2. Технология процесса по очистке сточных вод первичной обработки
шерсти
2.1 Характеристика водного хозяйства фабрики первичной обработки
шерсти
Фабрика первичной обработки шерсти - ТОО «Куат» ЛТД -
расположена в с. Текес, в 90 км от центра Раймбекского района Алматинской
области с. Кегень, в 25 км от п. Нарынкол и 350 км от г. Алматы.
Производственный корпус фабрики включает в себя оборудование,
здания
и
сооружения,
объекты
инфраструктуры
обеспечения
производственного процесса.
Моечная линия, расположена в отдельном здании размером 112 × 24 м,
помещение капитальное, отапливаемое, оборудованное канализацией и сто-
ком жидких промышленных отходов. В этом помещении расположены также
участок прессования мытой шерсти, лаборатория, участок обработки жировых
компонентов отходов, электромеханические мастерские. Линия изготовлена
на Петропавловском механическом заводе в 1992 г. по чертежам на основании
моечной машины SP-1, смонтирована и запущена в производство в 1994 году.
Моечная линия представляет собой непрерывный производственный процесс
мытья шерсти в 6 барках (емкостях) раствором кальцинированной соды и
сульфаната, на каждой барке установлены верхние отжимные валы, в конце
линии
установлена
паровая
сушилка
транспортерного
типа.
Производительность линии до 300 кг/час мытой шерсти. В помещении
имеются участок прессования и склад готовой продукции на 100 тонн мытой
шерсти.
Заготовка шерсти производится в период июнь - сентябрь ежегодно.
Шерсть, как правило, поступает в тюках весом 50-70 кг на специальный
участок, где оценивается качество и проводится взвешивание. Далее принятая
шерсть на участке классировки подвергается ручной сортировке и пред-
варительной очистке от крупных предметов. После этого шерсть поступает на
трепальную машину МАРШ-1.
Трепальная машина разделяет крупные куски шерсти на более мелкие и
менее плотные (рыхление), что способствует лучшему проникновению
моющего раствора в волокна, что обеспечивает равномерную промывку всей
массы шерсти. Кроме того, происходит встряхивание разрыхленных клочков
шерсти при ударе о гарнитуру рабочих органов машины. При этом из шерсти
удаляются слабо связанные с нею засорения. После предварительной
подготовки шерсть поступает на мойку.
Мойка шерсти проводится на моечно-сушильном агрегате SP-1. Сначала
шерсть поступает в автопитатель немытой шерсти, который осуществляет
равномерную подачу шерсти в моечные барки. Мойку проводят в 6 барках по
каскадной противоточной водной технологии.
Попутные продукты (жиропот и др.) сепарируются и складируются для
дальнейшей переработки. Мытая шерсть проходит отжимные валики, су-
28
шильную камеру и поступает в лабазы, где она отлеживается. Готовый про-
дукт поступает на склад готовой продукции. На складе готовой продукции
шерсть формируется в партии в соответствии с заказом отгрузки по заклю-
ченным контрактам, прессуется в кипы и маркируется.
Примерно 22% мытой шерсти расходуется для изготовления валяльно-
войлочных изделий, в том числе войлок - 20 т, валенки - 130 тыс. пар, юрты -
500 комплектов. Этот вид производства не образует производственных
сточных вод.
На фабрике оборудован участок мыловарении. Для производства
мыла используют технический жир, собственные отходы из жироловок (жир и
жиропот) и различные добавки: щелочь (2-3%), натрий углекислый (10%),
калий углекислый (4-5%). В результате химических реакций нейтрализации и
омыления из жирных спиртов (Ci7H35COOH) образуются соли жирных ки-
слот, которые являются основой мыла. Количество использованных отходов
составляет 30 т.
Основными поставщиками сырья являются овцеводческие районы
Алматинской, Джамбульской и частично Восточно-Казахстанской областей.
Для производственных нужд фабрики заготовляется натуральная шерсть
тонкорунных полугрубошерстяных и грубошерстяных пород овец, в среднем
до 2000 т в год
До 50% мытой чистой шерсти реализуется в Россию, Китай, Западную
Европу.
