способ очистки сточных вод от органических веществ

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, включающий их обработку неорганической солью натрия, взятой в количестве 9 - 12 мас.%, в присутствии добавки и отделение взвеси, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, ускорения процесса и обеспечения повторного использования воды при очистке сточных вод текстильной галантереи, в качестве добавки используют неионогенное поверхностно-активное вещество в количестве 0,001 - 0,0015 мас.% и процесс ведут при 40 - 60^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке сточных вод и может быть использовано при очистке сточных вод, образующихся в производстве текстильной галантереи.

Известен способ очистки сточных вод производства метилцеллюлозы, состоящий в "высаливании" полимера поваренной солью с массовой долей 10-40 г/дм³ при нагревании до 97-90^оС в течение 2-5 ч и последующем фильтровании полученной суспензии на фильтрах с нанесенным слоем асбеста [1].

Известен способ очистки сточных вод производства целлюлозы [2] с массовой долей органических соединений до 14 г/дм³, поваренной соли 70 г/дм³, при котором сточную воду подают на выпарную установку для упаривания ее до массовой концентрации хлорида натрия 150-170 г/дм³. При этой концентрации происходит "высаливание" полимера с образованием крупных флокул, склонных к осаждению.

Использовать известные способы [1], [2] для очистки сточных вод текстильной галантереи не представляется возможным, так как при проведении "высаливания" при Т = 100^оС сточных вод текстильной галантереи, содержащих в основном пигментные красители, латекс и уайт-спирит, степень очистки составляет 45-55% (интенсивность окраски по порогу разбавления составляет 1:2).

Кроме того, происходит загрязнение атмосферы летучими органическими веществами.

Такое высокое содержание органических веществ, в том числе и пигментных красителей, в очищенной воде не позволяет многократно использовать ее для отмывки оборудования. Поэтому задача более глубокой очистки сточных вод является актуальной.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ очистки сточных вод производства ковров, содержащих поливинилацетат в виде коллоидной дисперсии [3].

Сущность способа состоит в том, что сточные воды обрабатываются 3-8 мас. % раствором неорганической соли (NaCl, Na₂CO₃, Na₂SO₄) в присутствии 36%-ного водного раствора формальдегида с массовой долей 1 мг/дм³ или с массовой концентрацией буры 1% при постоянном перемешивании с последующим отделением взвесей. Степень очистки составляет 70-80%.

Использование известного способа [3] для очистки сточных вод текстильной галантереи показано, что при введении 60 г/л Na₂SO₄, а затем буры 10 г/л при постоянном перемешивании степень очистки составляет 5-7 мас.% по пигменту (интенсивность окраски по порогу разбавления составляет 1:(35-38), скорость всплывания взвеси 0,94 мм/c.

Недостатками известного способа являются низкая степень очистки сточных вод текстильной галантереи, большая продолжительность процесса и невозможность использования очищеной воды для мытья шаблонов вследствие высокого содержания пигмента и наличия солей буры.

Цель изобретения - повышение степени очистки, ускорение процесса и обеспечение возможности повторного использования воды при очистке сточных вод текстильной галантереи.

Способ очистки сточных вод от органических веществ включает обработку их неорганической солью натрия (Na₂SO₄), NaCl, Na₂CO₃ и др.), взятой в количестве 9-12 мас.%, в присутствии добавки и отделение взвеси, в качестве добавки используют неионогенное поверхностно-активное вещество (ПАВ) в количестве 0,001-0,0015 мас.%, процесс ведут при 40-60^оС.

Отличительными признаками предложенного способа являются использование новой добавки и проведение процесса высаливания при 40-60^оС.

В основу предложенного способа положена способность неионогенных ПАВ в комплексе с заряженными органическими веществами к "гидрофобной" коагуляции при повышенной температуре. Суть этого явления заключается в том, что органические вещества, присутствующие в водном растворе, при температурах ниже 40^оС солюбилизируются внутри мицеллы (агрегата) неионогенного ПАВ. При повышении температуры вследствие дегидратации гидрофильной части молекулы агрегата ПАВ с органическими веществами приобретают гидрофобный характер, что обуславливает их коагуляцию и всплывание на поверхность воды вследствие гидрофобного характера образовавшихся флокул и разности в удельном весе с водой.

