Поликомпонентные флокулирующие системы для очистки оборотной воды от лакокрасочных материалов

Поликомпонентные флокулирующие системы для очистки оборотной воды от лакокрасочных материалов

Реферат

Изобретение относится к области физико-химической очистки сточных вод окрасочных производств, в частности к системе реагентов для извлечения из оборотной воды лакокрасочных материалов (ЛКМ) на основе акриловых, меламиновых, полиуретановых, нитроцеллюлозных, эпоксидных и алкидных пленкообразующих, и может быть использовано в деревообрабатывающей, машиностроительной, автомобильной и других отраслях промышленности. Ключевыми характеристиками флокулирующей системы являются степень очистки оборотной воды, период флотационной устойчивости образующихся отходов ЛКМ, удельный расход. Однако возможность варьирования свойств получаемых отходов ЛКМ является важной характеристикой, так как дает возможность получать отходы ЛКМ, пригодные для переработки или легкоутилизируемые, что обеспечит дополнительный экономический эффект.

Основой флокулирующих систем, как правило, являются высокомолекулярные соединения, среди которых наиболее часто используются полиакриламид и его производные ("Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. Свойства. Получение. Применение." Запольский А.К., Баран А.А. Л.: Химия, 1987). При этом введение активирующих добавок позволяет повысить эффективность высокомолекулярных соединений.

Изобретение направлено на создание флокулирующей системы, позволяющей при высокой степени очистки оборотной воды, длительном периоде флотационной устойчивости получаемых отходов и низком расходе варьировать свойства получаемых отходов лакокрасочных материалов.

Известно использование флокулянта на основе полиакриламида, обработанного поверхностно-активными веществами (ПАВ), представляющими собой продукты оксиалкилирования гидрофобных многоатомных спиртов. Количество полимера в диспергируемой в воде смеси 12-15 вес.%, ПАВ 88-85 вес.% (Патент США №3634305, кл. 260-33.4, опубл. 1972).

Однако добавление указанных веществ снижает вязкость растворов полиакриламида, что усложняет транспортировку флокулянтов до функционального места назначения, усугубляет механическое размельчение полиакриламида. Кроме того, нерационально используются достаточно большие количества дорогостоящих и дефицитных ПАВ.

Известен также флокулянт на основе полиакриламида с добавкой модифицирующего агента - продукта взаимодействия эпихлоргидрина с солями высших жирных кислот C₁₆-C₂₀ (Авторское свидетельство СССР №1595850, кл. C08F 220/56, C02F 1/56, опубл. 1990, бюл. №36).

Однако данную смесь необходимо диспергировать в растворе привитого сополимера полиакриламида с карбоксиметилцеллюлозой, взаимодействие проходит при достаточно высокой температуре 60-80°С и достигается относительно небольшая эффективность работы флокулянта.

В качестве прототипа выбран флокулянт, известный по RU 2350635 С2, 28.11.2006 г. Данный флокулянт характеризуется тем, что в его составе кроме полиакриламида использована мочевина.

Недостатком указанного флокулянта является невозможность варьирования структуры получаемых флокулированных частиц из-за низкой флотационной активности мочевины, вследствие чего не обеспечивается необходимый период флотационной устойчивости отходов.

При использовании заявляемой флокулирующей системы достигаемый изобретением технический результат заключается в возможности варьирования структуры получаемых дезактивированных отходов лакокрасочных материалов, что обеспечивает возможность переработки отходов ЛКМ для вторичного использования, либо утилизация с минимальными затратами.

Кроме того, при использовании изобретения достигается высокая степень очистки оборотной воды, относительно длительный период флотационной устойчивости получаемых отходов ЛКМ при низких расходах реагентов.

Технический результат достигается тем, что входящими в состав флокулирующей системы активирующей добавки и гидразин гидрата обеспечивают регулируемую плотность образующихся структур отходов ЛКМ за счет варьирования эффективного объема пор, заполняемых воздухом или нейтральными газами, что позволяет целенаправленно изменять флотационную стабильность и состояние флокулированных ЛКМ.

В основе изобретения лежат экспериментально определенные компоненты флокулирующей системы, способные существенно улучшить ее свойства.

Характерной особенностью флокулирующей системы является то, что за счет активирующих добавок целенаправленно варьируется структура, а следовательно, и плотность флокулируемых ЛКМ, обеспечивая этим нахождение отходов ЛКМ на поверхности оборотной воды технологически заданный период времени. Спекулирующая система способствует увеличению скорости флотации дезактивированных отходов ЛКМ и обеспечивает относительно длительный период их флотационной устойчивости, что повышает степень очистки оборотной воды.

Спекулирующую систему готовили следующим образом.

Первоначально готовили водный раствор полиакриламида при комнатной температуре в течение 60 мин при перемешивании. Затем в раствор полиакриламида вводили при перемешивании активирующую добавку, после этого добавляли гидразингидрат до необходимого значения рН.

Состав флокулирующей системы, позволяющей варьировать структуру получаемых дезактивированных отходов лакокрасочных материалов, можно проиллюстрировать следующими примерами.

Для получения отходов лакокрасочных материалов, пригодных для вторичной переработки, необходимо применять флокулянт состава 1а или 1б:

Активирующая добавка (0,15%) или (0,5%) для составов 1а и 1б соответственно

Гидразин гидрат	(0,15%)
Полиакриламид (гель)	(7%)
Остальное	вода

Для получения отходов ЛКМ, утилизируемых с минимальными затратами, необходимо применять флокулянт состава 2:

Активирующая добавка	(1,5%)
Гидразин гидрат	(1,5%)
Полиакриламид (гель)	(10%)
Остальное	вода

Приведенные примеры не исчерпывают все возможные составы флокулирующей системы с использованием заявляемых активирующих добавок.

Результаты обработки воды, содержащей частицы ЛКМ, разработанными флокулирующими системами, представлены в таблице (в составе 1а активирующая добавка - аминотриазол, в составе 16 активирующая добавка - семикарбазид, в составе 2 активирующая добавка - гуанидинкарбонат).

Таблица
	Степень очистки, %	Период флотационной устойчивости, ч	Доля извлекаемых отходов с поверхности воды, %
Состав 1а	99	40	99
Состав 1б	99	42	99
Состав 2	98	50	98
Прототип	98	1	80

Из таблицы видно, что при высокой степени очистки оборотной воды в прототипе не учитывается период флотационной устойчивости отходов ЛКМ, в связи с этим реальная доля автоматически удаляемых отходов ЛКМ с поверхности воды в действительности ниже указанной степени очистки, что установлено нами на пилотной установке, имитирующей работу системы очистки окрасочных производств.

Флокулянт, включающий полиакриламид, активирующую добавку, воду и гидразингидрат, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности флокулянта, в качестве активирующего агента выбирают добавку из группы аминотриазол, гуанидинкарбонат, семикарбазид и вводят гидразин гидрат при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Активирующая добавка	0,1-1,5
Гидразин гидрат	0,1-1,5
Полиакриламид (гель)	6-10
Вода	Остальное