СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано для глубокой очистки промышленных стоков красильных и отделочных цехов текстильных предприятий. Задачей изобретения является разработка способа флотационной очистки сточных вод красильно-отделочных цехов текстильных предприятий, обеспечивающего высокую глубину очистки от загрязнений при низком расходе реагента и малом объеме флотошлама, возможность утилизации ПАВ и безотходность технологии за счет утилизации флотошлама. Это достигается изменением порядка проведения стадий безреагентной и реагентной флотационной очистки, заменой неорганического флокулянта на катионный органический флокулянт. В результате повышается степень очистки сточных вод по взвешенным веществам, красителям, ПАВ, обеспечивается возможность возвращения 90% ПАВ для повторного использования, уменьшение расхода реагентов на 90%, уменьшение объема флотошлама в 10 раз по сравнению с известным способом. Использование предложенного способа предотвращает загрязнение окружающей среды за счет исключения сброса органических загрязнений в водоемы.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ флотационной очистки сточных вод красильно-отделочных цехов текстильных предприятий, включающий реагентную и безреагентную флотацию, отличающийся тем, что вначале осуществляют безреагентную флотацию, затем реагентную с использованием в качестве флотореагента органического катионного флокулянта.

Изобретение относится к области обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод и может быть использовано для глубокой очистки промышленных стоков красильных и отделочных цехов текстильных предприятий, содержащих взвешенные вещества, ПАВ, красители и другие специфические загрязнения.

Известен способ флотационной очистки сточных вод от ПАВ, красителей и взвешенных веществ [а. с. СССР N 996333, кл. С О2 F 1/24, 1983] включающий подачу очищаемой воды, раствор коагулянта (сульфата алюминия в количестве 180-210 мг/дм³ и водовоздушной смеси в последовательно соединенные флотационные камеры и отвод образующегося в каждой камере флотошлама и очищенной воды. Остаточная концентрация ПАВ, красителей, взвешенных веществ и ХПК составляла соответственно 8,4, 0,9, 21,7, 204 мг/дм³, а эффект очистки 95, 95, 93, 70%
Недостатками известного способа являются относительно невысокая степень очистки по ПАВ, красителям, взвешенным веществам и ХПК, что объясняется относительно небольшой удельной адсорбцией указанных загрязнений из их смеси на поверхности гидроксида алюминия. Кроме того, образуется большой объем флотошлама, подлежащий захоронению, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ флокуляционной очистки сточных вод [патент Великобритании N 2044743, кл. С О2 F 9/0О//1/24,1/52, опубл. 1980] Известный способ предусматривает очистку промышленных и бытовых сточных вод с целью повторного их использования в техническом водоснабжении производительностью 400 дм³/ч. Он состоит из следующих стадий: флокуляция суспендированных частиц и органических веществ неорганическим флокулянтом (полиалюминий хлоридом в количестве 200 мг/дм³), реагентная флотация с соотношением воздух/сточные воды в диапазоне от 1 х 10^-2 до 1 х 10^-4 и последующая флотация с соотношением воздух/сточные воды в диапазоне от 3 до 10.

Данные по очистке стоков известным способом приведены в табл 1.

Известный способ позволяет очистить сточную воду до стандартных параметров технической воды (последняя используется, например, для мойки машин и других технических нужд). Однако, как видно из табл. 1, после реагентной и безреагентной флотации остаточная концентрация взвешенных веществ, ПАВ, органических веществ, азотсодержащих соединений (соответственно 10; 2; 10; 20 мг/дм³). Это объясняется недостаточной агрегацией и осаждением дисперсных загрязнений из их смеси под действием неорганического флокулянта. Поэтому необходима дорогостоящая стадия доочистки на активном угле с последующей электролитическо-флотационной сепарацией и обеззараживанием хлором, что делает известный способ экономически невыгодным при больших объемах очищаемой воды (например, для очистки стоков текстильной промышленности с целью повторного использования воды для процесса крашения тканей), где среднее потребление воды составляет около 1000 м³/сут.

