Оценка эффективности новых отечественных реагентов при очистке концентрированных сточных вод (стр. 1 из 3)
Буцева Л.Н.
НИИ ВОДГЕО, Москва, Россия
Гетманцев С.В., Рашковский Г.Б.
ОАО «АУРАТ», Москва, Россия
Введение
Одним из основных способов повышения эффективности очистки производственных сточных вод является удаление грубодисперсных и коллоидных загрязнений с помощью неорганических коагулянтов. Эффективная химическая коагуляция и оптимальные условия разделения дисперсной среды зависят от качества применяемых коагулянтов и способов проведения процесса очистки производственных сточных вод.
Для очистки производственных сточных вод долгое время применяли и применяют до настоящего времени преимущественно сернокислый алюминий и соли железа. Применение сернокислого алюминия позволяет в большинстве случаев получить очистку сточной воды, удовлетворяющей нормативам качества. Однако сточная вода приобретает нежелательные свойства: завышенное содержание остаточного алюминия, сульфатов, повышенная кислотность, требующая подщелачивания очищаемой сточной воды, для снижения агрессивных её свойств в отношении металлических труб и бетона на очистных сооружениях.
Учитывая это, а также всё возрастающий спрос на применение коагулянтов возник вопрос об изыскании новых коагулянтов, позволяющих при невысоких затратах получать стабильную очистку сильно загрязнённых сточных вод с хорошими физико-химическими свойствами.
Одним из разработчиков новых коагулянтов является ОАО «АУРАТ». Наряду с сернокислым алюминием предприятие разрабатывает и выпускает в настоящее время новые виды коагулянтов. Основными являются полиоксихлориды алюминия, которые выпускаются в виде двух товарных форм: в виде растворов - «АКВА–АУРАТТМ10», «АКВА–АУРАТТМ14», «АКВА–АУРАТТМ18» и в виде кристаллического порошка - «АКВА–АУРАТТМ30» [1-4]. Физико-химические показатели качества продукции, выпускаемой под торговой маркой «АКВА-АУРАТТМ» соответствуют ТУ 6-09-05-1456-96.
В настоящее время на предприятии разрабатываются также смешанные коагулянты на основе полиоксихлорида с сульфатом алюминия марок «АКВА–АУРАТТМ»: «АКВА-АУРАТТМ105», «АКВА-АУРАТТМ110», «АКВА-АУРАТМ170», «АКВА-АУРАТТМ190» и смешанные коагулянты полиоксихлорида с флокулянтами марок «СКИФ»: «СКИФ180»; «СКИФ180-3»; «СКИФ180(FL-45C)»; «СКИФ180(образец 5)»; «СКИФ180(образец №7)».
Методика проведения экспериментов
Исследования по изучению эффективности реагентов проводились на установке пробного коагулирования “Капля” по схеме: смешение, хлопьеобразование и отстаивание. Продолжительность смешения составляла 1 минуту при интенсивности 180 об/мин, продолжительность хлопьеобразования – 10 минут при интенсивности 50 об/мин, продолжительность отстаивания 10 минут. Дозы коагулянтов варьировались в зависимости от вида сточных вод от 30 до 700 мг/л по оксиду алюминия. Эффективность применения коагулянтов марок «АКВА-АУРАТТМ» и «СКИФ» и их смесей с флокулянтами оценивали по остаточной мутности и цветности очищенной воды. В экспериментах были использованы флокулянты марки Праестол: катионный 853 (полимер на основе акриламида и акриловой кислоты) и анионный 2640 (полимер полиакриламидный), а также катионные флокулянты марки «Кафлор-101» №5 (число вязкости 451,99 см3/г) и №7 (число вязкости 306,79 см3/г).
Исследования эффективности коагулянтов самостоятельно и с флокулянтами для очистки промышленных сточных вод от лакокрасочных материалов (ЛКМ) и красителей выполнялись на реальной сточной воде производств акриловых ЛКМ и красильного отделения производства гофрокартона. Состав сточных вод представлен в таблице 1. Сточные воды отличаются высокой дисперсностью загрязнений, которые кинетически устойчивы и не отстаиваются в течение длительного времени.
Таблиц 1. Характеристика сточных вод, содержащих лакокрасочные
материалы и красители.
| Вид сточных вод | Наименование показателей сточных вод | Исходная сточная вода | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Сточные воды красильного отделения | Мутность, мг/л Цветность, град рН | 4698 14873 7,8 | - | - |
| Сточные воды лакокрасоч-ного производства | Мутность, мг/л рН Колер | 11356 7,5 Розовый | 18375 6,74 Серый | 33401 6,8 Голубой |
Результаты проведённых исследований
Очистка сточных вод от дакокрасочных материалов.
