Способ очистки сточных вод процесса отбелки целлюлозосодержащего материала

Способ очистки сточных вод процесса отбелки целлюлозосодержащего материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(и, 747827

Союз Советских

С Оциьпистии вских

Республик е(61) Дополнительное к авт, саид-ву(22) Заявлено 030478 (21) 2597629/29-26 с присоединением заявим ¹(23) Приоритет

Опубликовано 150780. Бюллетень № 26 (51)м. Кл.2

С 02 С 5/12

Государсткеиный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК663.63.087 (038 ° 8) Дата опубликования описания 150780

1 (72) Авторы изобретения

В. П. Свительский, В. Д. Гребенюк, Н. С . Купреенков, А. П. Потапенко, В. П. Заплатин, Й, Т. Лозовик и р. g. Попович

Украинское научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПРОЦЕССА ОТБЕЛКИ

-ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА

ФщМ

Изобретение относится к способам очистки сточных вод отбелки целлюло= зосодержащего растительного материала и предназначенно для очистки вод в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ очистки сточных вод процесса отбелки целлюлозосодержащего материала, заключающийся в выделении хлоридов иэ стоков отбелки путем выпаривания и кристаллизации белого щелока (lj.

Указанный способ не может найтй широкого применения иэ-за высокой стоимости выпарного оборудования.

Наиболее близким к предлагаемо .у изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод процесса отбелки, ааключающийся в том, что удаление органических соединений "-и суспендированных твердых частиц производится коагуляцией раствором хлористого алюминия-в количестве"до

0,3 г/л (в пересчете на алюминий) и с последующим отделением скоагулированного осадка на фильтре. Осветленная вода с концентрацией хлористых солей до 5 r/ë поступает на электродиалиа, откуда деминерализованная вода с концентрацией хлористого нат2 рия 0,2 - 0,6 г/л поступает на стадию отбеливания целлюлозы, а рассол с концентрацией 150-250 г/л подвергается .электролизу с целью получения газообразного хлора, едкого натра и гипохлорита натрия, которые также .подаются на стадию отбеливания (2).

Недостатком указанного способа является непродолжительный срок службы ионообменных мембран в электродиализной установке и повышенный расход электроэнергии, что объясняется наличием в воде, поступающей на электродиализ, нескоагулированных хлористым алюминием органических веществ.

Цель изобретения - увеличение срока службы мембран электродиалиэатора и уменьшение расхода электроэнергии.

Поставленная цель достигается тем, что сточные воды продесса отбелки целлюлозосодержащего материала подвергают коагуляции с отделением осадка фильтрацией с последующим электродиализом осветленной воды и электролизом рассола после электр6диалиаа, при этом коагуляцию ведут смесью хлорной и негашеной иавести, взятых в соотношении от 0,01:1 до

1т1, с последующей карбониаацией воды

747827

Таблиц а1

Контрольный опыт на раст воре в дисти ллированной воде

Коагулянт в соответствии с известным способом

11оказатель, Пример 1

МК-40 МА-40

bIK-40 МА-40

МК-40 MA-40

Тип мембран

1. Электрическое сопротивление

Ом ° см

271 256 265 244 274 356

2. Число переноса, %

98 85 98 86 97 68

3. Расход электроэнергии квт-ч/кг мн,се

2,08

2,0

3,4

Поступление YB электродиализ сто ков, которые содержат относительно большие молекулы примесей, приводит к отравлению анионообменных мембран .

Добавление хлорной извести к негашеной извести приводит к тому, что те органические соединения, которые не удаляются коагуляцией негашеной известью, окисляются и разрушаются ,находящимся в растворе ионом гипохлорита OCR . Образующиеся ниэкомолекулярные соединения проникают через

10 мембраны, не отравляя их. Электрическое сопротивление мембран, таким образом, практически не изменяется и рас-. ход электроэнергии не возрастает.

В сточных водах отбелки возможно нахождение веществ стабилизирующих неорганических суспензий (в данном . случае гидроокись кальция) . Разрушение с помощью гипохлорит иона OCf этих стабилизирующих веществ, пре - 20 пятствующих слиянию и осаждению, также способствует улучшению процесса очистки коагуляцией и увеличению срока службы мембран.

Пример 1. Сточные воды отбел- 5 ки целлюлозы направляют на коагуляцию смесью хлорной и негашеной извести, взятых в соотношении 1:1 по весу. Концентрация хлорной извести составляет 4 г/л и концентрация негашеной извести также составляет

4 г/л, Осветленную сточную воду после коагуляции направляют на карбонизацию дымовыми газами для удаления иэ раствора иона кальция. Карбонизацию

35 осуществляют до снижения рН с 11=ТЗ до 8,0-8,5. Образующийся при этом осадок карбоната каЛьция отделяют фильтрованием и направляют в иэвестерегенерационную печь для получения негашеной извести и углекислого газа, которые вновь используются в процессе очистки. В иэвестерегенерационную печЪ направляют также осадок после коагуляции.

Фильтрат сточйой воды с содержанием хлористого аммония 5 г/л направляют на электродиалиэ с ионообменными мембранами. Расход электроэнергии на деминералиэацию составляет

2,1 квт-ч/кг))Н И при плотности тока 100 а/м и межмембранном расстоянии

0,8 мм. Деминерализованная сточная вода после электродиализа имеет следующую характеристику: концентрация

Nl- И " О, 2-0;6 г/л, химическое потребление кислорода (ХПК)(20 мг/л, содержание иона кальция 4 20 мг/л, взвешенных веществ (2 мг/л, цветность по бихроматно-кобальтовой шкале (BIGII) < 20 .

Вода с такими показателями может использоваться при отбелке на ступенях промывки целлюлозы.

