Применение флокулянтов в целях очистки сточных вод химических производств
Проблема снижения негативного воздействия на окружающую природную среду отходов производства кальцинированной соды по аммиачному способу актуальна во всех странах, производящих соду по данному методу. Использование высокомолекулярных флокулянтов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.12.2018 |
| Размер файла | 683,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
117
Размещено на http://www.allbest.ru/
Филиал ФГБОУ ВПО
Уфимский государственный нефтяной технический университет
Применение флокулянтов в целях очистки сточных вод химических производств
Даминев Р.Р., Асфандиярова Л.Р.,
Насыров Р.Р., Юнусова Г.В.
Аннотация
Проблема снижения негативного воздействия на окружающую природную среду отходов производства кальцинированной соды по аммиачному способу актуальна во всех странах, производящих соду по данному методу. Одним из эффективных способов интенсификации существующих технологий очистки сточных вод является использование высокомолекулярных флокулянтов самостоятельно или совместно с коагулянтами. Для выбора эффективного флокулянта, применяемого в целях сгущения дистиллерной суспензии, осуществлялся анализ применимости следующих видов флокулянтов - Каустамин-15, ВПК-402, Полиакриламид, СКФ-25, Флопам. Анализ полученных результатов серии опытов показал, что из рассматриваемых флокулянтов наилучшие показатели по скорости осаждения, содержанию взвешенных веществ в очищенной суспензии, относительной степени уплотнения имеют следующие марки: Каустамин-15, Полиакриламид, Флопам.
Ключевые слова: дистиллерная жидкость, флокуляция, очистка сточных вод, коагулянт, полиэлектролит, фильтрация.
Введение
В настоящее время отходы содового производства полностью сбрасываются в шламона-копители ("белые моря"), занимающие сотни гектаров земельных угодий и требующие для своего строительства и содержания очень больших капитальных затрат. Кроме того, систематическое накопление жидкости создает дополнительный напор на противофильтрационный экран, что увеличивает ее инфильтрацию из накопителя. При этом возникает угроза загрязнения подземных вод в районе шламонакопителей и попадания вредных веществ в источники водоснабжения, в том числе и питьевого, что может нанести необратимый ущерб, как окружающей среде, так и здоровью человека [2].
Таблица 1. Усредненный состав дистиллерной суспензии
|
Наименование вещества |
Содержание, % |
|
|
Жидкая фаза |
||
|
NaCl |
5.45-5.80 |
|
|
CaCl2 |
10.36-11.00 |
|
|
0.50-0.60 |
||
|
0.06-0.14 |
||
|
Вода |
82.46-83.63 |
|
|
Твердая фаза |
||
|
CaCO3 |
40.80-54.60 |
|
|
Ca (OH) 2 |
7.70-10.60 |
|
|
Mg (OH) 2 |
9.50-15.20 |
|
|
CaSO4 |
10.90-13.20 |
|
|
SiO2 |
1.30-2.20 |
|
|
R2O3 |
2.10-4.00 |
Дистиллерная жидкость является отходом производства кальцинированной соды и представляет собой суспензию твердых частиц (главным образом карбоната, сульфата кальция и гидроксидов магния, кальция) в водном растворе хлоридов кальция и натрия.
Производство 1 т соды сопровождается образованием около 9-10 м3 шламосодержащей дистиллерной жидкости [1]. Содержание твердых частиц в суспензии колеблется 18-40 г/дм3. Усредненный состав дистиллерной суспензии представлен в табл.1.
Флокуляция широко применяется в процессах очистки вод. Цель флокуляции - сформировать агрегаты или хлопья из тонко диспергированных и коллоидно устойчивых частиц. Флокуляция - транспортный этап, приводящий к столкновению между устойчивыми частицами, стремящимися к образованию крупных частиц (агрегатов), которые могут быть легко удалены из обрабатываемых сточных вод при помощи отстаивания, фильтрации или флотации.
Актуальность задачи по снижению количества образующихся на производстве отходов становится все более существенной по мере ужесточения требований экологической безопасности и рационального использования природного сырья.
Большинство способов очистки природных и производственных сточных вод, а также способов уплотнения и обезвоживания осадков различного типа основано на применении реагентов.
Известно, что за счет внедрения физико-химических методов очистки промышленных сточных вод с применением коагулянтов и флокулянтов возможно обеспечение эффективного (97-98%) удаление коллоидных и высокодисперсных примесей [3].
флокулянт высокомолекулярный очистка сточная вода
Результаты и их обсуждение
Целью настоящих исследований являлось изучение и анализ применимости флокулянтов различных марок для осаждения взвешенных частиц дистиллерной суспензии и подборе оптимальных условий процесса очистки.
