РефератыОстальные рефератыОцОценка эффективности новых отечественных реагентов при очистке концентрированных сточных вод

Оценка эффективности новых отечественных реагентов при очистке концентрированных сточных вод

Буцева Л.Н.

НИИ ВОДГЕО, Москва, Россия

Гетманцев С.В., Рашковский Г.Б.

ОАО «АУРАТ», Москва, Россия

Введение

Одним из основных способов повышения эффективности очистки производственных сточных вод является удаление грубодисперсных и коллоидных загрязнений с помощью неорганических коагулянтов. Эффективная химическая коагуляция и оптимальные условия разделения дисперсной среды зависят от качества применяемых коагулянтов и способов проведения процесса очистки производственных сточных вод.

Для очистки производственных сточных вод долгое время применяли и применяют до настоящего времени преимущественно сернокислый алюминий и соли железа. Применение сернокислого алюминия позволяет в большинстве случаев получить очистку сточной воды, удовлетворяющей нормативам качества. Однако сточная вода приобретает нежелательные свойства: завышенное содержание остаточного алюминия, сульфатов, повышенная кислотность, требующая подщелачивания очищаемой сточной воды, для снижения агрессивных её свойств в отношении металлических труб и бетона на очистных сооружениях.

Учитывая это, а также всё возрастающий спрос на применение коагулянтов возник вопрос об изыскании новых коагулянтов, позволяющих при невысоких затратах получать стабильную очистку сильно загрязнённых сточных вод с хорошими физико-химическими свойствами.

Одним из разработчиков новых коагулянтов является ОАО «АУРАТ». Наряду с сернокислым алюминием предприятие разрабатывает и выпускает в настоящее время новые виды коагулянтов. Основными являются полиоксихлориды алюминия, которые выпускаются в виде двух товарных форм: в виде растворов - «АКВА–АУРАТТМ10», «АКВА–АУРАТТМ14», «АКВА–АУРАТТМ18» и в виде кристаллического порошка - «АКВА–АУРАТТМ30» [1-4]. Физико-химические показатели качества продукции, выпускаемой под торговой маркой «АКВА-АУРАТТМ» соответствуют ТУ 6-09-05-1456-96.

В настоящее время на предприятии разрабатываются также смешанные коагулянты на основе полиоксихлорида с сульфатом алюминия марок «АКВА–АУРАТТМ»: «АКВА-АУРАТТМ105», «АКВА-АУРАТТМ110», «АКВА-АУРАТМ170», «АКВА-АУРАТТМ190» и смешанные коагулянты полиоксихлорида с флокулянтами марок «СКИФ»: «СКИФ180»; «СКИФ180-3»; «СКИФ180(FL-45C)»; «СКИФ180(образец 5)»; «СКИФ180(образец №7)».

Методика проведения экспериментов

Исследования по изучению эффективности реагентов проводились на установке пробного коагулирования “Капля” по схеме: смешение, хлопьеобразование и отстаивание. Продолжительность смешения составляла 1 минуту при интенсивности 180 об/мин, продолжительность хлопьеобразования – 10 минут при интенсивности 50 об/мин, продолжительность отстаивания 10 минут. Дозы коагулянтов варьировались в зависимости от вида сточных вод от 30 до 700 мг/л по оксиду алюминия. Эффективность применения коагулянтов марок «АКВА-АУРАТТМ» и «СКИФ» и их смесей с флокулянтами оценивали по остаточной мутности и цветности очищенной воды. В экспериментах были использованы флокулянты марки Праестол: катионный 853 (полимер на основе акриламида и акриловой кислоты) и анионный 2640 (полимер полиакриламидный), а также катионные флокулянты марки «Кафлор-101» №5 (число вязкости 451,99 см3/г) и №7 (число вязкости 306,79 см3/г).

Исследования эффективности коагулянтов самостоятельно и с флокулянтами для очистки промышленных сточных вод от лакокрасочных материалов (ЛКМ) и красителей выполнялись на реальной сточной воде производств акриловых ЛКМ и красильного отделения производства гофрокартона. Состав сточных вод представлен в таблице 1. Сточные воды отличаются высокой дисперсностью загрязнений, которые кинетически устойчивы и не отстаиваются в течение длительного времени.

