Способ очистки сточных водсульфатно-целлюлозного производства

Способ очистки сточных водсульфатно-целлюлозного производства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски н

Социалистических

Республик (iii806619 е .Ф !

° Л ъ- 4ф ко к. (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено l8.05,78 (2l )2620386/29-26 (51) М. Кл.

С 02 F 1/52

В 03 Р 1/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет (23} Приоритет

Опубликовано 23.02.8 l, Ьктллетень № 7

I1o делам изобретений и открытий (53) УДК 628. .543(088.8) Дата опубликования описания 30.05.81

N. M. Крунчак, Н. И. Легина, И. В. Жукова, В.

В д. Греоеиквикове, Э. В, Альтертот и Л. A. Ce еек9яая@твко

), ВСЕСОЮЗНОЕ НауЧНО-ПрОИЗВОдСтВЕННОЕ ОбЪЕдИНЕНИЕ цкЕЛЛЮЛкОСЗН1З- р бумажной промышленности и Новосибирский филиал Кемеровского : . научно-исследовательского института химической;: промышлееннос ти

Кемеровского НПО "Карболит (72) Авторы изобретения (7I) Заявители (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

СУЛЬФАТНО-ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Изобретение относится к очистке сточных вод методом пенной флотации и может быть использовано при очистке вод, содержащих различные .шламы, например сульфатно-целлюлозного производства.

Известен способ очистки сточных вод сульфатно-целлюлозного производства флотацией с применением в качестве флотореагентов алюминиевых квасцов и 1О цетилдиметилбензиламмоний бромида, в котором введением катионактивного флотореагента осуществляют очистку сточных вод и от производства крафт — бумаги.

При этом способе очистки удается до15 биться снижения ХПК (на 90%), цветности(на 90%) и БПК (на 45%). Процесс очистки протекает за 2-3 мин, дозы реагентов составляют: квасцы 300 мг/л, флотореагент 2 мг/л, оптимальная область значений рН 6,5-7 (с1.

Однако катионоактивные флотореагенты, эффективны только в кислой и нейтральной средах. При изменении рН среды в

2 сильношелочную или сильнокислую область эффективность работы катионоактивных

ПАВ резко падает. Широкому применению катионоактивных веществ в процессах очистки сточных вод препятствует также их высокая токсичность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к пред- . лагаемому является способ очистки сточных вод сульфатно-целлюлозного производства с использованием в качестве реа-, гентов сульфата алюминия и водораство римого полимерного флотореагента — собирателя метилцеллюлозы с последующим отделением полученного осадка флотацией, который осуществляют путем осаждения загрязнений сульфатом алюминия и. последующей флотацией осадка в пену с использованием в качестве флотореагента водо- растворимой не токсичной метилцеллюлозы причем соотношение- метилцеллюлозы и сернокислого алюминия составляет -l:3I 2).

Способ обеспечивает высокое качество очистки воды, а проведение процесса в

) 9 4.

3 8066

I среде, близкой к нейтральной, снимает . вопросы, связанные с коррозией очистной аппаратуры, кроме того способ очистки сточной воды с использованием метилцеллюлозы снижает токсичность метилцеллюлозы и процесса переработки, а также утилизацию пенного продукта.

Недостатками способа являются низкая производительность очистки и длительность во времени флотационного отделения загрязнений от очищенной воды, неизбежно связанная с громоздким аппаратурным оформлением процесса.

Высокая эффективность очистки достигается за счет больших расходов фло15 тореагента, не решена проблема регенерации реагента и большой расход метилцеллюлозы невыгоден для предприятий экономически кроме того, метилцеллюлоза, не обеспечивает эффективного обезвоживания

20 отработанного шлама (пенный продукт), что влечет за собой еще одну ступень обработки — уплотнение пенного продукта

Способ также практически неприемлим в отношении обработки концентрированных стоков.

11ель изобретения — сокращение времени процесса очистки, расхода флотореагента и повышение степени концент- 30 рирования загрязнений в пенном продукте.

Поставленная пель достигается путем использования в известном способе в качестве водорастворимого полимерного флотореагента-собирателя используют полиок- 35 сиэтилен, причем соотношение сульфата алюминия к полиоксиэтилену составляет 30: 4 - 1. Предпочтительно использовать полиоксиэтилен с моле. кулярной массой 1.10 — 8.10

Способ осуществляется следующим образом.

В сточную воду вводят сульфат алюминия, а затем полиоксиэтилен указан- 4» ной молекулярной массы с последующим флотационным отделением загрязнений в пенный продукт, при этом отношение сульфат алюминия — полиоксиэтилен составляет от 30:4 go 30: 1.