При производстве мытой шерсти выход продукции составляет в среднем
51-52% волокна, остальное является производственными отходами и
утилизируется.
Отбор воды из поверхностных источников для водоснабжения пред-
приятия и сброс канализационных сточных вод в открытые водоемы не про-
изводится.
Источником водоснабжения является собственная скважина, имеющая
наземное здание с дверью на замке и которая расположена на территории
предприятия. Вокруг водозабора создана зона санитарной охраны из желе-
зобетонных плит. В здании смонтирована хлораторная установка, подающая
раствор хлора в напорную трубу погружным насосом. Глубина скважины 150
м. Дебит скважины 4,2 л/сек; разрешенный объем добычи 13000 м
3
/год.
Погружным насосом ЭЦВ6-60-45 вода из скважины подается на водонапор-
ную башню емкостью 25 м и высотой 12 м, откуда затем через санприборы
распределяется на производственные и хоз-питьевые нужды работающих.
Подземные воды горизонта пресные, с минерализацией 0,1-0,3 мг/дм
3
.
Химический анализ воды, поступающей из скважины:рН-7,5;
Остаточный хлор (свободный) - 0,2;
Хлориды- 90 мг/дм
3
;
Сульфаты- 260 мг/дм
3
;
Фтор- 1,0 мг/дм
3
;
Жесткость общая- 6,5 мг/дм
3
;
29
Сухой остаток- 930 мг/дм
3
;
Нитриты- 0,03 мг/дм
3
;
Нитраты- 0,1 мг/дм
3
;
Остаточный алюминий- отс;
Железо- 0,05 мг/дм
3
;
Глубина скважины- 150 метров.
На предприятии действуют отдельно производственная, хозяйственно-
бытовая и дождевая сети канализации.
Формирование производственных сточных вод происходит в основном
на мойке шерсти. Производственное здание оборудовано производственно-
хозяйственным водопроводом и системой труб, лотков и каналов для отвода
стоков от технологического оборудования и санприборов. Внутренний во-
допровод выполнен из стальных труб диаметром 15-50 мм и снабжен запорно-
регулирующей арматурой.
Слив загрязненной воды из моечных ванн осуществляется в сбросной
канал размером в сечении 1,5 × 1,0 м и расположенный под шестью моечными
ваннами.
Из сбросного канала двумя лотками сечением 0,5 × 1,0 м стоки отводят-
ся в наружную сеть канализации. В трех точках по длине лотка установлены
шерстеуловители в виде решетки из металлических прутьев диаметром 6 мм с
прозорами между прутьев: 2 см - в первой по движению воды точке; 1 см - во
второй; 0,5 см - в третьей точке. Зубья шерстеуловителей очищаются вручную
по мере засорения.
На выпусках канализации из производственного корпуса установлены
два отстойника для жира. Жир из отстойника ежедневно удаляется.
Хозяйственно-бытовые стоки от санприборов по самотечному канали-
зационному трубопроводу отводятся в приемную камеру канализационной
насосной станции. Станция оборудована насосом « ГНОМ» производитель-
ностью 16 м³/час, которая перекачивает стоки по напорному трубопроводу
протяженностью 800 м на очистные сооружения фабрики.
Схема внутренних коммуникаций производственного корпуса фабрики
ПОШ показана на рисунке 3.
Очистные сооружения расположены на расстоянии 800 м от фабрики, на
1200 м от поселка и на 1500 м от р. Текес. Доступа скота и посторонних лиц
на очистные сооружения не имеется, и их контакт со сточными водами
исключается. В состав очистных сооружений входят: приемная камера-
распределитель; горизонтальный отстойник - 1; иловые площадки - 2; пруд-
накопитель - 2; реагентное хозяйство.
Производственные сточные воды образуются от мойки шерсти. Мойку
шерсти производят в 6 ваннах различной вместимости. Шерсть замачивается в
первой ванне и затем с помощью валков последовательно проходит все ванны.
В первых по ходу четырех ваннах (1-4) происходит мойка шерсти с
применением моющих средств, в двух последних (5-6) идет окончательная
отмывкашерсти.