Таблиц 1. Характеристика сточных вод, содержащих лакокрасочные

материалы и красители.

Вид сточных вод Наименование показателей сточных вод Исходная сточная вода
1 2 3
Сточные воды красильного отделения

Мутность, мг/л

Цветность, град

рН

4698

14873

7,8

- -
Сточные воды лакокрасоч-ного производства

Мутность, мг/л

рН

Колер

11356

7,5

Розовый

18375

6,74

Серый

33401

6,8

Голубой

Результаты проведённых исследований

Очистка сточных вод от дакокрасочных материалов.

Результаты исследований по эффективности очистки сточных вод №1 от лакокрасочных материалов (мутность - 11356 мг/л) с применением коагулянтов представлены в таблице 2. Из представленных данных видно, что оптимальные дозы коагулянтов «АКВА-АУРАТТМ18», «СКИФ180» и «СКИФ180-3» равны и составляют 400 мг/л (поз. 1, 2 и 6). Для коагулянтов марки «СКИФ180(образец №5)», «СКИФ180(образец №7)» и «СКИФ180(FL-45C)» оптимальная доза равна 350 мг/л (поз.3,4, 5). По эффективности очистки эти коагулянты можно расположить в следующей последовательности: «СКИФ 180(образец №7)» > «СКИФ180(образец №5)» > «АКВА-АУРАТТМ18» > «СКИФ180-3» > «СКИФ180»> «СКИФ180(FL-45C)» (поз. 1,2,3 и 4,5,6) Мутность при оптимальных дозах составляет, соответственно, 60 мг/л, 79 мг/л, 101 мг/л, 112 мг/л, 140 мг/л и 167 мг/л.

Сравнение эффективности очистки сточных вод №2 с исходным содержанием лакокрасочных материалов 18371 мг/л (табл.3) с коагулянтами марок «АКВА-АУРАТТМ» по-

казало на одинаковую коагулирующую способность «АКВА-АУРАТТМ10» и «АКВА-АУРАТТМ18». Оптимальная доза реагентов равна 450 мг/л, остаточная мутность очищенной сточной воды – 80 мг/л. При применении смешанных коагулянтов: «АКВА-АУРАТТМ110», «170», «190», на основе полиоксихлорида алюминия плюс сернокислый алюминий, с разным процентным содержанием последнего, их оптимальная доза по оксиду повышается до 700 мг/л. Остаточная мутность очищенной сточной воды при этом составляет 43-61 мг/л (табл. 3, поз.2,3,4).

Таблица 2. Эффективность очистки сточных вод от лакокрасочных материалов

производства ОАО «Спектр» с применением коагулянтов марки «СКИФ».

№№

п/п

Наименование реагента Доза, мг/л Мутность, мг/л
1 2 3 4
Исходная №1 - 11356
1 «АКВА-АУРАТТМ18»

200

250

300

350

400

2405

214

111

101

85

2

«СКИФ180»

200

250

300

350

400

802

214

187

140

133

3

«СКИФ180(FL-45C)»

200

250

300

350

400

417

200

187

167

174

4

«СКИФ(образец 5)»

250

300

350

400

174

107

79

147

5

«СКИФ(образец 7)»

250

300

350

400

192

88

60

77

6

«СКИФ180-3»

250

300

350

400

212

123

112

72

Для повышения эффективности очистки сточных вод от производства ЛКМ были проведены эксперименты по совместному использованию коагулянтов и флокулянтов. Эксперименты проводились на сточных водах с разной степенью загрязнений. В опытах использовались ранее установленные оптимальные дозы смешанных коагулянтов, а дозы флокулянтов изменялись в широком диапазоне от 8 мг/л до 30 мг/л. Результаты экспериментов представлены в таблице 4. Для «АКВА-АУРАТТМ18» были использованы в опытах по очистке сточных вод от ЛКМ совместно с флокулянтами дозы - 350 и 400 мг/л. Эксперименты по совместному применению коагулянтов и флокулянтов при их последовательной подаче представлены на рисунках 1-3.

