CC BY
11
Ад. UNIVERSUM:
№ 3 (120)_ЛД ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_март. 2024 г.
ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФЛОКУЛЯНТОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ
Избуллаева Малика Садуллаевна
соискатель кафедры Общей и неорганической химии Бухарского государственного университета, Республика Узбекистан, г. Бухара
Амонова Матлуба Мухтаровна
канд. хим. наук, доц., ректор Бухарского инновационного медицинского института, Республика Узбекистан, г. Бухара
Амонов Мухтор Рахматович
проф. кафедры Общей и неорганической химии Бухарского государственного университета, Республика Узбекистан, г. Бухара Е-mail: [email protected]
USE OF FLOCCULANTS IN WASTEWATER TREATMENT SYSTEMS
Malika Izbullaeva
Applicant for the Department of General and Inorganic Chemistry,
Bukhara State University, Republic of Uzbekistan, Bukhara
Matluba Amonova
PhD., Associate Professor, Rector of the Bukhara Innovative Medical Institute, Republic of Uzbekistan, Bukhara
Mukhtor Amonov
Professor of the Department of General and Inorganic Chemistry,
Bukhara State University, Republic of Uzbekistan, Bukhara
АННОТАЦИЯ
Разработаны составы и получены новые композиционные реагенты, содержащие в качестве сорбента - бентонит, порошкообразные коагулянты сульфата алюминия и хлорида железа, флокулянты на oснoвe полиакриламида, унифлока, гидролизованного полиакрилонитрила, КМЦ и регуляторы рН.
Изучена зависимость мутности дисперсий флокулянта КМЦ, ПАА и ГИПАНа от температуры. Определена эффективность очистки сточных вод Мубарекского газоперерабатывающего завода при различных загрязнениях в зависимости от дозы флокулянтов.
ABSTRACT
Compositions have been developed and new composite reagents have been obtained containing bentonite, powdered coagulants of aluminum sulfate and ferric chloride, and polyacrylamide-based flocculants as sorbents. a, unifloc, hydrolyzed polyacrylonitrile, CMC and pH regulators.
The dependence of the turbidity of flocculant dispersions CMC, PAA and HIPAN on temperature has been studied. The efficiency of wastewater treatment from the Mubarek gas processing plant was determined for various contaminants depending on the dose of flocculants.
Ключевые слова: флокулянт, коагуляция, очистка, состав, эффективность, адсорбент, мутность, примеси, сточная вода.
Keywords: flocculant, coagulation, purification, composition, efficiency, adsorbent, turbidity, impurities, wastewater.
Библиографическое описание: Избуллаева М.С., Амонова М.М., Амонов М.Р. ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФЛОКУЛЯНТОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2024. 3(120). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/16968
№ 3 (120)
март, 2024 г.
Основным функциональным назначением органических флокулянтов, как правило, является повышение интенсивности выпадение хлопьеобразных осадков и эффективность очистки природных и сточных вод от различных поверхностно-активных веществ, коллоидных и тонкодисперсных механических примесей различной природы. Выше названные примеси невозможно удалять обычными механическими методами отстаиванием, флотацией, фильтрованием.
Одним из основных способов для очистки промышленных сточных вод является использование синтетических водорастворимых органических полимеров в качестве флокулянта, при химической очистки воды от водорастворимых органических примесей. Как известно, флокулянты могут вступать в химическое взаимодействие с различными примесями с образованием нерастворимых соединений. К таким веществам относятся анионные и катионные поверхностно-активные вещества, гуминовые и фульвокислоты, красители, высокомолекулярные органические кислоты, белки и т.д., которые содержатся в сточных водах газоперерабатывающих предприятий [1-4].
В данной статье рассматрывается влияние нового состава полимерных флокулянтов на эффективность очистки сточных вод газоперерабатывающих предприятий. В связи с этим, нами изучено влияние температуры на эффективность действия флокулянтов. В качестве показателя эффективности действия флокулянтов использовали значение мутности дисперсий, т.е. оседание осадков, образующиеся в виде хлопьев, после 10 мин. отстаивания, которое характеризовало скорость их седиментации.