Результаты исследований по эффективности очистки сточных вод №1 от лакокрасочных материалов (мутность - 11356 мг/л) с применением коагулянтов представлены в таблице 2. Из представленных данных видно, что оптимальные дозы коагулянтов «АКВА-АУРАТТМ18», «СКИФ180» и «СКИФ180-3» равны и составляют 400 мг/л (поз. 1, 2 и 6). Для коагулянтов марки «СКИФ180(образец №5)», «СКИФ180(образец №7)» и «СКИФ180(FL-45C)» оптимальная доза равна 350 мг/л (поз.3,4, 5). По эффективности очистки эти коагулянты можно расположить в следующей последовательности: «СКИФ 180(образец №7)» > «СКИФ180(образец №5)» > «АКВА-АУРАТТМ18» > «СКИФ180-3» > «СКИФ180»> «СКИФ180(FL-45C)» (поз. 1,2,3 и 4,5,6) Мутность при оптимальных дозах составляет, соответственно, 60 мг/л, 79 мг/л, 101 мг/л, 112 мг/л, 140 мг/л и 167 мг/л.
Сравнение эффективности очистки сточных вод №2 с исходным содержанием лакокрасочных материалов 18371 мг/л (табл.3) с коагулянтами марок «АКВА-АУРАТТМ» по-
казало на одинаковую коагулирующую способность «АКВА-АУРАТТМ10» и «АКВА-АУРАТТМ18». Оптимальная доза реагентов равна 450 мг/л, остаточная мутность очищенной сточной воды – 80 мг/л. При применении смешанных коагулянтов: «АКВА-АУРАТТМ110», «170», «190», на основе полиоксихлорида алюминия плюс сернокислый алюминий, с разным процентным содержанием последнего, их оптимальная доза по оксиду повышается до 700 мг/л. Остаточная мутность очищенной сточной воды при этом составляет 43-61 мг/л (табл. 3, поз.2,3,4).
Таблица 2. Эффективность очистки сточных вод от лакокрасочных материалов
производства ОАО «Спектр» с применением коагулянтов марки «СКИФ».
| №№ п/п | Наименование реагента | Доза, мг/л | Мутность, мг/л |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Исходная №1 | - | 11356 | |
| 1 | «АКВА-АУРАТТМ18» | 200 250 300 350 400 | 2405 214 111 101 85 |
| 2 | «СКИФ180» | 200 250 300 350 400 | 802 214 187 140 133 |
| 3 | «СКИФ180(FL-45C)» | 200 250 300 350 400 | 417 200 187 167 174 |
| 4 | «СКИФ(образец 5)» | 250 300 350 400 | 174 107 79 147 |
| 5 | «СКИФ(образец 7)» | 250 300 350 400 | 192 88 60 77 |
| 6 | «СКИФ180-3» | 250 300 350 400 | 212 123 112 72 |
Для повышения эффективности очистки сточных вод от производства ЛКМ были проведены эксперименты по совместному использованию коагулянтов и флокулянтов. Эксперименты проводились на сточных водах с разной степенью загрязнений. В опытах использовались ранее установленные оптимальные дозы смешанных коагулянтов, а дозы флокулянтов изменялись в широком диапазоне от 8 мг/л до 30 мг/л. Результаты экспериментов представлены в таблице 4. Для «АКВА-АУРАТТМ18» были использованы в опытах по очистке сточных вод от ЛКМ совместно с флокулянтами дозы - 350 и 400 мг/л. Эксперименты по совместному применению коагулянтов и флокулянтов при их последовательной подаче представлены на рисунках 1-3.
Таблица 3. Эффективность очистки сточных вод от лакокрасочных материалов
производства ОАО «Спектр» с применением смешанных коагулянтов
марки «АКВА-АУРАТТМ».
| №№ п/п | Наименование реагента | Доза, мг/л | Мутность, мг/л |
| 1 | 3 | 4 | |
| Исходная вода №2 | - | 18371 | |
| 1 | «АКВА-АУРАТТМ18» | 250 300 350 400 450 | 4676 310 95 85 80 |
| 2 | «АКВА-АУРАТТМ110» | 400 500 600 700 | 943 608 99 43 |
| 3 | «АКВА-АУРАТТМ170» | 400 500 600 700 | 952 227 114 51 |
| 4 | «АКВА-АУРАТТМ190» | 400 500 600 700 | 961 321 91 61 |
| Исходная вода №3 | - | 33401 | |
| 5 | «АКВА-АУРАТТМ18» | 300 350 400 450 500 | 10688 501 120 95 187 |
Рис 1.