При уцалении органических веществ смесью Негашеной извести и хлорной извести иэ сточных вод отбелки с последующей карбонизацией перед поступлением вод на электродиализ возрастает срок службы ионообменных мембран без ухудшения их электрохимических свойств и, вследствйе этого, не наблюдается рост расхода электроэнергии на очистку сточных вод от минеральных веществ.

В табл. 1 приведены результаты испытаний.. /47827

Пример 2. Сточные воды отбелки целлюлозы обрабатывают, как описано в примере 1, но при соотношении хлорной извести и негашеной 0,211.

Концентрация хлорной извести составляет 0,8 г/л, концентрация негашеной извести — 4 г/л.

После электродиализа очищенная, сточная. вода имеет характеристики, аналогичные воде, очищенной по приме1.

P ез уль т а ты испытаний прив едены в табл 2. 20

Таблица2

Показатели

Коагулянт в соответствии с известным способом

Пример 2

Показатели

Тип мембран

1. Электрическое сопротивление ,Ом-см

МК-40 MA-40

МК-40 MA-40

Тип мембран

1. электрическое

congo тивление,, Ом,см, 2. Число переноса, В

98 81 97 68

271 258

274 356 35

3. Расход электри ческой энергии квт-Ц /кг ин, cf

2 . Число переноса, Ф

98 85

97 68

3,4

3. Расход электроэнергии, квт-ч/кг

1 Н4

2,84

2,1

3,4

В таблице 4 показаны характеристики мембран при работе их со сточными водами отбелки в зависимости от времени работы.

Пример 3; Сточные воды отбел- <5 ки целлюлозы обрабатывают, как описано в примере 1, но при концентрации

Таблиц а4

Контрольный опыт на раст воре МН4 СХ в дистиллиро ванной воде

Показатель свойств мембран

Коагулянт по известному способу

Время. работы

Пример 1.

МК-40 MA-40

МК-40 MA-40

МК-40 ИА-40

Сопротивление ме" мбран

Ом см;. 10 ч.

271 256 265 244 273 357

98 85. 98 86 98 70

Число переноса,%

Рассол после электродиализа с со держанием хлорида аммония 100-20gr/л направляют на электролиз.

Расход электроэнергии в электролизном аппарате не превышает I,8-2 0 квт-ч/кг хлора при выходе по току 95%. 5

Образующиеся газообразные хлор и ам миак поступают на отбелку. хлорной извести 0,04 г/л и негашеной извести 4 г/л. Соотношение хлорной извести и негашеной составляет

0,01:1.

Расход электроэнергии в электродиализаторе в данном случае выше и составляет 2,84 квт-ч/кг МН4И при прочих равных условиях. - Деминералиэованная вода имеет значительно худшие показатели: концентрация ИН4ЛО, 2-0, б г/л, ХПК - 130 мг/л, БКШ

110, содержание иона кальций (20мг/л, взвешенных веществ 42 мг/л. Вода с такими показателями ХПК иоБКШ может использоваться в отбельном процессе только на первых ступенях промывки.

Результаты испытаний ионообменных мембран приведены в табл. 3, Т а блица 3

Коагулянт в

Пример 3 соответствии с патентом

ША 9 3986951

МК-40 МА-4 МК-40 МА-40

278 324 274 356

747827

Продолжение табл. 4 ление, мембран, Ом см

271 256 265 244

274 356 98 86 t

97 68

Число переноса,Ъ 98 85 98 86 96 62

Регенерация не требуется Регенерация мембран

274 390

97 80

Число переноса, Ъ

100 сут.

Регенерация мембран

Число переноса,%

CVT °

83 97 84 84

Регенерация мембран

97.257 267.271

Число переноса,% це пригодны к эксплуатации.

Число переноса,З

25.сут. Сопротивление мембран, Ом ° см:

Сопротивление мембран, Ом.см, Сопротив-, ление мембран, Ом. см:

Число пе реноса,В

Сопротивление мембран, Ом -см

Сопротивление мембран, Ом. см

Число переноса,3

Сопротивление мембран, Ом см

271 256 265 244 280 650

290 270 285 260 302 990

97 83 97 84 89 59

270 256 267 245 279 414

85 98 80 90,9 55

275 260 269 252 345 1685

29

245 280 693

85 98 86 90 44

747827

Составитель Л. Богачев

Редактор Н. Горват Техред A. Щепанская Корректор Г.Назарова

Заказ 4327/7 Тираж 1020 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Как видно из приведенных примеров . предлагаемое изобретение позволяет увеличить срок службы мембран и сократить расход электроэнергии.

Из данных таблицы 4 следует, .что предлагаемый способ очистки сточных вод обеспечивает работоспособность мембран в течение 100 сут,без их регенерации, тогда как при очистке по известному способу мембраны требуют регенерации уже после 25 сут. работы.

Анализ данных, приведенных в примерах 1 — 3 показывает, кроме того, что предложенный способ обеспечивает снижение расхода электроэнергии по сравнению с прототипом в 1,5 раза.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод процес- са отбелки целлюлозосодержащего материала, включающий коагуляцию, отделение осадка фильтрацией, электродиализ осветленной воды и электролиэ рассола после электродиализа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличе5" ния срока службы мембран электродиализатора и уменьшения расхода электро- энергии, коагуляцию ведут смесью хлорной и негашеной извести, взятых в соотношении от 0,01:1 до 1:1 с последующей карбониэацией воды., Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CDJA М 3909344, 15 кл. 162-12,"D 21 С 3/02, 30,09.75.

2,Патент CUR 93986951,кл.204-95, D 21 С 11/10, В 01 D 13/02, 19,10 76,