Таблица 3. Эффективность очистки сточных вод от лакокрасочных материалов

производства ОАО «Спектр» с применением смешанных коагулянтов

марки «АКВА-АУРАТТМ».

№№

п/п

Наименование реагента

Доза,

мг/л

Мутность,

мг/л

1 3 4
Исходная вода №2 - 18371

1

«АКВА-АУРАТТМ18»

250

300

350

400

450

4676

310

95

85

80

2

«АКВА-АУРАТТМ110»

400

500

600

700

943

608

99

43

3

«АКВА-АУРАТТМ170»

400

500

600

700

952

227

114

51

4

«АКВА-АУРАТТМ190»

400

500

600

700

961

321

91

61

Исходная вода №3 - 33401
5 «АКВА-АУРАТТМ18»

300

350

400

450

500

10688

501

120

95

187

Рис 1.

Таблица 4. Эффективность очистки сточных вод от ЛКМ с при совместном

применении коагулянтов и флокулянтов.

№№

п/п

Наименование реагентов

Доза,

мг/л

Мутность,мг/л
1 2 3 4
Исходная вода №1 11356
1 «АКВА-АУРАТТМ18»+ Праестол 2640

350+8

350+10

350+15

350+20

350+25

47

45

31

47

120

2 «АКВА-АУРАТТМ18»+ Праестол 853

350+8

350+10

350+15

350+20

350+25

48

45

19

37

56

Исходная вода №2 - 18371
3 «АКВА-АУРАТТМ18»+ Праестол 2640

400+10

400+15

400+20

400+25

400+30

16

9

8

9

10

4 «АКВА-АУРАТТМ18»+ Праестол 853

400+10

400+15

400+20

400+25

400+30

5

4,5

8

10

11

5

«АКВА-АУРАТТМ18»+ флокулянт №5

400+8

400+10

400+15

400+20

31

27

25

40

6 «АКВА-АУРАТТМ18»+ флокулянт №7

400+8

400+10

400+15

400+20

127

96

69

47

7 «АКВА-АУРАТТМ110»+ Праестол 2640

600+8

600+10

600+15

600+20

256

21

17

17

8 «АКВА-АУРАТТМ170»+ Праестол 2640

600+8

600+10

600+15

600+20

47

37

20

18

9 «АКВА-АУРАТТМ190»+ Праестол 2640

600+8

600+10

600+15

600+20

61

24

20

15

Исходная вода №3 - 33401
10 «АКВА-АУРАТТМ18» + Праестол 853

400+15

400+20

400+25

400+30

15

4

7

24

11 «АКВА-А
УРАТТМ18» + Праестол 2640

400+15

400+20

400+25

400+30

37

25

17

17

12 «СКИФТМ(образец 7)» + Праестол 2640

300+2,5

300+5

300+7,5

300+10

40

38

13

7

13 «СКИФТМ(образец 5)» + Праестол 2640

300+2,5

300+5

300+7,5

300+10

11

4

4

5

При совместном применении и последовательной подаче «АКВА-АУРАТТМ18» и анионного флокулянта Праестол 2640 на сточной воде с мутностью 11356 мг/л было достигнуто повышение эффективности очистки сточных вод от ЛКМ на 70%., а с катионным флокулянтом на 80%. Так, остаточная концентрация лакокрасочных материалов снизилась по мутности с 101 мг/л (табл.2 поз 1), при применении только «АКВА-АУРАТТМ18» с дозой 350 мг/л, до 31 мг/ при совместном применении коагулянта и последовательной подаче Праестол 2640 с дозой 15 мг/л, а с флокулянтом Праестол 853, при тех же дозах, мутность снизилаь до 19 мг/л (рис 1, табл. 4,поз. 1,2) Оптимальная доза «АКВА-АУРАТТМ18» увеличилась до 450 мг/л при увеличении концентрации в исходной сточной воде загрязнений до 18371 мг/л и 33401 мг/л (табл.3, поз.1,5). При совместном применении и последовательной подаче коагулянта с флокулянтами Праестол 2640 оптимальная доза -20 мг/л и Праестол 853 - 15 мг/л мутность составила, соответственно, 8 мг/л и 4,5 мг/л (табл.4, поз.3,4 и рис.2) при исходной концентрации загрязнений 18371 мг/л Совместное применение при последовательной подаче «АКВА-АУРАТТМ18» (доза - 400 мг/л) и флокулянтов №5 и №7 (доза - 15 мг/л) позволяет снизить содержание лакокрасочных материалов в сточной воде, соответственно, до 25 мг/л и 69 мг/л (табл. 4 поз. 5,6 и рис.2).