Таблица 4. Эффективность очистки сточных вод от ЛКМ с при совместном
применении коагулянтов и флокулянтов.
| №№ п/п | Наименование реагентов | Доза, мг/л | Мутность,мг/л | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||
| Исходная вода №1 | 11356 | ||||||||
| 1 | «АКВА-АУРАТТМ18»+ Праестол 2640 | 350+8 350+10 350+15 350+20 350+25 | 47 45 31 47 120 | ||||||
| 2 | «АКВА-АУРАТТМ18»+ Праестол 853 | 350+8 350+10 350+15 350+20 350+25 | 48 45 19 37 56 | ||||||
| Исходная вода №2 | - | 18371 | |||||||
| 3 | «АКВА-АУРАТТМ18»+ Праестол 2640 | 400+10 400+15 400+20 400+25 400+30 | 16 9 8 9 10 | ||||||
| 4 | «АКВА-АУРАТТМ18»+ Праестол 853 | 400+10 400+15 400+20 400+25 400+30 | 5 4,5 8 10 11 | ||||||
| 5 | «АКВА-АУРАТТМ18»+ флокулянт №5 | 400+8 400+10 400+15 400+20 | 31 27 25 40 | ||||||
| 6 | «АКВА-АУРАТТМ18»+ флокулянт №7 | 400+8 400+10 400+15 400+20 | 127 96 69 47 | ||||||
| 7 | «АКВА-АУРАТТМ110»+ Праестол 2640 | 600+8 600+10 600+15 600+20 | 256 21 17 17 | ||||||
| 8 | «АКВА-АУРАТТМ170»+ Праестол 2640 | 600+8 600+10 600+15 600+20 | 47 37 20 18 | ||||||
| 9 | «АКВА-АУРАТТМ190»+ Праестол 2640 | 600+8 600+10 600+15 600+20 | 61 24 20 15 | ||||||
| Исходная вода №3 | - | 33401 | |||||||
| 10 | «АКВА-АУРАТТМ18» + Праестол 853 | 400+15 400+20 400+25 400+30 | 15 4 7 24 | ||||||
| 11 | «АКВА-АУРАТТМ18» + Праестол 2640 | 400+15 400+20 400+25 400+30 | 37 25 17 17 | ||||||
| 12 | «СКИФТМ(образец 7)» + Праестол 2640 | 300+2,5 300+5 300+7,5 300+10 | 40 38 13 7 | ||||||
| 13 | «СКИФТМ(образец 5)» + Праестол 2640 | 300+2,5 300+5 300+7,5 300+10 | 11 4 4 5 | ||||||
При совместном применении и последовательной подаче «АКВА-АУРАТТМ18» и анионного флокулянта Праестол 2640 на сточной воде с мутностью 11356 мг/л было достигнуто повышение эффективности очистки сточных вод от ЛКМ на 70%., а с катионным флокулянтом на 80%. Так, остаточная концентрация лакокрасочных материалов снизилась по мутности с 101 мг/л (табл.2 поз 1), при применении только «АКВА-АУРАТТМ18» с дозой 350 мг/л, до 31 мг/ при совместном применении коагулянта и последовательной подаче Праестол 2640 с дозой 15 мг/л, а с флокулянтом Праестол 853, при тех же дозах, мутность снизилаь до 19 мг/л (рис 1, табл. 4,поз. 1,2) Оптимальная доза «АКВА-АУРАТТМ18» увеличилась до 450 мг/л при увеличении концентрации в исходной сточной воде загрязнений до 18371 мг/л и 33401 мг/л (табл.3, поз.1,5). При совместном применении и последовательной подаче коагулянта с флокулянтами Праестол 2640 оптимальная доза -20 мг/л и Праестол 853 - 15 мг/л мутность составила, соответственно, 8 мг/л и 4,5 мг/л (табл.4, поз.3,4 и рис.2) при исходной концентрации загрязнений 18371 мг/л Совместное применение при последовательной подаче «АКВА-АУРАТТМ18» (доза - 400 мг/л) и флокулянтов №5 и №7 (доза - 15 мг/л) позволяет снизить содержание лакокрасочных материалов в сточной воде, соответственно, до 25 мг/л и 69 мг/л (табл. 4 поз. 5,6 и рис.2).