком давении, ядерные фильтры, имеющие квозные цилиндрические поры/ вслед- твие снижения рН допускает использоание широко производимых в нашей тране ультрафильтров на основе цетатов, нитратоз целлюлозы, полигилиа, имеющих ограниченную рабочую бласть рН. Упрощение конструктивного оформения аппарата, в котором осущестляют очистку обратным осмосом за чет снижения давления и турбулизаии, расширение ассортимента подложек, лучшение мембранообразующей спообности щелоксодержащих сточных вод прощает способ очистки и делает его олее эффективным. Формула изобретения Способ очистки щелокеодержащих сточных вод сульфатцеллюлозного производства от высокомолекулярных и иоиных примесей обратным осмосом с помсяцью динамических мембран, фор мируемых из компонентов сточных вод при фильтровании последних через пористую подложку с турбулизацией под давлением, отличающийс я тем,что, с целью повышения степени очистки от всех видов примесей и упрощения способа, сточную воду предварительно подкисляют серной кислотой до величины рН, превышающей на 1,5-2,5 ед. рН коагуляции пр месей. , Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Дытнерский Ю. И. и др. Исследование свойств полупроницаемых мембран на основе пористого графита. Труды МХТИ, 1977, вып. 93, с. 111113. 2.Дытнерский Ю. И. и др. Применение графитовых материалов для получения полупроницаемых мембран. Труды МХТИ, 1977,.вып. 93, с. 1073.Терпугов В. Г. Исследование процесса очистки сульфатнЁлх сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности с помощью полупроницаемых мембран. Дис. на соиск. учен, степени канд. технических наук. М., Московский химико-технологический институт им. Д. И. Менделеева, 1978.