Очистка сточных вод войлочного производства. 2. Влияние сульфата железа на эффективность очистки Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

УДК 628.345

И. Г. Шайхиев, А. И. Мавлетбаева, Ш. М. Ахметшин

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ВОЙЛОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА. 2. ВЛИЯНИЕ СУЛЬФАТА ЖЕЛЕЗА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЧИСТКИ

Ключевые слова: сточные воды, войлочное производство, коагуляционная очистка, сульфат железа (III).

Исследована коагуляционная очистка сточных вод производства шерстяных войлоков с использованием в качестве коагулянта сульфата железа (III). Оптимальным для удаления поллютантов является добавление 10 %-ного раствора сульфата железа в дозировке 0,75 г/л.

Keywords: wastewater batt manufacture, purification coagulation, iron sulfate (III).

Investigated coagulation wastewater production of woolen felts using ferrous sulfate (III) as a coagulant. Optimal for removing pollutants is to add 10 % aqueous solution offerrous sulfate at a dosage of 0.75 g/l.

В продолжение ранее проводимых работ по изучению коагуляционной очистки сточных вод [13] различных производств, проводились исследования по разработке технологии удаления коллоидных и мелкодисперсных примесей из стоков войлочного производства ОАО «Кукморский валяльно-войлочный комбинат». Ранее проведенными исследованиями показано, что использование раствора сульфата магния малоэффективно из-за невысокой степени удаления поллютантов [4] при относительно высокой дозировке реагента.

Для разработки технологии очистки сточных вод валяльно-войлочного производства использовались усредненные сточные воды войлочного цехов ОАО «Кукморский валяльно-войлочный комбинат». Визуально отмечено наличие в исследуемых стоках дисперсной фазы.

Физико-химические показатели усредненного стока войлочного производства приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Физико-химические показатели стока от промывки войлоков

Показатели Значение

рН 6,86

ХПК, мг О2/л 398

Оптическая плотность (О) 0,60

Светопропускание (Т), % 25

Кислотность, мг-экв/л 1,88

Щелочность, мг-экв/л 2,70

Взвешенные вещества на сухой остаток, г/л 7,69

Плотность, кг/м3 998

В качестве коагулянта исследовался 10% -ный раствор сульфата железа (III).

Проведенными предварительными экспериментами определено, что добавление раствора Fe2(SO4)3 не приводит к коагулированию дисперсных и коллоидных частиц, содержащихся в стоке, из-за слабокислой среды (рН=6,86) сточной жидкости и отсутствия запаса щелочности для образова-

ния Fe(OH)3, являющегося центром коагуляции. В связи в вышеизложенным, сток войлочного производства предварительно подщелачивался 10 % - ным раствором карбоната натрия (Na2CO3) в дозировке 1 г сухого вещества реагента на 1000 мл сточной жидкости. Определено, что в добавление раствора карбоната натрия в указанном количестве приводит к повышению значений рН до рН = 10,2.

После предварительного подщелачивания раствор сульфата железа (III) добавлялся в исследуемые стоки в дозировках 0,5 - 1,5 г на 1 л сточной воды войлочного производства в пересчете на сухое вещество реагента. Указанные количества добавляемого реагента в 2-3 раза меньше, чем применяемые ранее дозировки сульфата магния [4].

Визуально отмечено, что добавление раствора указанного реагента приводит к образованию мелкодисперсного коагулюма, имеющего весьма длительный период седиментации. После осаждения осадок удалялся фильтрованием, а фильтрат исследовался на изменение физико-химических показателей в зависимости от дозировки коагулянта.

График изменения значений рН от количества добавляемого реагента приведен на рис. 1.

Рис. 1 - Зависимость значений рН сточной воды промывки войлоков от дозировки сульфата железа (III) (в г/л на сухое вещество реагента)

450

400

350

300

г

N 0 250

i

i 200

с

X

150

100

50

О -1-1-1-1-1-1-1-

О 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6

Дозировка сульфата желаза, г/л

Рис. 2 - Изменение значений ХПК войлочного стока от дозировки сульфата железа (III) (в г/л на сухое вещество реагента)

Очевидно, что введение раствора Fe2(SO4)3 в дозировках 0,5 - 0,75 г/л способствует снижению рН очищаемой жидкости до значений рН = 7,0-7,5, позволяющих сбрасывать стоки на биологические очистные сооружения или природные водоемы без предварительного подкисления.

График изменения значений ХПК очищаемого стока в зависимости от дозировок вводимого коагулянта приведен на рис. 2. Очевидно, что наибольшее снижение исследуемого показателя наблюдается при приливании 10 % - ного раствора сульфата железа с содержанием реагента 0,5 - 0,75 г/л на сухое вещество реагента. Увеличение дозировки коагулянта не приводит к изменению значений рассматриваемого параметра.

В таблице 2 показаны изменения некоторых физико-химических показателей сточной воды войлочного цеха после коагуляционной очистки. Очевидно, что добавление исследуемого реагента в минимальном в эксперименте количестве приводит к резкому осветлению сточной жидкости вследствие коагуляции и осаждению мелкодисперсных частиц. Показатель светопропускания (Т) меняется от 25 % у исходного войлочного стока и 79-83,5 % - после

обработки раствором сульфата железа в различных дозировках.

Таблица 2 - Изменение физико-химических показателей сточной воды войлочного цеха после коагуляционной очистки

Дозировка Fe2(SO4)3 г/л Т, % Щелочность, мг-экв/л Кислотность, мг-экв/л

0,5 79,0 26,4 7,65

0,75 80,0 25,3 8,06

1,0 80,5 23,4 8,20

1,25 83,0 18,7 8,67

1,5 83,5 14,5 9,42

Отмечено, что с увеличением количества вводимого в сток раствора Ре2(БО4)3 значения щелочности понижаются, кислотности, соответственно - повышаются, что вполне закономерно.

Анализируя приведенные данные, можно отметить, что оптимальной является дозировка 10%-ного раствора сульфата железа в количестве 0,75 г/л в пересчете на сухое вещество реагента. Следует отметить, что данная дозировка в несколько раз ниже таковой для сульфата магния (5 г/л) [4], что указывает на более высокую коагуляционную способность сульфата железа (III).

Литература

1. Степанова С.В., Шайхиев И.Г., Смородинов А. Д., Ар-сеньев С.А., Фридланд С.В., Экология и промышленность России, 5, 42-44 (2003).

2. Шакиров Ф.Ф., Шайхиев И.Г., Фридланд С.В. Хранение и переработка сельхозсырья, 4, 9-11 (2009).

3. Гаязова Э.Ш., Шайхиев И.Г., Григорьева Н.П., Фридланд С.В., Вестник Казанского технологического университета, 9, 159-161 (2012).

4. Шайхиев И.Г., Мавлетбаева А.И., Ахметшин Ш.М., Вестник Казанского технологического университета, 18, 33-35 (2013).

© И. Г. Шайхиев - д.т.н., проф., зав. каф. инженерной экологии КНИТУ, [email protected], А. И. Мавлетбаева - асп. той же кафедры; Ш. М. Ахметшин - дир. ОАО «Кукморский валяльно-войлочный комбинат».