Задачами исследований являлись:
Ш проведение сравнительного анализа проведенных исследований;
Ш подбор наиболее эффективного флокулянта в целях осаждения дистиллерной суспензии;
Ш определение оптимальной дозы применяемого флокулянта.
В качестве испытуемых реагентов, используемых для дестабилизации коллоидной суспензии применялись флокулянты, представленные двумя группами: катионные (Каустамин-15, ВПК-402), анионные (Полиакриламид, Флопам).
Для выбора эффективного флокулянта, применяемого в целях сгущения дистиллерной суспензии, осуществлялся анализ применимости следующих видов флокулянтов - Каустамин-15, ВПК-402, Полиакриламид, СКФ-25, Флопам. Оценка флокулянтов производилась по следующим показателям:
Ш скорость осаждения взвешенных частиц;
Ш концентрация взвешенных частиц в осветленной жидкости [4].
Первую серию опытов проводили, используя катионный флокулянт марки Каустамин-15. Результаты опытов представлены в табл.2 и на рис.1.
Таблица 2. Результаты серии опытов по сгущению дистиллерной суспензии (Каустамин-15)
|
Наименование флокулянта |
№ серии опыта |
Доза флокулянта, мл |
Концентрация флокулянта, % |
Темпе-ратура, °C |
Относительное уплотнение шлама, % |
Содержание взвешенных веществ, мг/дм3 |
Степень очистки |
|
|
Каустамин-15 |
1.1 |
0.5 |
5 |
18 |
7.47 |
345.65 |
69.0 |
|
|
1.2 |
1.0 |
11.11 |
53.52 |
95.2 |
||||
|
1.3 |
3.0 |
11.11 |
62.44 |
94.4 |
||||
|
1.4 |
5.0 |
11.11 |
77.60 |
93.0 |
Рис.1. Скорость осаждения шлама (Каустамин - 15)
Вторую серию опытов проводили, используя катионный флокулянт марки ВПК-402. Результаты опытов представлены в табл.3 и на рис.2.
Таблица 3. Результаты серии опытов по сгущению дистиллерной суспензии (ВПК-402)
|
Наименование флокулянта |
№ серии опыта |
Доза флокулянта, мл |
Концентрация флокулянта, % |
Температура, °C |
Относительное уплотнение шлама, % |
Содержание взвешенных веществ, мг/дм3 |
Степень очистки |
|
|
ВПК-402 |
2.1 |
0.5 |
5 |
18 |
-0.83 |
602.44 |
45.97 |
|
|
2.2 |
1.0 |
-1.23 |
634.88 |
43.06 |
||||
|
2.3 |
3.0 |
-1.52 |
665.99 |
40.27 |
||||
|
2.4 |
5.0 |
-1.93 |
678.45 |
39.17 |
Рис.2. Скорость осаждения шлама (ВПК-402)
Третью серию опытов проводили, используя анионный флокулянт марки Полиакрил-амид. Результаты опытов представлены в табл.4 и на рис.3.
Таблица 4. Результаты серии опытов по сгущению дистиллерной суспензии (Полиакриламид)
|
Наименование флокулянта |
№ серии опыта |
Доза флокулянта, мл |
Концентрация флокулянта, % |
Температура, °C |
Относительное уплотнение шлама, % |
Содержание взвешенных веществ, мг/дм3 |
Степень очистки |
|
|
Полиакриламид |
3.1 |
0.5 |
5 |
18 |
17.24 |
117.97 |
89.42 |
|
|
3.2 |
1.0 |
10.34 |
53.52 |
95.22 |
||||
|
3.3 |
3.0 |
10.34 |
149.08 |
86.63 |
||||
|
3.4 |
5.0 |
6.89 |
257.68 |
76.89 |
Рис.3. Скорость осаждения шлама (Полиакриламид)
Четвертую серию опытов проводили, используя смесевой композиционный флокулянт марки СКФ-25. Опыт проводили, используя 1% раствор флокулянта, дозами - 1, 3.5 мл.
Пятую серию опытов проводили с использованием флокулянтов Флопам.
Результаты опытов представлены в табл.5 и на рис.4.
Таблица 5. Результаты серии опытов по сгущению дистиллерной суспензии (Флопам)
|
Наименование флокулянта |
Номер серии опыта |
Доза флокулянта, мл |
Концентрация флокулянта, % |
Температура, °C |
Относительное уплотнение шлама,% |
Содержание взвешенных веществ мг/дм3 |
Степень очистки |
|
|
AN 910 VHM |
5.1 |
1 |
5 |
90 |
14.6 |
40.36 |
96.38 |
|
|
AN 913 VHM |
5.2 |
1 |
3.2 |
96.11 |
91.38 |
|||
|
AN 923 VHM |
5.3 |
1 |
-8.0 |
62.44 |
94.42 |
|||
|
AN 923 SHM |
5.4 |
1 |
-28.0 |
46.83 |
95.82 |
|||
|
AN 934 VHM |
5.5 |
1 |
-28.0 |
117.74 |
89.44 |
|||
|
AN 945 VHM |
5.6 |
1 |
-50.0 |
52.63 |
95.28 |
|||
|
AN 956 VHM |
5.7 |
1 |
-8.0 |
46.55 |
95.83 |
Рис.4. Скорость осаждения шлама (Флопам)
Анализ полученных результатов серии опытов показывает, что из рассматриваемых флокулянтов наилучшие показатели по скорости осаждения, содержанию взвешенных веществ в очищенной суспензии, относительной степени уплотнения имеют следующие марки: Каустамин-15, Полиакриламид, Флопам.