Способ очистки сточных вод от взвешенных частиц, неорганических и органических примесей осуществляли следующим образом: отбирали соответствующий объем сточной воды и вводили расчетные количества сорбента с размером частиц 0,20,4 мкм и перемешивали в течение 3-5 минут, затем после добавления коагулянта и флокуянтов вновь перемешивали в течение 5-10 минут. Во всех опытах количество сорбента и коагулянта придерживали
постоянно в количестве 3,0 г/л и 0,40 мг/л соответственно. В качестве флокулянта нами использованы водорастворимые полимеры КМЦ, ПАА и ГИПАН при их массовом соотношении 1,0:0,5:0,5 соответственно. Общую концентрацию варьировали в пределах 0,15-0,30 мг/л. Образовавшаяся суспензия отстаивается в течение 10-15 минут до оседания хлопьеобразного осадка, т.е. до осветления воды. Для каждой пробы очищаемой воды проверялась эффективность самого флокулянта с учетом достижения наибольшей степени очистки при меньшем расходе флокулянта. Степень обесцвечивания определяли с помощью фотометрического колориметра (ФЭК)-ЛФ-72М.
Для каждой пробы воды в зависимости от мутности, окрашенности и рН сточных вод был подобран нужный светофильтр и кювета толщиной 10 мм. В качестве сравнительного раствора использовали дистиллированную воду.
Исходя из вида полученных температурной зависимости значений мутности дисперсий, все исследованные флокулянты можно разделить на 3 группы (рис.1).
Установлено, что в интервале температур 293-303 К скорость седиментации дисперсий увеличивается равномерно по мере увеличения относительной основности коагулянта и соотношении флокулянтов, в то время, как при 313-323 К зависимость скорости седиментации от величины относительной основности имеет максимальную скорость седиментации, что позволило ее рекомендовать в реальных условиях для очистки сточных вод газоперерабатывающих предприятий, в которых достигнута степень очистки в случае использования флокулянтов КМЦ, ПАА и ГИПАНа при соотношении 1,0: 1,0: 1,0 соответственно, на 95-97 %. При этом суммарная концентрация полимеров составляет в пределах 0,15-0,20 мг/л. Для достижения последовательного действия реагентов при введении в очищаемую воду, частицы коагулянта должны иметь степень дисперсности от 0,006 мкм-1 до 0,016 мкм-1, флокулянта - 0,003 мкм-1, сорбента - 0,02-0,05 мкм-1.
Рисунок 1. Зaвисимoсть мутности диспeрсий флокулянта КМЦ, ПАА и ГИПАНа при соотношении 1,0:1,0:1,0(1) и 1,0: 0,5: 0,5(2) соответственно при т = 20 мин от температуры
№ 3 (120)
март, 2024 г.
Учитывая то, что скорость процессов сорбции и десорбции зависит от концентрации вещества на поверхности адсорбента и в растворе, мы изменяли дозы коагулянтов с целью понижения содержания ХПК в сточных водах [5-6].
Снижение концентрации ХПК при очистке сточных вод, в зависимости от дозы коагулянтов, представлены в таблице 1.
Изучение нами эффективности очистки сточных вод газоперерабатывающего производства, в зависимости от доз минеральных коагулянтов и флокулянтов,
позволило определить, что оптимальные дозы для сульфата алюминия составляют 0,5 мг/л и для хлорида железа - 0,75мг/л (считая на безводный продукт соли) и флокулянтов ПАА : КМЦ = 1:1 в количестве по 0,15 мг/л, при этом эффективность очистки по показателю ХПК достигает 83-92 %, по интенсивности окраски - 95-97 % [7-8].
Исследования показали, что дальнейшее увеличение доз этих минеральных коагулянтов практически не повышает эффект очистки.
Таблица 1.