Эксперименты, проведённые с «АКВА-АУРАТТМ18» и с коагулянтами марки «СКИФ(образец №5)» и (образец №7) на сточной воде №3 с содержанием лакокрасочных материалов 33401 мг/л представлены в таблице 4 и на рис.3. Коагулянт «АКВА-АУРАТТМ18», при его использовании для очистки сточной воды №3, снижает мутность до 120 мг/л с дозой 400 мг/л. (табл. 3, поз.5) При совместном применении и последовательной подаче «АКВА-АУРАТТМ18» (доза - 400 мг/л) с анионным флокулянтом Праестол 2640 и катионным флокулянтом Праестол 853, мутность очищенной воды, соответственно, снижается до 25 мг/л и до 4 мг/л с дозой 20 мг/л (табл.4, поз.10,11 и рис. 3).

Представленные данные показали высокую эффективность очистки сточных вод от лакокрасочных материалов с совместным применением и последовательной подачей коагулянта «АКВА-АУРАТТМ18» и флокулянта Праестол 853. Однако при применении флокулянта Праестол 2640 образуется более крупнозернистый осадок, обладающий лучшей

водоотдающей способностью, что имеет большое значение при его обезвоживании.

Опыты с коагулянтами «СКИФ(образец №5)» и «СКИФ(образец №7)» (доза - 300 мг/л), проведённые совместно с анионным флокулянтом Праестол 2640, при последовательной подаче, на сточной воде №3, позволили снизить мутность очищенной воды, соответственно, до 4 мг/л с оптимальной дозой флокулянта 5 мг/л и до 7 мг/л с оптимальной дозой флокулянта 10 мг/л (табл.4, поз. 12 ,13 и рис. 3).

Рис 2

Рис 3

Таким образом, для очистки сточных вод от лакокрасочных материалов высокой эффективностью и с меньшими дозами коагулянта и флокулянта обладает коагулянт «СКИФ(образец №5)» совместно с флокулянтом Праестол 2640 при их последовательной подаче.

Очистка сточных вод от красителей

Исследования по очистке сточных вод от красителей красильного отделения производства гофрокартона проводились на сточной воде с мутностью 4698 мг/л и с цветностью14853 град. Результаты экспериментов представлены в таблице 5. Экспериментальные данные показали, что при применении для очистки сточных вод от красителей полиоксихлоридов алюминия марки «АКВА-АУРАТТМ18» и «АКВА-АУРАТТМ10», доза последнего выше (70 мг/л), чем доза «АКВА-АУРАТТМ»18 (50 мг/л) (рис.4, табл. 5). При применении коагулянтов на основе полиоксихлорида плюс сернокислый алюминий с разным процентным содержанием последнего: «АКВА-АУРАТТМ105», «АКВА-АУРАТТМ110», «АКВА-АУРАТТМ170», «АКВА-АУРАТТМ190», мутность очищенной сточной воды можно расположить по увеличению эффекта очистки в следующей последовательности: «АКВА-

АУРАТТМ105»> «АКВА-АУРАТТМ110»> «АКВА-АУРАТТМ170»> «АКВА-АУРАТТМ190». Мутность при этом, соответственно, менялась следующим образом: 47 мг/л, 56 мг/л, 69 мг/л и 80 мг/л, при одинаковой оптимальной дозе коагулянтов – 60 мг/л. (табл. 5, рис. 5). Эксперименты по применению коагулянтов марки «СКИФ» для очистки сточных вод от красителей красильного отделения представлены в таблице 6. Из представленных данных видно, что коагулянт «СКИФ180» при дозе 50 мг/л эффективнее «СКИФ180(FL-45C)» с такой же дозой. Мутность очищенной воды, соответственно, 32 мг/л и 80 мг/л (рис.6,табл. 6). Из 2-х коагулянтов «СКИФ(образец №5)» и «СКИФ(образец №7)», «СКИФ(образец №5)» эффективнее, так как остаточная мутность при его применении составляет 64 мг/л при дозе 50 мг/л, в то время как с применением «СКИФ(образец №7)» она составляет 96 мг/л (рис.5, табл.6).