Кроме того, большой расход неорганического флокулянта - полиалюминийхлорида 200 мг/дм³ на стадии реагентной флотации приводит к образованию большого объема флотошлама. Последний трудно утилизируется и, как правило, подлежит захоронению, что приводит к загрязнению окружающей среды. Следует также отметить, что с флотошламом безвозвратно теряется ПАВ. Таким образом, известный способ очистки сточных вод требует усовершенствования в направлении увеличения глубины очистки на стадии флотации,что позволит упростить и сделать более экономичной стадию доочистки, а всю технологию очистки сточных вод малоотходной.

Задачей изобретения является разработка способа флотационной очистки сточных вод красильно-отделочных цехов текстильных предприятий, который обеспечивал бы высокую глубину очистки от загрязнений при низком расходе реагента и малом объеме флотошлама, а также возможность утилизации ПАВ и безотходность технологии за счет утилизации флотошлама. Достигаемый изобретением результат обеспечивается изменением порядка проведения стадий безреагентной и реагентной флотационной очистки, заменой неорганического флокулянта на катионный органический флокулянт.

Для решения поставленной задачи предложен способ очистки сточных вод красильно-отделочных цехов текстильных предприятий, включающий реагентную и безреагентную флотацию, в котором вначале осуществляют безреагентную флотацию, затем реагентную флотацию с использованием в качестве флотореагента катионного органического флокулянта.

Установлено, что изменение порядка стадий флотации (по изобретению сначала безреагентная, затем реагентная) позволяет извлечь на стадии безреагентной флотации до 90% ПАВ, которые можно повторно использовать для технологических нужд. В результате эффективного удаления ПАВ из очищаемой сточной воды происходит дестабилизация системы и для извлечения оставшихся в очищаемой воде органических загрязнений (ПАВ, прямых красителей) на стадии реагентной флотации требуется значительно меньший расход флокулянта (15-25 мг/дм³). Кроме того, замена неорганического флокулянта на органический, а именно катионный, повышает эффективность флотационной очистки (глубина очистки от ПАВ 0,91 мг/дм³, красителей 0,5 мг/дм³, взвешенных веществ 2 мг/дм³) и резко сокращает объем флотошлама. Полученный флотошлам после отстоя можно утилизировать в производстве керамических изделий (в качестве выгорающей добавки) или сжечь, т. е. способ позволяет организовать практически безотходную технологию очистки сточных вод красильно-отделочных цехов текстильных предприятий.

Способ реализуется следующим образом. Очистке подвергали сточные воды цеха крашения Николаевской чулочной фабрики, содержащие, мг/дм³: прямые (анионные) красители 50-150; взвешенные вещества 50-150; ХПК 200-500; ПАВ 50-150. Воду подают на безреагентную флотацию при объемном соотношении воздух/сточная вода (0, 5±2,5):1. Процесс ведут в течение 5-15 мин. Образующийся флотоконденсат (1-З% объема очищаемой воды) направляют на фильтр с алюмосиликатным материалом (кварцевый песок, клиноптилолит) для удаления взвешенных веществ до остаточной концентрации 0,5-1 мг/дм³, а полученный фильтрат с концентрацией ПАВ до 2,7 г/дм³ повторно используют в технологических процессах. Остаточная концентрация загрязнений в воде, прошедшей безреагентную флотацию, составляет, мг/дм³: взвешенные вещества 25-100; анионные красители 50-150; ХПК 180-450; ПАВ 10-30. В воду после безреагентной флотации добавляют катионный органический флокулянт полидиметилдиаллиламмоний хлорид (ВПК-402), четвертичные аммониевые соли на основе полистирола (BПK1O1), полиэтиленамин (ПЭЛ), поливинилпирролидоны (ПВП), полимер пиридиновой соли (ППС), сополимер метакриламида и диэтиламиноэтилметакрилата (Амифолк), полиаминоалкиловые эфиры метакриловой кислоты (ПААЭМАК) в количестве 10-20 мг/дм³ и подают на реагентную флотацию при объемном соотношении воздух/сточная вода (1,5±10^-2:1±10^-1):1. Процесс ведут в течение 5-15 мин. Остаточная концентрация загрязнений после реагентной флотации составляет, мг/дм³: красителей 0,3-0,5; ПАВ 0,1-1; взвешенных веществ 1-2; ХПК 20-60. Режимы при объемном соотношении воздух/сточные воды (0,5-2,5):1 при безреагентной флотации и (1,5 х 10^-2 1 х 10^-1):1 при объемном соотношении воздух/сточные воды, а также дозе реагента 20 мг/дм³ являются оптимальными при проведении способа очистки сточных вод. Образующиеся флотошламы в количестве 0,025-0,5% от общего количества сточных вод с влажностью 90-92% отводят на дальнейшую утилизацию. Поскольку в состав флотошлама входят, в основном, только органические соединения, его можно утилизировать в производстве керамических изделий в качестве выгорающей добавки либо сжечь.

