CC BY
18
Дослиджено вплив синтетичних коагу-лянтiв на процес очистки cmÏ4H^ вод тсля промивки електрофiльтрiв вапняних печей в содовому виробництвi. Вивчено вплив при-роди коагулянтiв, ïx концентрацп, дози. Встановлена ефективтсть дослиджених коагулянтiв
Исследовано влияние синтетических коагулянтов на процесс очистки сточных вод после промывки электрофильтров известковых печей в содовом производстве. Изучено влияние природы коагулянтов, их концентрации, дозы. Установлена эффективность исследованных коагулянтов
Influence of synthetic coagulants is investigational on the process of cleaning of sewages after washing of electric filters of lime stoves in a soda production. Influence of nature of coagulants, their concentration, dose is studied. Efficiency of investigational coagulants is set
УДК 661.333
ОЧИСТКА СТ1ЧНИХ ВОД П1СЛЯ ПРОМИВКИ ЕЛЕКТРОФ1ЛЬТР1В ВАПНЯНИХ ПЕЧЕЙ
А.1. Посторонко
Кандидат техшчних наук, доцент, завщуючий кафедрою Кафедра xiMi4H0i технологи неоргашчних речовин УкраТнська шженерно-педагопчна академiя вул. Ушверситетська, 16, м. Хармв, УкраТна, 61003 Контактний тел.: 8 (06262) 3-33-34 E-mail: slavuipa@ukr.net
1. Вступ
Дослщження вщноситься до обласп неоргашчно! хiмii i може бути використане у виробництвi кальци-новано1 соди амiачним способом.
Високий вмкт завислих речовин у сичних водах тсля промивки електроф^ь^в вапняних печей не дозволяе iх скиданню в рiчки або повторно використо-вувати у виробництвi вапна.
Вщомо, що при використанш високомолекулярних синтетичних полiмерiв виршуються проблеми очистки стiчних вод рiзних виробництв хiмiчноi промисло-вост [1,2]. Було доцiльним розширити асортимент коа-гулянтiв i вивчити iх вплив на очищення стiчних вод.
2. Аналiз останшх дослщжень
Для очистки спчних вод пiсля промивки електро-фiльтрiв вапняних печей у содовому виробництвi за-
пропоновано використовувати похщш полiакрiламiду спiльно з «рчанокислим алюмiнiем [1].
Найкраща коагуляцiя завислих речовин досягаеть-ся при використанш розчишв 15-16 г/л Al2(SO4)3 i 0,5 г/л похiдних полiакрiламiду.
Для лжвщацп скидання в рiчки спчних вод цеха вапняно-випалювальних печей содового виробництва проведенi дослiди очистки iх та використання очище-ноi води замiсть рiчноi води для виробничих потреб. Для очистки води використовують патронш керамiчнi фiльтри [2].
3. Експериментальна частина
Умовно чисп води пiсля промивки електрофшь-трiв вапняних печей при випалi вапна тдлягають скиданню в рiчки, але вони не завжди ввдповщають саштарним нормам за вмiстом завислих речовин. Юль-кiсть ïx коливаеться в межах 60-600 мг/л.
Такий високий вмют завислих речовин поясню-еться захопленням осаду, що скупчуеться на днищах електрофiльтрiв.
Вода в перший момент промивки мае темне за-барвлення, яке надають ш найдрiбнiшi частки суль-фiду залiза, вугiлля та органiчнi речовини, що утво-рюються при сублiмащi легких речовин палива у вапняних печах.
Природне освгглення води вщ завислих речовин вщбуваеться дуже повiльно, нав^ь пiсля вщстою-вання протягом п'яти - семи дiб вода залишаеться мутною.
Седиментацiйним аналiзом встановлено, що основна маса завислих речовин у водi пiсля семидобового вiдстою мае розмiри не меншi 2 - 3 мкм i не може швидко осiсти без застосування коагулянтiв. При ви-мiрюваннi знаку ^х зарядiв виявилося, що вони мають негативш заряди. Це викликано, мабуть, адсорбщею завислими частками молекул СО2.
В робо^ [1] проводилися дослiди очищення с^ч-них вод пiсля промивки електрофык^в з викори-станням для коагуляцп завислих речовин полiакри-ламщу та Al2(SO4)3, але якiсть очистки не задовольняе виробництво.