Рис 4

Рис 5

Полученные данные показали, что из представленных марок «СКИФ», использованных для очистки сточных вод от красителей наиболее эффективным является коагулянт марки «СКИФ180» (табл. 6). Коагулянт «СКИФ180» эффективнее коагулянта «АКВА-АУРАТТМ18», так при оптимальной дозе 50 мг/л мутность очищенной сточной воды составляет, соответственно, 32 мг/л и 53 мг/л (табл.5, поз.2 и табл.6, поз3)Для повышения эффективности «Аква-АуратаТМ18» при очистке сточных вод от красителей были проведены эксперименты с применением совместного использования коагулянта с флокулянтами – образец №5 и образец №7 при их последовательной подаче и с флокулянтами – катионным Праестолл 853 и анионным 2640.

Результаты экспериментов по эффективности очистки сточных вод от красителей с коагулянтами и флокулянтами при самостоятельном их применении (образец №5 и образец

№7) и совместной и последовательной подачей флокулянтов с «АКВА-АУРАТТМ18» в очищаемую воду представлены в таблице 7 и на рис. 7 Из представленных данных видно, что

флокулянты №5 и №7 при самостоятельном использовании для очистки сточных вод от кра-

сителей, обладают низкой эффективностью. При совместном применении и последовательной подачи «АКВА-АУРАТТМ18» (доза - 40 мг/л) и флокулянта №5 (доза - 5 мг/л) достигается высокий эффект очистки сточной воды от красителей (99,9%), мутность очищенной сточной воды снижается до 41 мг/л (рис. 8).

Таблица 5. Эффективность очистки сточных вод производства гофрокартона от красителей

с применением коагулянтов марки «АКВА-АУРАТТМ».

№№

п/п

Наименование реагента

Доза,

мг/л

Мутность,

мг/л

Эффект очистки по мутности,%
1 2 3 4 5
1 Исходная вода - 4698 -
2 «АКВА-АУРАТТМ18»

30

40

50

60

828

72

53

75

82

98,5

99

98

3 «АКВА-АУРАТТМ10»

30

40

50

60

70

2405

1481

160

100

33

49

68

96,6

98

99

4 «АКВА-АУРАТТМ105»

30

40

50

60

70

3544

1603

63

47

69

25

66

86,5

99

98,5

5 «АКВА-АУРАТТМ110»

30

40

50

60

70

3206

2672

494

56

154

32

43

89,5

99

97

6 «АКВА-АУРАТТМ170»

30

40

50

60

1167

167

75

69

75

96

98,5

98

7 «АКВА-АУРАТТМ190»

30

40

50

60

70

2068

127

100

80

160

56

97

97,9

98

96

Рис 6

Таблица 6. Эффективность очистки сточных вод от красителей производства гофрокартона с применением коагулянтов марки «СКИФ».

№№

п/п

Наименование реагента

Доза,

мг/л

Мутность, мг/л Эффект очистки по мутности, %
1 2 3 4 5
1 Исходная вода - 4698 -
2 «СКИФ180(FL-45C)»

30

40

50

60

307

64

80

113

93,5

99

98

96

3 «СКИФ180»

30

40

50

60

80

47

32

85

96

99

99,3

98

4 «СКИФ180-3»

30

40

50

60

70

636

269

93

53

147

86

94

98

99

97

5 «СКИФ(образец №7)»

30

40

50

60

4008

341

96

347

15

93

98

93

6 «СКИФ(образец №5)»

30

40

50

60

70

806

468

64

44

160

83

90

98,6

99

96,6

Рис 7

Рис 8

С применением «АКВА-АУРАТТМ18» совместно с флокулянтами Праестол 853 и 2640 и их последовательной подачей достигается более глубокая очистка сточной воды от красителей. Мутность очищенной сточной воды снижается до 29 мг/л при дозе коагулянта 40 мг/л и дозе флокулянта 853 - 5 мг/л, а при увеличении дозы коагулянта до 50 мг/л и дозы флокулянта 853 до 10 мг/л, мутность очищенной воды снижается до 18 мг/л. При этих же дозах «АКВА-АУРАТТМ18» (50 мг/л) и флокулянта Праестол 2640 (10 мг/л) эффективность очистки сточной воды от красителей ниже (Смутн.=31 мг/л, табл.7, поз.8), чем коагулянта с флокулянтом Праестол 853 (табл.7, поз.7).

