CC BY
63
Р. К. Закиров, А. П. Ульянин, Ф. Ю. Ахмадуллина РЕАГЕНТНАЯ ОБРАБОТКА ВЫСОКОТОКСИЧНЫХ И КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЕХИМИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
Ключевые слова: сточные воды, нефтепродукты, реагентная очистка, комплексные реагенты.
Разработаны предложения по очистке высококонцентрированных и токсичных сточных вод предприятий нефтехимического комплекса с использованием индивидуальных и композиционных реагентов.
Keywords: wastewaters, petroleum products, reagent treatment, complex reagents.
Recommendations for highly concentrated and toxic wastewater of petrochemical plants with using single and complex reagents are worked out.
Сточные воды, содержащие нефтепродукты и тяжелые металлы, относятся к токсичным стокам и характеризуются высокой мутностью [1, 2] (табл. 1). Традиционно такие стоки перед канализированием должны проходить локальную очистку, предназначенную, в первую очередь, для их осветления.
Таблица 1 - Характеристика исследуемых стоков
Показатели Номер пробы воды
№1 №2
ХПК, мг/л 20898 25920
БПК, мг/л - 583,1
Взвешенные вещества, мг/л 668 690
Нефтепродукты, мг/л 640 915,5
Токсичность, % 100 100
рН 8,3 8,5
Для этого перспективно использовать реагентные способы очистки, к достоинствам которых относится возможность их использования для очистки любых объемов сточных вод /3/
С целью выявления эффективных реагентов для осветления высококонцентрированных сточных вод нефтехимических производств был изучен ряд индивидуальных алюмосодержащих коагулянтов и полиакриламидных флокулянтов, а также бинарные системы на их основе (табл. 2).
Эксперимент предусматривал введение рабочего раствора флокулянта или коагулянта в сточ-
ную воду, перемешивание в течение 3-5 минут с последующим отстаиванием в течение 1 часа. Эксперимент проводили в стандартных цилиндрах объемом 100 мл.
Таблица 2 - Характеристика реагентов
Наименование реагента Молекулярная масса ПДК, мг/л Класс опасности
Коагулянты
Полиоксохлорид алюминия (ПХА) 108,15 1,5 3
Гидроксохлорид алюминия (ГХА) 140,4 0,5 3
Флокулянты
Праестол 8*106 0,35 3
Зетаг 3*106 2 4
При совместном использовании двух видов реагентов последовательно в сточную воду вводили первоначально коагулянт, затем флокулянт с обязательным перемешиванием 2-3 мин., с последующим отстаиванием в течение 1 часа.
Обработка исследуемой воды осуществлялась растворами реагентов с рабочими концентрациями, равными 1% и 0,1% соответственно для коагулянтов и флокулянтов. При этом доза коагулянтов в опытах изменялась в диапазоне 300-700 мг/л, флокулянтов 5- 100 мг/л (табл. 3).
Таблица 3 - Влияние доз реагентов на осветление сточной воды
Коагулянты
Реагент Доза, мг/л
300 400 500 600 700
Хлопье- образование Осветление V v осадка? мл Хлопье- образование Осветление V v осадка? мл Хлопье- образование Осветление V v осадка? мл е ^ § Е Й по Я з к & о Осветление V v осадка? мл е ^ § Е Й по Я % * & о Осветление V v осадка? мл
1 ч 1 ч 1 ч 1 ч 1 ч
ГХА - - - + - - 15 + - - 18 + - - 19 + + + 20
ПХА + - + - 18 + + 22 + + 23 + - - 23 + - +- 18
Флокулянты
Доза, мг/л
5 10 30 50 100
Зетаг - - - - - - - - - - - - - - -
Праестол - - - - - - - - - - - - - - -
+ хорошее хлопьеобразование; хорошее осветление; - отсутствие хлопьеобразование;+ - стойкая мутность стока
Коагулянты подтвердили свою эффективность для осветления исследуемых стоков в дозах: 600- 700мг/л для гидроксохлорида алюминия (ГХА), 400-600 мг/л для полиоксохлорида алюминия (ПХА);
Выбранные флокулянты неперспективны для обработки сточных вод базового предприятия (Уруссинский химический завод) при условии их индивидуального использования: мутность сточных вод не снижалась, образование осадка не наблюдалось.
Лучшие результаты были получены при использовании полиоксихлорида алюминия, вследствие чего дальнейшие исследования проводили с данным коагулянтом.
Совместное использование двух видов реагентов ускоряет процесс хлопьеобразования и приводит к образованию более плотного осадка, что в целом, обусловливает меньший объем образующего осадка и, как следствие, снижает дальнейшие затраты на его механическое обезвоживание (табл. 4).