Суточный расход производственных стоков составляет 53,84 м³, хозяй-
ственно-бытовых - 3,8 м³. Основными загрязнителями производственных
сточных вод являются взвешенные и органические вещества, а также оста-
точные концентрации моющих веществ. Очистка сточных вод производится
физико-химическим способом по следующей схеме. Взвешенные вещества
удаляются из воды коагуляцией сернокислым алюминием и осаждением с
коагулированной взвеси. Органические вещества окисляются хлором. При
этом достигается также окисление сульфонатов натрия на основе которых
изготавливаются моющие средства, и удаление их из воды хлопьями гидро-
окиси алюминия. Окончательная доочистка очищенных стоков происходит в
прудах-накопителях под воздействием воздуха и солнечных лучей.
Основные процессы очистки сточных вод происходят, начиная с при-
емной камеры канализационной насосной станции. Концентрированный
раствор сернокислого алюминия подается в сточную воду из расчета 50-70
мг/дм. Эта дозировка достигается непрерывным введением 5-6%-ного
раствора коагулянта в количестве 50-60 мг в минуту. Насос, засасывая стоки
из приемной камеры, обеспечивает достаточное смешивание воды с
реагентами с помощью лопаток рабочих колес. В приемной камере проис-
ходит реакция взаимодействия отрицательно заряженных частиц взвеси с
положительно заряженными ионами алюминия. Реагентное хозяйство пред-
назначено для мокрого хранения коагулянта.В отстойнике происходит
процесс хлопьеобразования и осаждение скоагулированной смеси.
Эффективному осаждению загрязнений способствует то, что сброс стоков из
моечных ванн производится один раз в конце смены: весь объем сброшенных
вод находится в отстойнике в неподвижном состоянии и оседание происходит
в виде густого сплошного облака хлопьев. Высокая температура стоков (36-
40°С) благоприятствуем мгновенному хлопъеобра-зованию за счет
повышения интенсивности броуновского движения при значительно более
низких дозах коагулянта.
Выпуск ила из отстойника производится периодически 2-3 раза в сезон
под гидростатическим напором столба воды в отстойнике через выпускную
трубу. Ил в виде пульпы выпускается на иловые площадки, состоящие из двух
карт размерами 2×3 м и глубиной 1,0 м. Сырой осадок 98% влажности
подсушивается на картах, затем подсушенный ил убирается с площадки и
сжигается в топках котла вместе с углем.
Окончательная доочистка очищенных сточных вод происходит в
прудах-накопителях
(до
15
мг/дм³
по
взвешенным
веществам),
расположенных ниже по рельефу от очистных сооружений, в количестве 2-х
прудов. Вместимость каждого пруда составляет примерно 7-8 тыс.м³. Иловые
площадки имеют искусственное основание с фильтрующей траншеей.
Дренажная вода собирается в дренажном колодце и откачивается в пруд-
накопитель. Дренажная вода является условно-чистой и не нуждается в
дополнительной очистке.
6
Сточные воды характеризуются большим количеством взвешенных ве-
ществ (около 3 г/дм³) и органическими веществами по БПК
полн
= 350 мг/дм
3
.
Для удаления взвешенных веществ вода коагулируется и отстаивается, ор-
ганические вещества окисляются хлором. Осаждение взвеси происходит в
горизонтальных отстойниках, где вместе с взвешенными веществами оседают
в осадок органика и часть моющих средств. После отстойников стоки с
показателями по взвешенным веществам 50-100 мг/дм
3
и БПК - 25 мг/дм
3
отводятся в два пруда-накопителя емкостью по 7-8 тыс.куб.м. каждый для
доочистки и хранения очищенных стоков. Осадок из отстойников хранится до
полного высыхания на иловых площадках и затем сжигается в котельной. Для
обеспечения биологической безопасности сточных вод ПОШ с. Текес и
повышения эффективности очистки сточных вод нами предложено
применение электрореагентной коагуляции.
2.2 Физико-химическая очистка сточных вод первичной обработки
шерсти
Электрореагентная коагуляция с применением алюминиевых электродов
осуществлялся с использованием химических реагентов (Al
2
(SO
4
)
3
, FeS0
4
,
Fe
2
(S0
4
)
3
и FeCl
3
) и электрического тока с применением растворимых при
электролизе электродов - алюминиевых пластин.