Таким образом, для очистки сточных вод от красителей с применением «АКВА-АУРАТТМ»18 совместно с флокулянтами при их последовательной подаче наиболее эффективным является совместное применение коагулянта с Праестолом 853 (Смут.=18 мг/л). Флокулянты образец №5 и образец №7, являющимися аналогами флокулянта «Кафлор 101», менее эффективны при совместном применении с «АКВА-АУРАТТМ18». Из этих двух флокулянтов наиболее эффективен образец №5, число вязкости которого выше числа вязкости образца №7

Таблица 7. Сравнительная эффективность очистки сточных вод от красителей

производства гофрокартона с применением коагулянтов и флокулянтов.

№№

п/п

Наименование реагента

Доза,

мг/л

Мутность,мг/л Эффект очистки по мутности, %
1 2 3 4 5
Исходная вода - 4698 -
1 «АКВА-АУРАТТМ18»

30

40

50

60

828

72

53

75

82

98,5

99

98

3

2

Флокулянт №5

20

35

50

75

6413

4409

2138

568

0

6

54,5

88

3 Флокулянт №7

20

35

50

75

6947

5344

4543

1069

0

0

3,3

77

4 «АКВА-АУРАТТМ18» + флокулянт №5

30+5

30+10

30+15

30+20

80

51

227

267

98

99

95

94

5 «АКВА-АУРАТТМ18» + флокулянт №5

40+5

40+10

40+15

40+20

41

40

38

36

99

99

99,2

99,3

6

«АКВА-АУРАТТМ18» +

флокулянт №7

30+5

30+10

30+15

30+20

56

76

99

200

99

98

97,8

95,7

7

«АКВА-АУРАТТМ18» +

Праестол 853

40+5

40+10

40+15

40+20

50+10

50+15

50+20

29

26

28

28,5

18

24

33

99,4

99,45

99,4

99,3

99,6

99,5

99,3

8

«АКВА-АУРАТТМ18»+

Праестол 2640

50+10

50+15

50+20

31

34,6

52

99,3

99,26

98,9

Выводы

1. Проведёнными исследованиями установлено, что разработанные предприятием ОАО «АУРАТ» коагулянты - «АКВА-АУРАТТМ18» и «СКИФ(образец №5)» позволяют при совместном применении и последовательной подаче с флокулянтом Праестол 2640 значительно сократить дозы коагулянтов и флокулянта и получить более высокий эффект очистки сточных вод.

2. Установлена высокая эффективность очистки сточных вод от красителей с новым смешанным коагулянтом марки «СКИФ180

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексеева Л.П.(2003) Оценка эффективности применения оксихлорида алюминия по сравнению с другими коагулянтами. Водоснабжение и санитарная техника. №2,стр.11-14.

2. Буцева Л.Н., Гетманцев С.В.,Рашковский Г.Б.(2008) Эффективность очистки производственных сточных вод с применением коагулянтов «АКВА-АУРАТ». В: Водоснабжение и санитарная техника. №1,стр.33-38.

3. Драгинский В.Л., Алексеева Л.П., Гетманцев С.В. (2005) Коагуляция в технологии очистки природных вод. Науч.изд. – М., 2005 – 576 с.

4. Серпокрылов Н.С., Вильсон Е.В., Царёва М.Н. и др. (2003) Применение оксихлоридов алюминия в очистке и доочистке сточных вод. Водоснабжение и санитарная техника. №2, стр.32-35.

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Оценка эффективности новых отечественных реагентов при очистке концентрированных сточных вод

Слов:13781
Символов:89602
Размер:175.00 Кб.