Таблицы 4 - Влияние комплексных реагентов на осветление сточной воды
Флокулянт, мг/л Полиоксохлорид алюминия (ПХА)
Доза, мг/л
400 500 600 700
Осветление Объем, мл Осветление Объем, мл Осветление Объем, мл Осветление Объем, мл
1 час 1 час 1 час 1 час
Праестол 5 + 12 + 18 + 30 + 28
10 + 11 + 15 + 25 + 22
Доза, мг/л
500 600 700 800
Зетаг 5 + 20 + 21 + 21 + 21
10 + 20 + 23 + 25 + 27
Таблица 6 - Сравнение эффективности реагентов
Определение ХПК, концентраций взвешенных веществ и нефтепродуктов осуществляли по унифицированным методам анализа /5-7/.
Согласно табличным данным, исследуемые коагулянты и бинарные системы на их основе значительно уменьшают содержание нефтепродуктов и взвешенных веществ в обработанной воде, обеспечивая ее эффективное осветление.
Полученные результаты с учетом стоимости вышеуказанных реагентов однозначно свидетельствуют о целесообразности использования в промышленных условиях коагулянт полиоксохлорид алюминия для обезвреживания сточных вод предприятий нефтехимического комплекса.
Бинарная смесь реагентов на основе ПХА и анионоактивного флокулянта Праестол обеспечивает более эффективное образование и осаждение осадка и, как следствие, более глубокое осветление промстока по сравнению с флокулянтом Зетаг. При этом, снижение дозы флокулянта Праестол улучшает процесс осветления воды.
Наблюдаемый эффект объясняется различием в молекулярных массах выбранных флокулянтов, соответственно равных 8*106 и 3*106 для Праестола и Зетага. А как известно, увеличение молекулярной массы полимерного флокулянта снижает его эффективную дозу [4].
Таким образом, проведенные исследования позволили выбрать перспективные индивидуальные и бинарные реагенты, установить их оптимальные дозы (табл. 5).
Таблица 5 - Оптимальные дозы индивидуальных и бинарных реагентов
Дальнейший этап исследований был связан с изучением процесса реагентной очистки высокотоксичных и концентрированных промышленных стоков. В качестве контрольных параметров были выбраны ХПК, содержание взвешенных веществ и нефтепродуктов. Обработку воды проводили аналогично вышеописанному с последующим отстаиванием обработанного стока в течение часа (Табл. 6).
Литература
1. Миннигулова Г. А. Исследование очистки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов, стоками нефтехимических производств/ Г.А. Миннигулова, И.Г. Шайхи-ев // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2011.- №6.- С. 166171.
2. Шайхиев И.Г. /Исследование очистки кислых модельных стоков, содержащих ионы тяжелых металлов, сточными водами нефтехимических производств И. Г. Шай-хиев, Г.А. Миннигулова // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2011.- №12- С. 118-122.
3. Закиров Р.К. Интерполимерные комплексы и их флоку-лирующая способность /Ф.Ю. Ахмадуллина, Н.Н. Валеев, Д.Г. Победимский // Журнал прикладной химии.-2001. - Т.74.- вып. 4.- С.652-656.
Реагент Дозы, мг/л ХПК, мг/л Взвешенные вещества, мг/л Нефтепродукты, мг/л
С0 Ск Э, % С0 Ск Э, % С0 Ск Э, %
ГХА 600 20898 19351 7,4 - - - - - -
ПХА 500 20898 17031 18,5 668 316 52,7 640 72 88,7
ПХА + Праестол 500 + 5 20898 17763 15,0 668 338 49,4 640 124 80,6
ПХА + Праестол 650 + 5 20898 17742 15,1 668 356 48,4 640 97 84,9
ПХА + Зетаг 700 + 10 20898 19017 9,0 668 355 46,9 640 144 77,5
Реагенты Дозы
Полиоксохлорид алюминия (ПХА) 400- 500 мг/л
ПХА + Праестол 500- 600 мг/л +5 мг/л
ПХА + Зетаг 800 мг/л +10 мг/л
4. А. К. Запольский, А. А. Баран, 203с. Коагулянты и фло-кулянты в процессах очистки воды; Л. Химия Ленингр. отд-ние 1987. - 63 с.
5. Выполнение измерений массовой концентрации химического потребления кислорода (ХПК) в сточных водах заводов, в сточных водах поступающих в цех нейтрализации и очистки промышленно - сточных вод, в пром -ливневых стоках, в оборотной воде водооборотных сис-
тем и в очищенных сточных водах: методика ЦЛ - 63-04 / АО Оргсинтез. - Казань, 2004. - 13 с.
6. ПНД Ф 14. 1:2:3:4. 123-97. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений биохимической потребности в кислороде после п - дней инкубации.- М., 1997.-15 с.
7. МУ 2.1.4.1057-01. Организация внутреннего контроля качества санитарно-микробиологических исследований воды.- М., 1999.-24 с.
© Р. К. Закиров - к.т.н., доц. каф. промышленной биотехнологии, КНИТУ, zakrus@mail.ru; А. П. Ульянин - магистрант КНИТУ; Ф. Ю. Ахмадуллина - ст. препод. каф. промышленной биотехнологии КНИТУ.