ЭРК с растворимыми электродами протекает по несколько иному
меанизму, по сравнеию с ЭРК с инертными электродами. Основным отличием
является то, что наряду с химическими реагентами и одновременным
воздействием электрического тока, процесс коагуляции определяет и
электрохимическое растворение материала электродов. Все это вместе создает
определенные особенности при коагуляции ШСВ. В связи с этим задачей
исследований являлось выявление механизма коагулирования ШСВ в
процессе ее отстаивания, определение значимости принятых факторов и
оптимизация процесов коагуляции ШСВ в полупроизводственных условиях, а
также разработка рекомендаций на проектирование очистных сооружений при
использовании ЭРК с растворимыми электродами.
В экспериментах использовались электродные пары А1-А1. Перед
электрокоагулятором вводили 1%-ный раствор A1
2
(S0
4
)
3
.
Анализ предварительных экспериментов позволил выявить основные
факторы, оказывающие влияние на процессы коагуляции ШСВ. При ЭРК с
электродными парами А1-А1 такими факторами являются количество элек-
тричества, плотность тока, доза химического и электрохимически получен-
ного коагулянтов. Влиянию каждого из названных факторов на процессы
коагуляции ШСВ посвящены последующие разделы дипломной работы.
При электрореагентной коагуляции с растворимыми электродами с вво-
дом химических реагентов изменяется состав электролита, и, в силу этого,
изменится ход процесса коагуляции. Процессы растворения металлов при
электролизе водных растворов резко отличаются от простого электрохими-
ческого перехода ионов металла из кристаллической решетки в раствор.
7
Переход ионов металла при электролизе водных растворов может со-
провождаться предварительной адсорбцией таких анионов, как OH
-
, Cl
-
, SO
4
2-
в результате взаимодействия анионов с промежуточными продуктами
окисления металла, остающимися на поверхности анода в адсорбированном
состоянии, образуются промежуточные комплексы, которые, в свою очередь,
могут ускорять или замедлять растворения металла. Следовательно, могут
измениться путь и скорость реакции как на границе раздела электрод-раствор,
так и в объеме жидкости.
Используя в качестве анода алюминий и считая, что реакция
растворения его идет стадийно, с изменением валентности иона в каждой
стадии на единицу, можем представить:
Для определения кинетики процесса растворения металла необходимо
экспериментально определить значение b, а также установить медленную
стадию, определяющую скорость процесса в целом.
Важным моментом, оказывающим влияние на скорость электродных
реакций, является определение доли поверхности электрода, занимаемой
адсорбированными частицами. Если адсорбированные частицы полностью
покрывают поверхность электрода, то это замедляет скорость электродных
реакций. Экспериментальное определение доли поверхности, занимаемой
ими, связано с большими трудностями. Поэтому долю поверхности выражают
через плотность тока или объемную концентрацию комплекса.
Кроме того, наряду с электрохимическими стадиями, могут иметь место
и чисто химические реакции, скорость которых не зависит от потенциала
электрода. В этом случае рассматривается суммарная реакция процесса, и
скорость его определяется наиболее медленной стадией. Все эти положения
относятся к процессам, протекающим на границе раздела электрод-раствор.
При изучении процессов анодного растворения алюминия установлен
повышенный выход металла по току по сравнению с теоретическим. Выход по
току для природных вод, по данным, достигал 135%. Это явление связано с
тем, что выход алюминия в значительной мере зависит от минерального
состава воды. Наряду с процессом электрохимического растворения анода
происходит его химическое растворение, чему способствует количество хлор-
ионов в воде и действие постоянного тока.
2.3 Электрореагентная коагуляция шерстомойных сточных вод
При электрореагентной коагуляции с применением инертных электро-
дов протекают два основных процесса; окислительно-восстановительные
реакции на границе раздела электрод-раствор; в объеме жидкости - взаимная
коагуляция продуктов гидролиза солей коагулянтов и дисперсных частиц
примесей исходной воды, которая интенсифицируется в электрическом поле
поляризационными эффектами.
