CC BY
29
УДК 676.088:628.34
К.Б. Воронцов, Е.Д. Гельфанд
Воронцов Константин Борисович родился в 1979 г., окончил в 2002 г. Архангельский государственный технический университет, аспирант кафедры биотехнологии АГТУ. Имеет 4 печатные работы в области биотехнологии, охраны окру-
Гельфанд Ефим Дмитриевич родился в 1936 г., окончил в 1959 г. Архангельский лесотехнический институт, доктор технических наук, профессор кафедры биотехнологии Архангельского государственного технического университета. Имеет более 340 печатных трудов в области химической технологии древесины и биотехнологии.
К ВОПРОСУ СНИЖЕНИЯ СБРОСА ЛИГНОСУЛЬ-ФОНАТОВ
НА СУЛЬФИТ-ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
Разработаны технические решения по очистке сульфитно-щелоковых сред, позволяющие уменьшить сброс лигносульфонатов в природные водоемы примерно в 2 раза.
Ключевые слова: сульфитно-щелоковые среды, лигносульфонаты, очистка.
В России действует около 15 сульфит-целлюлозных заводов. Все они сбрасывают в канализацию лигносульфонаты (ЛС) в составе так называемых щелоксодержащих вод (кислые стоки, промывные воды). Особая экологическая опасность сброса ЛС состоит в том, что даже при наличии хорошей биологической очистки стоков они не устраняются и, в конечном итоге, целиком оказываются в природных водоемах (в составе биологически очищенных сточных вод).
Объемы сброса ЛС в составе щелоксодержащих сточных вод определяются двумя факторами: а) «выходом» ЛС, который составляет около 500 кг/т целлюлозы [4], б) степенью отбора щелоков, которая даже в лучшие годы существования отрасли не превышала в среднем 65 % [2].
В последние годы многие предприятия значительно увеличили сброс ЛС не только в составе щелоксодержащих сточных вод, но также в виде непосредственно щелока или сульфитно-дрожжевой бражки, концентрация ЛС в которых составляет 5 ... 6 %. Отдельные предприятия осуществляют сброс всех вырабатываемых щелоков.
К настоящему времени нет промышленно приемлемого решения по очистке от ЛС сбрасываемых в канализацию сред - щелоксодержащих сточных вод, щелока или сульфитно-дрожжевой бражки.
В данной статье представлены результаты наших исследований по частичной очистке сульфитно-щелоковых сред от ЛС.
В исследованиях по очистке щелоксодержащих сточных вод установлено [3], что последовательная обработка солями металлов и известковым молоком приводит к высаживанию из раствора до 55 % ЛС. Наилучший эффект достигается при использовании солей алюминия (дозировка около 6 мг-экв/л) и дозировке известкового молока, обеспечивающей рН среды около 12 (что соответствует расходу извести 70 ... 80 мг-экв/л). Расход реагентов на 1 кг высаженных ЛС: сульфат алюминия - 0,24 кг; известь (по СаО) - 1,5 кг.
Для очистки от ЛС щелоков нами испытан предложенный ранее прием известкования [5]. Как показали наши исследования [1], при обработке щелоков на натриевом основании известкование обеспечивает 50 %-ую очистку от ЛС, при этом расход СаО составляет около 1,1 кг на 1 кг высаженных ЛС.
Установлено, что при известковании сульфитно - дрожжевой бражки ЛС практически не высаживаются, хотя концентрация ЛС в ней такая же, как и в щелоках. Обработка сульфитно-дрожжевой бражки солями алюминия и известью дает несколько меньший (до 45 %) эффект по сравнению с щелоксодержащими сточными водами, но при большей дозировке соли алюминия (до 50 мг-экв/л). Поэтому для очистки бражки нами разработана специальная технология, которая включает в качестве обязательного элемента параллельное проведение двух процессов: очистки собственно сульфитно-дрожжевой бражки, а также очистки щелоксодержащей сточной воды. Эти процессы взаимосвязаны, так как весь осадок ЛС от очистки ще-локсодержащей сточной воды используется в качестве реагента для обработки сульфитно-дрожжевой бражки на первой стадии с последующим введением известкового молока до рН 12 на второй стадии и отделением осадка (см. рисунок).
Схема обработки сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) и щелоксодержащей сточной воды (ЩСВ)
В таблице приведены основные показатели очистки по предлагаемой схеме в зависимости от соотношения количества ЛС, сбрасываемых с сульфитно-дрожжевой бражкой и щелоксодержащими сточными водами (концентрация ЛС, определенная по методу Пирла - Бенсона [6], в сульфитно-дрожжевой бражке - 55 г/л, в щелоксодержащей сточной воде - 2,5 г/л).
В настоящее время изучаются различные варианты минимизации расхода извести и утилизации образующегося осадка ЛС. Установлено, что осадок содержит примерно 40 ... 50 % кальция (в пересчете на СаО), остальное - преимущественно ЛС, которые могут быть переведены в растворимое состояние и отделены от минеральной части.
Результаты очистки сульфитно-дрожжевой бражки _и щелоксодержащей сточной воды_
Показатель Численное значение показателя для соотношений ЛС, сбрасываемых с СДБ и ЩСВ
1,0 : 2,3 1,0 : 1,5 1,0 : 1,0 1,5 : 1,0 2,3 : 1,0
Эффект очистки от ЛС
(по данным материаль-
ных балансов), %:
в потоке СДБ 81 70 68 75 45
в потоке ЩСВ 60 60 60 60 60
общий 66 64 64 69 49
Удельный расход,
кг/кг удаленных ЛС
^2^4)3 0,13 0,12 0,10 0,07 0,07
Са(ОН)2 в пересчете на
СаО 1,18 1,11 1,02 0,86 1,72
Вывод
Сброс лигносульфонатов на сульфит-целлюлозных предприятиях может быть уменьшен более чем в 2 раза путем известкования (для щелока) или последовательной обработки сульфатом алюминия и известью (для сульфитно-дрожжевой бражки и щелоксодержащих сточных вод).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Воронцов К.Б. Обработка сульфитных щелоков известкованием / К.Б. Воронцов, Е.Д. Гельфанд // Лесн. журн. - 2004. - № 2. - С. 102-105. - (Изв. высш. учеб. заведений).
2. Гимашева Р.Г. Использование в биотехнологии углеводов ресурса сульфитных щелоков в отрасли / Р.Г. Гимашева, С.А. Сапотницкий // Гидролиз. и лесо-хим. пром-сть. - 1989. - № 3. - С. 29-31.
3. Заявка РФ № 2004101915, МПК 6 СО2 F1/58. Способ очистки сточных вод целлюлозно-бумажного производства / Е.Д. Гельфанд, К.Б. Воронцов; заявитель - АГТУ.
4. Сапотницкий С.А. Использование сульфитных щелоков / С.А. Сапотницкий. - изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Лесн. пром-сть, 1965. - 284 с.
5. Сапотницкий С.А. Использование сульфитных щелоков / С.А. Сапот-ницкий. - изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Лесн. пром-сть, 1981. - 224 с.
6. Унифицированные методы анализа вод. - М.: Химия, 1971. - 376 с.
Архангельский государственный технический университет
Поступила 06.04.04
K.B. Vorontsov, E.D. Gelfand
To Question of Lignosulphonates Discharge Reduction at Sulphite-pulp Mills
Technical solutions have been developed for sulphite-alkaline media treatment allowing to reduce the discharge of lignosulphonates into natural reservoirs almost twice.