Флокулянт марки ВПК-402 обеспечивает неудовлетворительную скорость осаждения взвешенных веществ, и более низкую степень очистки по сравнению с Каустамином-15, возможно, это объясняется тем, что у Каустамина-15 в отличие от ВПК-402, катионный заряд располагается на главной молекулярной цепи.
Сравнивая марки Каустамин-15, Флопам и Полиакриламид следует отметить, что при использовании флокулянта концентрацией 1 мл/л Флопам с низким анионным зарядом (AN 910 VHM), Полиакриламид обладает более степенью очистки 89%, в то время, как Каустамин-15-69%.
Таким образом, результаты экспериментов показали, что применение анионного флокулянта Flopam с низкими и средними анионными зарядами предпочтительнее по сравнению с другими флокулянтами, поскольку он интенсивнее уплотняет осадок, образуя более крупные и тяжелые хлопья и обеспечивают наиболее высокую скорость осаждения шлама.
При увеличении доз флокулянтов Каустамин-15, Полиакриламид до 2 мл/л содержание взвешенных веществ в осветленном слое уменьшается, то есть увеличивается степень очистки до 95.2% сравниваемой, но при этом падает скорость уплотнения шлама.
В случае дальнейшего увеличения концентрации наблюдали падение эффективности, как степени очистки, так и скорости осаждения взвешенных веществ обоих флокулянтов.
Флокулянт СКФ-25 показал наименее эффективные значение очистки и осаждения взвешенных частиц, наблюдалось образование дополнительного количества взвеси в анализируемых пробах.
Экспериментальная часть
Флокуляцию проводят в цилиндрах, температура дистиллерной суспензии составляла - 18 єС и 90 єС. Время осаждения во всех проводимых опытах составляло 30 минут. При этом каждые 5 минут проводят фиксацию уровня осадка, сравнивают с уровнем осадка в холостой пробе.
Определение содержания взвешенных веществ в дистиллерной суспензии проводят в соответствии с методикой с использованием бумажных обеззоленных фильтров "синяя лента" [5].
Выводы
Показана применимость и высокая эффективность высокомолекулярных флокулянтов, в частности, марок Каустамин-15 и Flopam в целях осаждения взвешенных частиц дис-тиллерной суспензии.
Осуществлен подбор оптимальных условий процесса очистки, в частности, концентрация флокулянтов - 5 %, дозировка 1 мл/л, обеспечивающие высокую степень очистки сточной воды, в среднем, свыше 97%.
Литература
1. Даминев Р.Р., Бикбулатов И.Х., Насыров Р.Р., Бакиев А.Ю. Способ утилизации основного отхода производства кальцинированной соды. Нефтегазовое дело. 2007.
2. Даминев Р.Р., Быковский Н.А., Курбангалеева Л.Р. Переработка дистиллерной жидкости в двухкамерном проточном мембранном электролизере. Новые химические технологии: производство и применение: сборник статей Международной научно-технической конференции. Пенза. 2011. С.24-27.
3. Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод. М.: Стройиздат. 1984.201с.
4. Гандурина Л.В. Совершенствование технологии очистки сточных вод с применением флокулянтов: Дисс. доктор техн. наук. Москва. 2005.
5. ПНД ф 14.1: 2.110-97. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений содержаний взвешенных веществ и общего содержания примесей в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом. Москва. 1997.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Прогресс в области технологии содового производства, проблема получения соды искусственным путем, использование морских растений для добычи берилла. Производство соды по схеме Леблана. Перспективные направления утилизации отходов содового производства.
реферат [745,9 K], добавлен 31.05.2010Изучение процесса обжига известняка в производстве кальцинированной соды, для чего выбрана вертикальная шахтная известково-обжигательная печь, обладающая большими преимуществами по сравнению с другими печами. Расчет материального баланса производства.
курсовая работа [511,6 K], добавлен 20.06.2012Переработка промышленных отходов как процесс удаления бесполезных либо вредных материалов, образующихся в ходе промышленного производства. Горючие отходы химических производств, направления и перспективы их использования. Сущность и этапы утилизации.