Скорость окислительно-восстановительного процесса определяется
плотностью тока, материалом электродов, его потенциалом, составом ис-
8
следуемой воды и др. факторами. Окислительно-восстановительные процессы
происходят за счет действия атомарного и молекулярного кислорода, хлора,
водорода, перекиси водорода и др. химических соединений, образующихся на
границе раздела электрод-раствор.
Рассмотрим процессы, протекающие на аноде, на котором в первую
очередь будет выделяться кислород, а при наличии хлор-ионов - хлор-газ и
его соединения. Процесс выделения кислорода на аноде может протекать в
результате разряда гидроксил-ионов и молекул воды по реакциям:
в щелочной среде
4OH
= O
2
+ 2Н
2
0 + 4е; (2.3.1)
в кислой среде
2Н
2
O = O
2
+4Н
+
+ 4е. (2.3.2)
В нейтральном растворе равновесный потенциал выделения кислорода
равен 0,82 В.
Заметное анодное выделение кислорода происходит при перенапря-
жениях порядка 0,3-0,4 В. Зависимость потенциала электрода от плотности
тока отвечает уравнению Тафеля . Для большинства инертных электродов при
выделении кислорода величина коэффициента b оказалась равной 0,12 В, что
соответствует b = 2,3RT/0,5F.
В интервале потенциалов от +0,82 В до 7÷1,35 В, которому соответст-
вует значение плотности тока до 20 А/м
2
в кислой среде, на аноде всегда будет
выделяться кислород.
На величину перенапряжения кислорода, как и в случае других элек-
тродных реакций, существенное влияние оказывает материал электрода.
Медленной стадией процесса, согласно, является реакция. Анодные
поляризационные кривые имеют при низких плотностях тока небольшой
уклон наклона, порядка 0,03 В, что соответствует механизму выделения хлора
по приведенным реакциям.
На катоде, как правило, происходит выделение водорода.
При этом могут протекать следующие реакции:
в кислой среде Н
3
O
+
+e + Me →Н - Me + Н
2
O;
(9)
в щелочной среде
Н
2
O + e → ОН
+ Н - Me;
(2.3.3)
2(Н-Ме) →Н
2
+ 2Ме.
(11)
Между перенапряжением водорода и логарифмом плотности тока на-
блюдается линейная зависимость, соответствующая уравнению Тафеля. Ко-
эффициент «а» уравнения Тафеля для инертных электродов (графит, ОРТА)
находится в пределах от 0,1 В до 1,5 В. Величина коэффициента «в» колеб-
лется от ОД до 0,12 В.
Как указывает Феттер, при малых плотностях тока (6-30 А/м
2
) кислород
может восстанавливаться только до Н
2
0
2
. В окислительно-восстановительных
процессах большую роль играет материал электродов, к которому
предъявляются определенные требования. Например, желательно иметь
минимальное напряжение на ячейке, поэтому для анода и катода применяют
9
материалы с возможно более низким перенапряжением. Электроды должны
обладать также высокой коррозионной стойкостью. В качестве материала
инертных электродов в основном используют графит, ОРТА, ТДМА и др.
Электроды, применяемые при электролизе сточных вод, исследовались
в работах. Использование в процессе электролиза таких электродов при
обесцвечивании природных мягких вод имеет свои особенности.
В природной воде содержание хлор-ионов не превышает значений 30-
300 мг/дм
3
, тогда как содержание их в сточных водах достигает 100-2000
мг/дм. Поэтому при электролизе сточных вод в основном протекают процессы
электроокисления в результате образования в объеме раствора «активного»
хлора, окисляющего органические вещества.
В природной воде преобладающим должен быть процесс получения при
низких плотностях тока атомарного и молекулярного кислорода или перекиси
водорода, являющихся сильными окислителями органических веществ,
обуславливающих цветность воды.
Опираясь на исследования, а также на анализ предварительных опытов,
материалом электродов при электрореагентной коагуляции ШСВ были
выбраны электродные пары: графит-графит и ОРТА-нержавеющая сталь.