Время процесса составляет 5-15 мин. Очищенные сточные воды имеют остаточную концентрацию загрязнений, мг/дм³: красителей 0,3-0,5; ПАВ 0,1-1; взвешенных веществ 0,5-2; ХПК 20-60. Такая глубина очистки позволяет использовать очищенную воду в технологическом процесс крашения.

Пример. Установка состоит из аппарата безреагентной флотации 1, фильтра с алюмосиликатной загрузкой (кварцевый песок, клиноптилолит) 2, емкости для реагента 3, флотатора реагентной флотации 4, отстойника флотошлама 5, фильтра с алюмосиликатной загрузкой (кварцевый песок, клиноптилолит) 6. Очистку сточной воды проводят на установке, принципиальная схема которой представлена на фиг 1. Объемный расход исходных сточных вод составляет 93700 дм³/ч. Сточную воду, содержащую, мг/дм³: красителей 150; ПАВ 30; взвешенных веществ 126; ХПК 486, подвергают безреагентной и реагентной флотации и доочистке фильтрованием через алюмосиликатный материал. Образовавшийся после безреагентной флотации флотошлам, включающий взвешенные вещества и ПАВ, направляют на фильтр с алюмосиликатной загрузкой, где отбирают взвешенные вещества, а водный раствор ПАВ идет на повторное использование. Количество образованного отведенного флотошлама составляет 937 дм³/ч, концентрация ПАВ в флотошламе 2,73 г/дм³. На стадии реагентной флотации в качестве флокулянта используют катионный органический флокулянт ВПК-402. Доза флокулянта составляет 20 мг/дм³. Очищение после безреагентной и реагентной флотации сточные воды направляют на фильтры с алюмосиликатной загрузкой (кварцевый песок, клиноптилолит) для удаления остаточных взвешенных веществ. Количество образующегося флотошлама после реагентной флотации 37,46 дм³/ч, влажность 91,2% Очищенные сточные воды после фильтрования содержат, мг/дм³: красители 0,5; ПАВ 0,91; взвешенные вещества 2; ХПК 24,3. Эффект очистки соответственно 99,7; 96,9; 98,5; 95%
Сравнительные данные по степени очистки известным и предлагаемым способами приведены в табл. 2.

Как следует из данных табл.2, предложенный способ очистки сточных вод обеспечивает по сравнению с известным следующие преимущества: повышение степени очистки сточных вод по взвешенным веществам, красителям, ПАВ; увеличение производительности и уменьшение длительности процесса; возможность возвращения 90% ПАВ для повторного использования в технологических целях; уменьшение расхода реагентов на 90% уменьшение в 10 раз количества флотошлама по сравнению с известным способом; полная утилизация флотошлама. Полученные сточные воды удовлетворяют требованиям повторного водоснабжения в техническом водопользовании. Предлагаемый способ экономичен, практически безотходен, высокопроизводителен. Кроме того, применение катионоактивного органического флокулянта на стадии реагентной флотации обеспечивает эффект обеззараживания сточных вод (при концентрации катионного флокулянта 2-10 мг/дм³ содержание вирусов в сточных водах снижается на 90% [Баран А.А. Полисодержащие дисперсные системы. Киев: Наук. думка, 1986, 204 c.). ТТТ1 ТТТ2