Очистка сточных вод войлочного производства. 3. Коагуляционная очистка с сульфатом алюминия 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. 3. КОАГУЛЯЦИОННАЯ ОЧИСТКА С СУЛЬФАТОМ АЛЮМИНИЯ

Ключевые слова: сточные воды, войлочное производство, очистка, коагулянт, сульфат алюминия.

Исследована коагуляционная очистка сточных вод от промывки шерстяных войлоков с использованием раствора сульфата алюминия. Определено, что для коагуляции мелкодисперсных примесей необходимо предварительное подщелачивание стоков карбонатом натрия. Найдена оптимальная дозировка Al2(SO4)3, составляющая 0,45 г/л.

Keywords: wastewater Felt production, purification, coagulant,aluminum sulfate.

Investigated coagulation wastewater from washing wool felt with a solution of aluminum sulfate. It is determined that the coagulation of fine impurities must effluent prior alkalinization with sodium carbonate. The optimal dosage of the Al2(SO4)3 was 0.45 g /1.

В продолжение проводимых экспериментальных работ по изучению коагуляционной очистки сточных вод различных производств [1-4], проводились исследования по удалению поллютантов из сточных вод (СВ), образовавшихся в результате промывки войлоков. Ранее показана возможность использования для коагуляционной очистки СВ войлочного цеха ОАО «Кукморский валяльно-войлочный комбинат» сульфатов магния [5] и железа [6].

Визуально в СВ войлочного производства отмечается наличие мелкодисперсной фазы, обусловленной наличием мельчайших частичек шерсти и коллоидных включений. Отмечено, что механические примеси имеют весьма продолжительное время осаждения в естественных условиях, что затрудняет очистку СВ в отстойниках.

Перед началом работы определялись физико-химические показатели исследуемого стока. Полученные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Физико-химические показатели сточной воды войлочного цеха

Показатели Значение

рН 6,86

ХПК, мг О2/дм3 398

Светопропускание, Б 0,60

Оптическая плотность (Т), % 25

Кислотность, мг-экв/ дм3 1,88

Щелочность, мг-экв/ дм3 2,70

Взвешенные вещества на сухой остаток, г/ дм3 7,69

Плотность, кг/м3 998

предварительно подщелачивалась 10 %-ным раствором карбоната натрия (Ыа2СО3) в дозировке 1 г/л, что приводит к увеличению значений рН до величины рН = 10,2.

Типовой опыт заключался в нижеследующем: в мерные цилиндры наливалось по 100 мл исследуемых предварительно подщелаченных стоков, к последним в определенной пропорции приливалось отмеренное количество раствора коагулянта, содержимое сосуда перемешивалось. Далее определялось время выпадения и уплотнения осадка. Затем выпавший осадок отфильтровывался, а полученный фильтрат анализировался на изменение физико-химических показателей.

Приливание раствора А!2(ЭО4)3 приводит к образованию долгооседающего коагулюма (рис. 1).

В качестве коагулянта первоначально исследовался 10 %-ный раствор сульфата алюминия в дозировках 0,1 - 0,45 г на 1 л сточной жидкости войлочного производства в пересчете на сухое вещество реагента.

Проведенными предварительными экспериментами определено, что приливание раствора А!2(ЭО4)3 не приводит к образованию коагулюма ввиду кислой среды (рН=6,86) стока и отсутствия запаса щелочности для образования центра коагулирования. В этой связи, как и при исследовании сульфатов магния и железа [5, 6], сточная жидкость

Рис. 1 - Кинетика седиментации коагулюма в зависимости от дозировки А^ЭО^з и времени

Проведенными экспериментами определено, что объем образуемого осадка после 20-ти минутного отстаивания не имеет четко выраженной корреляции от дозировок сульфата алюминия. В частности, наименьший объем осадка наблюдается при прили-вании раствора А!2(ЭО4)3 в дозировке 0,35 г/дм3 в пересчете на сухое вещество реагента, наибольший - при дозировке 0,375 г/дм3. Отмечено, что добавление малых количеств коагулянта способствует обра-

зованию практически неуплотняемого мелкодисперсного в объеме мерного сосуда коагулюма.

Отмечено, что с увеличением дозировки коагулянта, масса образуемого осадка увеличивается, достигая значения 0,92 г/дм3 при добавлении максимальной в эксперименте дозировки рассматриваемого реагента (рис. 2).

Рис. 2 - Зависимость массы осадка от дозировки

А12(804>3

График изменения значений рН фильтрата (рис. 3) показал уменьшение названного параметра с увеличением дозировки реагента. При добавлении раствора сульфата алюминия в максимальной дозировке значение рН достигает величины рН = 8,6.

Соответственно, с увеличением дозировки сульфата алюминия, значения ХПК планомерно понижаются, достигая наименьшего в эксперименте значения 13 мг О2/ дм3 (рис. 4) при добавлении максимальной в экспериментах дозировке коагулянта, равной 0, 45 г/дм3.

Рис. 3 - Зависимость значений рН сточной воды войлочного цеха от дозировки А^ЭО^з

В таблице 2 показаны изменения некоторых физико-химических показателей сточной жидкости войлочного цеха после коагуляционной очистки с применением различных дозировок А!2(8О4)3.

Рис. 4 - Зависимость значений ХПК сточной воды войлочного цеха от дозировки А^ЭО^

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

Дозировка, г/дм3 D Т, % Щелочность мг-экв/дм3

0,1 0,34 62 9,20

0,2 0,33 69 9,10

0,3 0,27 76 9,00

0,35 0,20 83 8,50

0,375 0,16 55 8,05

0,4 0,12 50 7,84

0,450 0,08 47 7,63

Значения светопропускания фильтратов сточной жидкости имеют экстремальный характер и наибольшее значение (83 %) наблюдается после обработки раствором сульфата алюминия в дозировке 0,35 г/дм3.

Как видно из представленных данных степень очистки СВ войлочного производства по показателю ХПК с использованием сульфата алюминия несколько лучше, чем в случае использования сульфата магния и железа при более малых дозировках. В частности, рекомендуемая доза А!2(8О4)3 составляет 0,45 г/дм3, МдЭО4 - 5 г/дм3 [5], Ре2(3О4)з -

0.75.г/дм3 [6].

Таким образом, проведенными экспериментами найдено, что для коагуляционной очистки СВ производства войлоков наиболее целесообразно применение в качестве коагулянта сульфата алюминия. Применение последнего позволяет достичь приемлемых значений ХПК и других показателей при меньших дозировках.

Литература

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

2. Шайхиев И.Г., Гаязова Э.Ш., Капралова Н.Н. Григорьева Н.П., Лебедев Н.А. . Вестник Казанского технологического университета, 5, 29-32 (2012).

3. Шайхиев И.Г., Степанова С.В., Галимзянов Р.Ш., Фридланд С.В. Химическая промышленность сегодня, 9, 51-55 (2004).

4. Шайхиев И.Г., Шакиров Ф.Ф., Фридланд С.В. Безопасность в техносфере, 3, 102-104 (2006).

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

Вестник Казанского технологического университета, 18, 33-35 (2013). 6. Шайхиев И.Г., Мавлетбаева А.И., Ахметшин Ш.М. Вестник Казанского технологического университета, 1, 193-194 (2014).

© И. Г. Шайхиев - д.т.н., проф., зав. каф. инженерной экологии КНИТУ, ildars@inbox.ru; А. И. Мавлетбаева - асп. той же кафедры; Ш. М. Ахметшин - директор ОАО «Кукморский валяльно-войлочный комбинат».