Автори [2] описали метод одержання основного хлориду алюмшш, який набагато ефектившший, як коагулянт, шж А12^04)3.
В свош робо^ ми застосовували основний хлорид алюмшш та катiоннi i анiоннi похщш полiакрила-мiду. В якостi ашонного похiдного полiакриламiду застосовували сополiмер акриламщу з акрилатом на-трiю (у подальшому сополiмер А) з молекулярною ма-сою 5,4406 i вмютом iоногенних ланок 29 мол. %, який одержували за [3].
Катюнним похщним служив сополiмер акриламь ду з пдрохлоридом диметиламiноетилметакрилату (у подальшому сополiмер К) з молекулярною масою 3,5406 i вмiстом iоногенних ланок 21,5 мол. %, який був одержаний радикальною полiмеризацiею за методикою [4].
В дослщах використовували основний хлорид алюм^я А12(0Н)5С1 заметь Al2(S04)3 та синтетичнi коагулянти: гiдролiзований полiакриламiд, сульфо - та амшопохщш полiакриламiду, сополiмер А та со-полiмер К.
Встановлено, що при використанш одного основного хлориду алюмтя в кiлькостi вiд 30 до 130 мг/л та шсля трехгодинного вщстою концентрацiя завислих речовин становить вщ 38 до 12 мг/л. До вщстою в цш водi було 128 мг/л завислих речовин.
За яюсть води, яку скидають у рiчки, брали таку воду, щоб завислих речовин було не бшьш 0,25 мг/л в райош змiшування стокiв з рiчковою водою.
При використаннi А12(0Н)5С1 очищення шдвищу-еться в 2 рази, але вщстоювання не вiдповiдае потребам виробництва вапна.
Значно краще скоагульованi зависi вщстоюються сополiмером К, сульфо - та амшопохщними полiакрi-ламiда.
При коагуляцп завислих часток 0,02 %-ним роз-чином сополiмера К вода вже в першi хвилини дуже швидко вщстоюеться.
З часом швидкiсть осв^лення сповiльнюеться (рис. 1).
Рис. 1. Вщстш завислих речовин у вод1, скоагульованих
0,02 %-вим розчином пол1мер1в (0,4 мг/л) 1 — без коагулянту; 2 — сопол1мер К; 3 — сульфопохщна ПАА; 4 — амшо-похщна ПАА
У водах, що мютять високодисперснi частки, для ефективного застосування дослщних сополiмеров i похiдних полiакриламiду необхiдна попередня ко-агуляцiя неорганiчними коагулянтами - основним хлоридом алюмтя. У зв'язку з тим, що гiдролiз мь неральних коагулян^в, який сприяе укрупненню за-висей, вiдбуваеться швидко, але не раптово; дослщш полiмери треба вводити в воду трохи шзшше, шж основний хлорид алюмiнiю.
Нами визначеш оптимальнi дози i умови застосування коагулян^в разом з основним хлоридом алюм^я для очищення води вщ завислих речовин до саштарних норм пiсля промивки електрофiльтрiв вапняних печей. Вивчення очистки води проводились в лабораторних умовах за такою методикою. Воду з вмютом завислих речовин 60 - 600 мг/л наливали в скляш цилшдри емюстю 1000 мл, висота яких ста-новила 450 мм, дiаметр - 65 мм. По^м послщовно вводились коагулянти: спочатку А12(0Н)5С1, а по^м полiмерний коагулянт. Вода з коагулянтами перемь шувалась шляхам перекидання цилiндрiв протягом 3х хвилин з А12(0Н)5С1 та 3х хвилин з полiмерним коагулянтом.
Рис. 2. Залежн1сть ослаблення св1тла в1д к1лькост1 А12(ОН)5С1 I часу вщстою при витрат1 сопол1мера К 0,4 мг/л 1 - без коагулянту; 2 - 10 мг/л А12(ОН)5С1; 3 - 20 мг/л; 4 — 30 мг/л
Освгтлення води шсля вiдстою порiвнювалась з рiчковою водою шляхом вимiрювання коеф^ента ослаблення свiтла на фотоколориметрi ФЕК-М-56. Коефвдент ослаблення свiтла рiчковоi води в лггнш перiод становить 0,05 - 0,09 см-1, у весняний - 0,3 см-1.