Согласно данным, выделение кислорода в хлорных растворах, не
содержащих S0
4
, на графитовом электроде имеет место при плотности
тока более 5,6 А/м
2
. Величина перенапряжения кислорода на графитовом
электроде при плотности тока 10 А/м
2
составляет 0,52 В. Интенсивный кор-
розионный износ графитовых электродов наступает при потенциале анода
более 1,6 В. Перенапряжение выделения водорода на катоде в электродной
паре ОРТА-нержавеющая сталь одинаково с платиновыми катодами. Выход
хлора по току при электролизе на ОРТА выше, чем на графите. Наклон
поляризационных кривых для ОРТА с содержанием от 10 до 100 RuО
2
со-
ставляет 0,04-0,05 В.
Применение электрореагентной коагуляции с инертными или раство-
римыми электродами в каждом конкретном случае следует обосновывать
технико-экономическими расчетами.
2.4 Реагентная коагуляция шерстомойных сточных вод
В задачу исследования входило определение эффективности
коагулирующего действия гидроксида алюминия [(A1
2
S0
4
)
3
·
18H
2
О], гипо-
хлорида натрия, оптимальных доз реагентов в интервале температуры шер-
стомойных сточных вод от +20 до +40°С.Пробное коагулирование проводили
по стандартной методике. Исследования проводились для двух видов сточных
вод: содово-мыльных и содержащих сульфонол-3.
На основании предварительных опытов и технико-экономических рас-
четов были выявлены основные факторы, влияющие на процессы коагуляции,
доза гидрооксида алюминия, доза хлора и температура ШСВ. Были выбраны
Рисунок 5 - График зависимости эффекта очистки мыльно-содовых
ШСВ от дозы реагента
6
следующие технологические параметры: доза коагулянта -25-200
мг/дм
3
; доза хлора - 0,5-1,5 мг/дм
3
; температура ШСВ – 20-40°С.
Действие коагулянта проверяли самостоятельно и в сочетании с
гипохлоридом натрия. Коагулирование только гидрооксидом алюминия
дозами до 200 мг/дм
3
не дало удовлетворительных результатов.
Хлопьеобразование пртекало вяло, образовывались мелкие хлопья.
Длительное медленное перемешивание, дальнейшее увеличение дозы
коагулянта, а также повышение температуры ШСВ до 50°С ухудшало
эффективность коагуляции, особенно содово-мыльных ШСВ.
Эксперименту подвергалась сточная вода с содержанием 300 г/дм
3
взвешенных веществ, значение рН находилось в пределах 10,2-11,
температура воды составила 38°С. В качестве коагулянта использовались 1%-
ный раствор сернокислого алюминия и 1%-ный раствор гипохлорида натрия.
При пробном коагулировании в цилиндры емкостью 500 мл для установления
дозы сернокислого алюминия 20 мг/дм
3
вводили 0,5 мл 1%-ного раствора; для
дозы 100 мг/дм
3
соответственно 2,5 мл 1%-ного раствора. После
перемешивания стеклянной палочкой и многократного опрокидывания
закрытых цилиндров отмечали время начала образования, оседания хлопьев.
После окончания опытов с верхней части отстоявшегося цилиндра отбирали
пипеткой пробы воды на анализ.
Усредненные данные в серии экспериментов, проведенных на
сульфанольных ШСВ. Процессы реагентного коагулирования успешно
протекали при совместном вводе сернокислого алюминия и гипохлорида
натрия.
При начальных дозах 25 и 50 мг/дм
3
сернокислого алюминия и 0,5-1,5
мг/дм
3
хлора процессы хлопьеобразования шли медленно, оседание мелких
хлопьев продолжалось до 4 часов. Такая же картина наблюдалась при дозах
150-200
мг/дм
3
сернокислого алюминия и 0,5-1,5 мг/дм
3
хлора.
Удовлетворительные результаты удалось получить при дозах от 75 до 100
мг/дм
3
сернокислого алюминия и 1,0-1,5 мг/дм
3
хлора. При интенсивном
перемешивании от 0,5 до 1 мин сточных вод в опытном цилиндре
образовались крупные плотные хлопья, которые легко осаждались на дно
цилиндра через 5-10 мин, окончательно полностью через 200-235 мин.