контрольная работа [4,4 M], добавлен 04.01.2014Понятие и назначение гальванического покрытия металлов, этапы проведения данного процесса. Характеристика сточных вод, образующихся в результате гальваники, методы их очистки. Выбор оборудования, описание и критерии выбора технологии очистки сточных вод.
курсовая работа [4,9 M], добавлен 24.11.2010Свойства, производство и области применения поливинилового спирта. Методы физико-химической и биологической очистки сточных вод, содержащих отходы поливинилового спирта. Применение отходов поливинилового спирта для производства антиобледенителя.
курсовая работа [81,1 K], добавлен 18.02.2011Классификация сточных вод и основные методы их очистки. Гидромеханические, химические, биохимические, физико-химические и термические методы очистки промышленных сточных вод. Применение замкнутых водооборотных циклов для защиты гидросферы от загрязнения.
курсовая работа [63,3 K], добавлен 01.04.2011Снижение вредного воздействия хромосодержащих стоков на окружающую среду. Экологические проблемы кожевенного производства и методы их очистки. Схема непрерывного процесса выделения гидроокиси хрома из отработанных хромсодержащих дубильных жидкостей.
курсовая работа [334,4 K], добавлен 11.10.2010Условия приема промышленных стоков в канализацию населенных мест. Вторичное использование сточных вод для технических целей и в сельском хозяйстве. Регенерация дождевой воды, технологии ее очистки и дезинфекции, снижения концентрации токсических веществ.
курсовая работа [264,8 K], добавлен 27.05.2016Применение химических или физико-химических процессов переработки природных и синтетических высокомолекулярных соединений (полимеров) при производстве химических волокон. Полиамидные и полиэфирные волокна. Формования комплексных нитей из расплава.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 20.11.2010Применение первичных отстойников для механической очистки сточных вод, условия их эксплуатации. Правила проектирования и основные виды (горизонтальные, радиальные и вертикальные). Применение аэротенков-вытеснителей для биологической очистки сточных вод.
контрольная работа [899,0 K], добавлен 03.11.2014Характеристика сточных вод. Тяжелые металлы и специфические органические соединения. Основные способы очистки сточных вод, физические и химические методы. Параметры биологической очистки. Бактериальное сообщество очистных сооружений, их строение.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 31.03.2014Продукция нефтегазового сектора как стратегический товар для Казахстана. Техника безопасности при строительстве и эксплуатации газопровода-отвода "Рудный-Аманкарагай". Мероприятия, уменьшающие и исключающие воздействия на окружающую природную среду.
дипломная работа [244,2 K], добавлен 31.12.2015Физико-химические, химические, биологические и термические методы очистки сточных вод. Характеристика хлебопекарных дрожжей. Приготовление растворов питательных солей. Схема очистки сточных вод на производстве. Расчет гидроциклона и отстойника.
курсовая работа [592,4 K], добавлен 14.11.2017Применение техногенных отходов различных химических и нефтехимических производств в технологии получения полимерных композиционных материалов. Получение низкомолекулярных сополимеров (олигомеров) из побочных продуктов производства бутадиенового каучука.
автореферат [549,3 K], добавлен 28.06.2011Обработка и утилизация осадков сточных вод в процессе биохимической очистки, виды, состав и способы их обезвоживания. Применение и эксплуатация установок для термической обработки осадков сточных вод. Использование иловых площадок на окраинах городов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.10.2011Микробиологические методы обезвреживания промышленных органических жидких отходов. Подбор аппарата для очистки сточных вод от фенола и нефтепродуктов: выбор носителя культуры микроорганизмов и метода иммобилизации; технологический и механический расчеты.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 19.12.2010Исследование качественного и количественного состава сточных вод, поступающих на очистку, и сбрасываемых в водоем. Определение показателей реки Сухона в связи со спуском в нее сточных вод г. Тотьма. Анализ технологических процессов очистки сточных вод.
дипломная работа [89,8 K], добавлен 12.06.2010Принципиальная схема очистных сооружений. Показатели загрязненности сточных вод и технология их очистки. Классификация биофильтров и их типы, процесс вентиляции и распределение сточных вод по биофильтрам. Биологические пруды для очистки сточных вод.
реферат [134,5 K], добавлен 15.01.2012Разработка технологии очистки сточных вод от гальванического и травильного производств. Расчет технологического оборудования (основных характеристик аппаратов водоочистки) и составление схемы очистки. Проектирование оборудования для обработки осадка.
курсовая работа [255,6 K], добавлен 13.12.2010Современное состояние проблемы загрязнения окружающей среды сахарным производством. Характеристика очистных сооружений на предприятии. Исследование количественной оценки выбросов и сбросов. Анализ существующих методов переработки свекловичного жома.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 14.01.2018