Для дослшв використовували 0,01; 0,02; 0,05 та 0,1 %-ш розчини полiмерних коагулян^в та 10-32 мг/л основного хлориду алюм^я. Попередшми дослщ-женнями встановлена доза полiмерiв та А12(ОН)5С1, яка складае 0,05-2,0% та 5-12 мг/л вщповщно по вщ-ношенню до загальноi кiлькостi завислих речовин.
З шдвищенням вмiсту завислих речовин знижу-еться питома доза синтетичних коагулян^в. При спiльнiй коагуляцп полiмерних коагулян^в i мше-ральних коагулянтiв юльюсть А12(ОН)5С1 впливае на ефект коагуляцп. З рис. 2 видно, що при одному i тому ж вмк^ синтетичних коагулянтiв iз збыьшенням кiлькостi основного хлориду алюмiнiя рiзко полшшу-еться освiтлення води, а при одному й тому ж вмк^ А12(ОН)5С1 збiльшення кiлькостi полiмерних коагу-лянтiв не полiпшуе очистку води (рис. 3).
Рис. 4. Вщстш завислих речовин у вод1 1 — без коагулянту; 2 — скоагульованих А12(ОН)5С1;
3 - скоагульованих А12(ОН)5 (0,3 мг/л) I сопол1мером К
4. Висновки
Для ефективного освгглення с^чних вод шсля про-мивки електрофыш^в вапняних печей вщ завислих речовин з технологiчноi та економiчноi сторони ращ-онально використовувати для коагуляцп високомо-лекулярш синтетичнi полiмери спiльно з основним хлоридом алюм^я.
Рис. 3. Залежнють ослаблення св1тла в1д к1лькост1 0,02%-вого
сопол1мера К I часу вщстою при витрат1 А12(ОН)5С1 30 г/л 1 — без коагулянту; 2 — 0,1 мг/л; 3 — 0,2 мг/л; 4 — 0,3 мг
Оптимальною дозою коагулян^в для коагуляцп середнього вмкту завислих речовин 300 г/л е 12 мг А12(ОН)5С1 i 0,02 % сополiмера К на 1 л води, очищу-вано^ до К = 0,25 см-1 за 30 хвилин.
При цьому лшшна швидюсть вщстою становить 0,48 м/год.
Для очистки стоюв до вмкту завислих речовин по контрольнш водi до К = 0,02^0,06см-1 витрата А12(ОН)5С1 збыьшуеться, але i вiдстiй скоагульованих завислих речовин вщбуваеться з лшшною швидкiстю 0,26 м/год.
При очистщ води, яка мiстить бiльше 400 мг/л цих речовин, встановлена оптимальна витрата коагулян-^в виявилось достатньою. Пояснити це можна тим, що ^х збiльшення вiдбуваеться за рахунок крупшших часток, якi самi по собi швидко осiдають. Тонка кала-муть хоч i збiльшуеться, додатково^ витрати коагулянту на не^ не потрiбно, що пiдтверджуе зменшення питомо^ витрати коагулянту iз збыьшенням завислих речовин.
Рис. 4 пiдтверджуе дощльшсть очищення стiчноi води вiд завислих речовин за допомогою спiльно засто-сованих полiмерних i мiнеральних коагулян^в.
Лiтература
Подосинкш П.А., Посторонко А.1., Гризодуб А.П. Очистка слчних вод тсля промивки електрофшьтр1в вапняних печей.//Х1м1чна промисловють.1963. - № 3. - С. - 82-84.
Щепачев Б.М., Золотарева Л.Н., Якубовская Е.П., Лазовский Я.Б. Некоторые вопросы производства и применения основного хлорида алюминия//Сборник «Технология синтетических минеральных наполнителей, адсорбентов и коагулянтов». - Л.: Химия, 1970. - С. 97-101.
Савицкая М.Н. Получение полиэлектролитов на основе производственных метакриловой и акриловой кислот.// Журнал прикл. химии, 1959. - т.32. № 8. - С. 1797-1802. Куренков В.Ф., Шакирова Р.Д., Мячченков. Влияние поверхностно-активных веществ на флокуляцию суспензий каолина в присутствии анионных и катионных производных полиакриламида.//Журнал прикл. химии, 1991. - № 10. - С. 2111-2115.