Способ реализуют следующим образом.

Очистке подвергаются сточные воды после процесса отмывки шаблонов, содержащие, г/дм³:

массовая концентрация пигмента красителя 0,39

массовая концентрация латекса 0,45

массовая концентрация дибутилфталата 0,14

массовая концентрация уайт-спирита 2,85

массовая концентрация гликозина 0,41

массовая концентрация глицерина 0,12

массовая концентрация смачивателя 0,03

массовая концентрация хлористого аммония 0,075

массовая концентрация КМЦ 0,03

массовая концентрация гуммитрагана 0,08

Сточную воду подогревают до Т = 40-60^оС, вводят одну из неорганических солей Na₂SO₄, NaCl, Na₂CO₃ c массовой долей 9-12 мас.% (90-120 г/дм³). Для повышения скорости всплывания взвешенных веществ (загрязнений), расслоения эмульсии и лучшего качества мытья шаблонов добавляют неионогенное ПАВ с массовой долей 0,01-0,015 мас. % . Скорость всплывания взвешенных веществ составляет 1,3-1,5 мм/с.

Всплывший органический слой отделяется, а очищенная СВ подается в емкость, в которой нагревается до 40-60^оС, и снова подается для мытья оборудования. Один раз в месяц корректируют солевой раствор и содержание неорганического ПАВ сточной воды.

В таблице приведены результаты испытаний

П р и м е р. Сточную воду после отмывки шаблонов, используемых при нанесении рисунка на ткань (состав сточной воды представлен на стр. 2.3) с температурой 50^оС подают в отстойник объемом 3 м³, вводят соль Ns₂SO₄ в количестве 30 г (0,001%). При скорости разделения 1,35 мм/c в течение 3 мин происходит разделение органической и водной фаз. Верхний слой органический удаляют, а очищенную воду (бесцветную, не содержащую эмульсии органических веществ) подают в емкость и нагревают до 45-60^оС. Подогретую очищенную воду подают на мытье шаблонов (таблица пример 1).

Предлагаемый режим очистки сточных вод текстильной галантереи выбран из условий, обеспечивающих быстрое, эффективное расслоение с удалением органических веществ при достижении высокой степени очистки, позволяющей повторное использование воды на промывку шаблонов (таблица, примеры 2-18).

Запредельное снижение содержания неорганической соли приводит к снижению скорости всплывания взвеси до 0,27 мм/c, время расслаивания эмульсии (20 мин), повышенному содержанию пигмента (интенсивность окраски по порогу разбавления 1: 12), что не позволяет очищенную воду использовать для промывки шаблонов (таблица, пример 19).

Запредельное повышение содержания неорганической соли процесса расслаивания не улучшает, но увеличивает расход соли, что удорожает процесс и делает его экономически нецелесообразным (таблица, пример 20).

При введении НПАВ ниже заявляемого содержания процесс расслаивания ухудшается: увеличивается время расслаивания (18 мин), возрастает содержание пигмента (интенсивность окраски по порогу разбавления 1:10) в очищенной воде, что делает очищенную воду непригодной ля отмывки шаблонов (таблица, пример 21).

При введении НПАВ выше заявляемого количества улучшения качества отмываемых шаблонов не наблюдается, однако процесс очистки удорожается за счет увеличения расхода реагентов (таблица, пример 22).

Запредельное понижение температуры процесса очистки СВ, также как и запредельное повышение температуры, приводит к ухудшению расслаивания эмульсии, увеличивается время всплывания взвеси (13,5-20 мин), повышается содержание пигмента (интенсивность окраски 1:12, 1:16), что не позволяет использовать очищенную воду для мытья шаблонов (таблица, примеры 23 и 24).

Преимущества предлагаемого способа очистки сточных вод текстильной галантереи по сравнению с прототипом заключаются в следующем: повышается степень очистки с 5-7 до 100%, т.е. в 15-20 раз; ускоряется процесс очистки, что характеризуется увеличением скорости всплывания взвеси от 0,34 до 1,3-1,5 мм/c, т.е. в 4-5 раз; обеспечивается возможность повторного использования очищенной воды для качественного мытья шаблонов.

Кроме того предлагаемый способ является менее энергоемким за счет уменьшения температуры процесса.