Остаточное содержание взвешенных веществ достигало величины 90-154
мг/дм
3
, рН понизилась до значений 6,1-6,8.
Результаты этой серии эксперимента показаны, откуда видно, что
оптимальные дозы сернокислого алюминия составляют 92 мг/дм
3
, хлора - 1,0
мг/дм
3
. При этом наибольший эффект очистки составлет 70% по взвешенным
веществам. Также выявлено, что введение дозы хлора меньше чем 0,5 мг/дм
3
и
больше чем 1,5 мг/дм
3
не улучшает процесс реагентного коагулирования.
Необходимо отметить, что коагулирование хорошо протекало в интервале
температур ШСВ от 20 до 40°С. Большие и меньшие значения температур
также не дали положительных результатов.
7
Полученные удовлетворительные результаты можно объяснить тем, что
коагулянты гидроокисей, полученные в среде, содержащей НС0
3
-
и Сl
-
анионы, обладают по отношению к органическим загрязнениям большей
адсорбционной емкостью (примерно в 2 раза), чем полученные в среде НСО
3
-
и SO
4
-2
-анионов, что объясняется разной пористостью коагулянтов и более
сильной конкуренцией SO
4
2-
(по сравнению с C l
-
) с органическими
веществами за адсорбционные участки гидроокисей.
Кроме того, важнейшей технологической характеристикой коагулянтов
являются значения рН, при которых формируются наиболее плотные, быстро
осаждающиеся хлопья. Для продуктов гидролиза сернокислого алюминия они
находятся в пределах 5,5-5,7. Вместе с тем нагревание среды, т.е. повышение
температуры до 38°С, вызывает увеличение интенсивности броуновского
движения, частичную десорбцию стабилизатора, уменьшение степени
гидратации частиц.
Данные экспериментов по реагентному коагулированию мыльно-
содовых ШСВ приведены в таблице. Введение дозы сернокислого алюминия
от 25 до 200 мг/дм
3
и дозы хлора от 0,5 до 1,5 мг/дм
3
показало эффективность
коагулирования от 6 до 43%. Наиболее высокий эффект очистки был
достигнут при дозе сернокислого алюминия в пределах 92-102 мг/дм и дозе
хлора 1-1,5 мг/дм . В процессе коагулирования значения рН изменялись до
величины 9,4-10,1. Увеличение дозы коагулянтов выше 200 мг/дм
3
не
способствовало повышению эффекта очистки реагентной коагуляции мыльно-
содовых ШСВ.
По-видимому, процесс мойки шерсти мылом менее эффективен, чем
синтетическими порошками. Эффект отмывки шерсти составляет меньше
40%. Это было отмечено в 1,1. Таким образом в составе ШСВ увеличивается
содержание жира, пота, минеральных загрязнений, мыла. Все эти примеси,
соответственно, увеличивают долю органической части сточных вод.
Коллоидные частицы органических веществ, как правило, обладают яр-
ко выраженными гидрофильными свойствами, что объясняется наличием в
составе многих из них полярных групп, прочно связанных с дипольными
молекулами воды. Такие коллоидные частицы представляют собой рыхлые
агрегаты цепных молекул, обильно насыщенные водой.Вследствие высокой
гидрофильности коагуляция мыльно-содовых ШСВ протекала медленно,
образовывались мелкие труднооседаемые хлопья.
Результаты реагентной коагуляции ШСВ показали, что в целом физико-
химическая очистка сточных вод вполне осуществима и конкурентоспособна
неполной биологической очистке. При оптимальной дозе сернокислого
алюминия 92 мг/дм
3
и хлора 1 мг/дм
3
эффект очистки по взвешенным
веществам составил 70%.Реагентная коагуляция мыльно-содовых ШСВ дозой
сернокислого алюминия 92-102 мг/дм
3
и дозой хлора 1-1,5 мг/дм
3
позволила
достичь эффекта очистки всего 43%.
Таким образом, выявлена целесообразность улучшения метода очистки
ШСВ другими приемами, позволяющими интенсифицировать процесс
коагуляции.
|