способ очистки сточных вод от красителей

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КРАСИТЕЛЕЙ, включающий обработку воды окисляющим реагентом в присутствии катализатора, отличающийся тем, что в качестве окисляющего реагента применяют перекись кальция, а в качестве катализатора соединения, содержащие катионы меди и/или марганца.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перекись кальция вводят в виде порошка или суспензии, соединения, содержащие катионы меди и/или марганца, в виде порошка или раствора в количестве 0,3-0,8 г/г красителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от красителей путем реагентной деструкции и может быть использовано для обеспечения и повышения биологической окисляемости сточных вод, содержащих органические красители.

Известен способ очистки сточных вод, содержащих красители, включающий введение более двух реагентов для деструкции красителя: окислитель - перманганат калия, катализатор-сульфат железа и ряд химических реагентов для осаждения окрасочного шлама (пропиленгликоль, аллиловый спирт, растворитель). Завершающие стадии обработки сточных вод - нейтрализация, отстаивание, отделение осадка (шлама).

Основными недостатками известного способа очистки окрашенных сточных вод являются низкая эффективность используемых реагентов по обесцвечиванию красителей, хорошо растворимых в воде, а также большой набор реагентов-шламоосадителей и, следовательно, сложная технология очистки сточных вод. При этом окраска жидкой фазы сохраняется после всех стадий обработки вод.

Цель изобретения заключается в создании способа очистки сточных вод, позволяющего повысить степень очистки от красителей и упростить технологию очистки.

Для этого в способе очистки сточных вод от красителей, заключающемся в деструкции красителей окисляющим реагентом в присутствии катализатора, в качестве окисляющего реагента применяют перекись кальция, а в качестве катализатора используют соединения, содержащие медь и/или марганец, например оксид меди, оксид марганца, сернокислую медь.

Перекись кальция вводят в сточные воды в виде водной суспензии или порошка в количестве 0,5-1,0 г перекиси на 1 г красителя. Катализатор вводят в сточные воды в виде порошка или раствора (в случае применения солей) из расчета 0,3-0,8 г основного вещества на 1 г красителя.

Способ включает последующее перемешивание смеси, отстаивание и отделение осадка.

В дальнейшем бесцветная сточная жидкость сливается с осадка и может быть снова использована в технологии для растворения сухого красителя на подготовительной к крашению стадии.

В результате оборотного водоснабжения расход воды в технологии красильно-отделочных производств может быть сокращен примерно на одну треть (с 24 тыс. до 14 тыс. м³/сут).

Применение только одного из предложенных реагентов эффекта обесцвечивания не дает.

Специфической особенностью способа является использование перекиси кальция в присутствии катализирующей добавки. При этом следует отметить, что ни одна из перекисей другого металла не дает эффекта быстрого обесцвечивания и перевода окраски в осадок. В то же время выбор катализатора может быть широким. Здесь одинаково эффективно проявляется влияние как окислов, так и солей металлов переменной валентности, в частности меди, марганца, кобальта, или их смеси. Наиболее дешевыми среди перечисленных являются соединения меди.

Предложенный способ позволяет полностью обесцветить сточные воды, уменьшить количество и расход вносимых компонентов реакции и ускорить осаждение осадка. Он эффективен по отношению к наиболее трудно обесцвечивающемуся красному красителю, а также к красителям других цветов и их смеси.

Дополнительным преимуществом предлагаемого способа является снижение химического и биологического потребления кислорода (ХПК и БПК) в очищаемых сточных водах за счет насыщения последних кислородом и повышение тем самым эффективности завершающей стадии биологической доочистки вод.

Экспериментальная проверка способа обесцвечивания окрашенных сточных вод производилась с использованием наиболее трудно разрушаемых красителей, прежде всего красного цвета, а также оранжевого, сине-черного цветов и их смеси.

Концентрация красителя в имитируемой сточной воде была принята на уровне (300 мг/л) или выше заложенной в заводскую проектную документацию действующих очистных сооружений Моршанского камвольно-суконного объединения (271 мг/л).