Эффeктивнoсть oчистки сточных вoд Мубарекского газоперерабатывающего завода при различных загрязнений в зависимости от дозы флокулянтов
Пoступaющaя вoдa Флокулянт рН Эффeкт очистки, % Oбъeм oсaдкa, %
ХПК, мг Oi/л Название флокулянта Дoзa, мг/л Дo очистки Шсте oчистки то ХПК, мг Oi/л
220 ПАА 0,25 8,14 7,20 44,1 87,2 3,72
220 №-КМЦ 0,25 8,14 7,34 41,2 90,1 4,16
250 ГИПАН 0,25 7,85 6,56 63,2 85,1 3,40
250 Унифлок 0,25 7,85 6,92 61,3 88,4 3,60
195 ПАА + №-КМЦ 0,20 7,94 6,81 32,1 93,6 4,70
195 ПАА + ГИПАН 0,20 7,94 6,82 33,1 95,1 5,76
230 ПАА + Унифлок 0,20 7,94 6,78 48,2 89,3 3,83
230 №-КМЦ + ГИПАН 0,20 7,94 6,70 46,4 94,9 4,36
170 ГИПАН + Унифлок 0,20 7,94 7,16 25,3 95,1 3,53
170 №-КМЦ +Унифлок 0,20 7,94 6,88 21,7 96,2 3,76
270 ПАА + №-КМЦ + ГИПАН 0,15 7,65 7,25 45,4 83,1 3,32
270 ПАА + №-КМЦ + Унифлок 0,15 7,65 7,02 42,6 85,2 4,10
180 ГИПАН + N-КМЦ + Унифлок 0,15 7,65 7,10 28,2 92,1 4,67
С целью выявления флокулирующей способности полиэлектролитов, для эксперимента нами выбраны ПАА и КМЦ. Необходимо отметить, что ПАА и КМЦ, несмотря на их большую стоимость, имеют определённые преимущества перед минеральными коагулянтами - они эффективнее и могут применяться в значительно меньших дозах, не коррозийные, легко транспортируются, снижают дозы минеральных коагулянтов и, соответственно, объемы осадков, a также не увеличивают солесодержания очищаемой воды [9-10]. Поэтому использование флокулянтов приводит к повышению эффекта удаления примесей. Результаты экспериментов по изучению эффективности очистки сточных вод в зависимости от дозы флокулянтов ПАА и КМЦ представлены в таблице.
Необходимо отметить, что для максимального извлечения загрязнений, процесс флокуляции следует осуществлять в диапазоне оптимальных величин рН. Нами экспериментально определено, что наибольший эффект очистки сточных вод при использовании в качестве флокулянта ПАА и КМЦ, достигается в интервале значений рН среды от 8,5 до 9,5.
Таким образом, разработаны составы и получены новые композиционные реагенты, содержащие в качестве сорбента - бентонит, порошкообразные коагулянты сульфата алюминия и хлорида железа, флокулянты на основе ПАА, ГИПАНа, унифлока и КМЦ и регуляторы рН.
Список литературы:
1. Амонова М.М. Особенности комплексной очистки сточных вод текстильных предприятий // Galaxy International Interdisciplinary Research Journal. - Vol. 10. - No.11. - 2022. - P. 65-71.
2. Умуров Ф.Ф., Амонов М.Р., Амонова М.М. Комбинированный способ очистки сточных вод шелкомотальных производств // Экология и промышленность России. - 2021. - Т. 25. - № 4. - С. 38-43.
№ 3 (120)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
■ 7universum.com
март, 2024 г.
3. Amonov M.R. Application of polymer compounds as the thickening agents for the printing inks // Plasticheskie Massy: Sintez Svojstva Pererabotka Primenenie. - 2003. - Vol. 7. - P. 47-48.
4. Amonov M.R. Chemical and thermal Properties Properties of compositions based on PAA, PVA and Na-CMS for printing flowers on silk fiber fabrics // E3S Web of Conferences. - 2023. - 389. 01019.
5. Amonov M.R. Physical and chemical properties of yarn sized with a composition based on starch, PVA and HYPAN // E3S Web of Conferences. -2023. - 389. 01018.
6. Amonov M.R. Physicochemical foundations of development of compositions of the dressing components // Plasticheskie Massy: Sintez Svojstva Pererabotka Primenenie. - 2003. - Vol. 6. - P. 32-34.
7. Amonov M.R. Viscosity characteristics compositions based on PAA, PVS and NA-CMS // E3S Web of Conferences. -2023. - 389. 01021.
8. Amonova M.M. Study of the biochemical method for wastewater purification from textile productions from dyes and suspended substances // Ra Journal of Applied Research. - Vol. 8. Issue: 04. - 2022. - P. 272-277. D0I:10.47191/rajar/v8i4.08 http://www.rajournals.in/index.php/rajar/article/view/875
9. Amonova M.M. The Application Of Coagulants And Adsorbents For Textile Production Waste Water Purification // Journal of Pharmaceutical Negative Results. - Vol. 13. Special Issue 9. - 2022. - P. 4740-4746.
10. Amonova M.M., Ravshanov K.A., Amonov M.R. Studying the doses of coagulants in the treatment of textile waste water // Universum: chemistry and biology (electronic scientific journal). Moscow. - 2019. - №. 6 (60). - P. 47-49.