Эффективность обесцвечивания определялась по показателю интенсивности окраски (ИК) в соответствии с "Методикой определения цветности по разбавлению в сточных водах".

Допустимое значение ИК - 1:40 для сточных вод, поступающих на биологическую доочистку.

При ИК > 1:40 наблюдаются большие потери биофлоры.

В качестве химических реагентов в предложенном способе используются следующие соединения:

- кальция перекись по ТУ 6-09-3850-75 в виде порошка или суспензии в воде;

- водорода перекись по ГОСТу 10929-76 любой концентрации.

- кальция гидрат окиси по ТУ 6-18-75-75 в виде 5-10%-ного водного раствора (известковое молоко), имеющегося в действующей промышленной технологии очистки сточных вод на стадии нейтрализации;

- купорос медный по ГОСТу 19349-84 в виде порошка или водного раствора;

- меди оксид по ГОСТу 16539-79 в порошкообразном состоянии;

- марганца оксид по ГОСТу 16539-79 в порошкообразном состоянии;

- гопкалит (смесь окислов меди и марганца в соотношении 60:40) по ТУ 6-16-2432-80.

Способ очистки сточных вод от красителей проиллюстрирован примерами.

П р и м е р 1. В реактор с раствором красного красителя, имитирующего окрашенную сточную воду, с концентрацией 300 мг/л при перемешивании дозируют порошкообразную перекись кальция в количестве 300 мг на 1 л сточной воды. Затем в тот же реактор вводят раствор медного купороса с содержанием 250 мг/л. По истечении 2-3 мин перемешивание прекращают.

Обработанную таким образом сточную воду сливают в отстойник. Время осветления (отделения осадка) сточной воды в отстойнике - 10-15 мин. Прозрачную практически бесцветную жидкость сливают с осадка и подают на контроль показателя интенсивности окраски. Определено ИК = =1:2.

П р и м е р 2. В смесителе готовят водную суспензию перекиси кальция из известкового молока (5% Са(ОН)₂) и 33-37% перекиси водорода. Молярное соотношение компонентов при этом может быть следующим:

Н₂О₂:Са(ОН)₂ = (2-5):1

Смесь компонентов перемешивают. Температура в зоне реакции не превышает 30^оС.

Время перемешивания после введения компонентов - 3 мин.

Полученную суспензию перекиси кальция с содержанием основного вещества, равным 200 мг/л, дозируют в реактор со сточной водой с концентрацией красящих веществ 380 мг/л. Одновременно при перемешивании дозируют порошкообразную окись марганца в количестве 130 мг/л сточных вод.

Время смешения в реакторе 3-4 мин.

Далее, как и в примере 1, обработанную сточную воду подают в осветитель для отстаивания. Время осаждения осадка - 20 мин. Осветленная сточная вода имеет желтоватый оттенок. Найдено ИК = 1:6.

Условия экспериментов и полученные результаты для примеров 3-15 приведены в таблице.

В примерах 3-15 даны количественные соотношения используемых реагентов - перекиси кальция и катализатора, характеристики эффективности обесцвечивания сточных вод по цветности и показателю ИК.

Как следует из экспериментальных данных, во всех примерах степень интенсивности окраски была существенно ниже допустимого значения 1:40.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что при соотношении реагентов в пределах 0,5-1,0 г перекиси кальция и 0,3-0,8 г катализатора на 1 г красителя окраска практически была бесцветной.

Оттенки растворов наблюдались только в отдельных примерах.

Найденное соотношение реагентов представляется оптимальным. Нижняя граница их содержания определяется достижением эффекта обесцвечивания до ИК 1: 40, верхняя граница лимитируется экономической целесообразностью расхода реагентов.

В промышленных условиях непрерывного процесса очистки сточных вод есть основания считать, что процессы обесцвечивания красящих веществ в результате деструкции и осаждения пройдут полнее и быстрее за счет взаимоускоряющего влияния этих двух процессов.