При низкой токсичности полиоксиэтилен обладает высокой избирательностью в отношении извлечения шлам-лигнина в пену.

Пример. К 100 мл сточной воды содержащей лигнин в количестве 300мг/л добавляют коагулянт-сернокислый алюминий 4,8 мл из расчета Ио по AE@Oy . При этом растворенные примеси выделяются из раствора в виде твердой фазы и соосаж. даются с гидроокисью алюминия. При очистке концентрированных стоков, содержащих 600 мг/л и 2000 мг/л лигнина и 100 мл сточной воды, добавляют l мл и 3 мл серной кислоты, соответственно, перемешивают и добавляют коагулянтсернокислый алюминий по 0, 78 и 1,0мл.

После перемешивания в течение

3 мин в образующуюся суспензию вводят от 0,5 до 3,0 мл О,l%-ного раствора водорастворимого полиоксиэтилена, вновь перемешивают в течение 2 мин и подают смесь во флотационное устройство, представляющее собой стеклянную трубку диаметром 40 мм, которая в нижней части имеет диспергатор воздуха (стеклянные фильтры Шотта М3,4).

Применение полиоксиэтилена позволяет в 5 раз сократить время отделения шламлигнина от.очищенной воды (l — 2 мин по предлагаемому способу против 10 мин для одного и того же объема очищаемой воды). Кроме того сокращается расход флотореагента в 2-7 раз при одинаковом качестве очистки для разбавленного потока (содержание загрязнений шлем-лигнина

300 мг/л). Данный. способ оказывается высокоэффективным и в случае очистки концентрированных сточных вод, содержащих 2000 мг/л шлам-лигнина, при этом качество очистки воды такое же, как и для разбавленной сточной воды, а концент- рирование загрязнений в пене даже выше.

Использование полиоксиэтилена позволяет также добиться степени концентрирования загрязнений в пене до 30-.45 г/л за одну ступень. Для такого гидрофильного продукта как шлам-лигнина это свидетельствует о большой к нему избирательности полиоксиэтилена и высокой гидрофобизирующей его способности. Такой влажности пены (96-97О/) шлам-лигнина в других способах удается добиться лишь после второй ступени сгущения.

Данные по очистке сточной воды сульфатно-целлюлозного производства методом пенной флотации с применением в качестве полиэлектролита нетоксичного водорастворимого полиоксиэтилена с мол.м l,- lO, 5 106 и 8 ° l06ïðåäñòàâлены в табл.

В табл,2 представлены данные по очистке воды с применением реагента метилцеллюлозы.

Из сопоставления табличных данных следует, что как известный, так и предлагаемый способ обеспечивают высокое качество очистки воды (без внесения

Использование для очистки типовых обогатительных машин с учетом капитальных, эксплуатационных и амортизационных затрат ожидаемый экономический эффект в условиях одного целлюлозного завода составит около 500 тыс. рублей в год.

5 80661 .вторичных загрязнений), но при этом . следует отметить высокую производительность процесса очистки с полиоксиэтиленом как для разбавленных, так и концентрированных стоков, при этом ско5 рость процесса оказывается очень высокой при хорошем качестве осветленной воды. Если по известному способу оптимальное соотношение реагентов (сульфат алюминия - полимер) сосгавляет

3:1, то по предлагаемому это отношение изменяется и равно от 30:4 до 30:1.

Если в известном способе эффективность полиэлектролита не изменяется с увеличением его молекулярной массы, т.е. не уменьшается ни доза„ ни время очистки при изменении молекулярной массы, то в случае использования полиоксиэтилена устанавливается прямая зависимость между .его поверхностной активностью. в що отношении извлечения шлам-лигнина в пену и его молекулярной массой. Эффективность процесса тем выше, чем больше молекулярная масса используемого полиоксиэтилена. Так замена полиокси- р этилена с мол.м. l ° l06 на образец с м.м 8 10<. позволяет сократить расход флотореагента в 3 раза, время флотации в 2 раза, при этом влажность пены уменьшается от 97% до 96%, что состав-зо ляет увеличение содержания твердого вещества в пене от 30 г/л до 40 г/л.

После следующей ступени сгущения шлама в напорных флотаторах удается получить продукт с BJIBRHocrbIo 97% (содержание твердой фазы 30 r/ë)

Высокоэффективный процесс очистки по предлагаемому способу возможен лишь при определенных соотношениях вводимых реагентов сульфата, алюминия 4О и полиоксиэтилена. Это соотношение изменяется от 30:4 до 30:1 в зависимости от модекулярной массы вводимого поли« оксиэтилена и, начинаяс концентрации загрязнениЯ порядка 600 мг/л, наблю- 45 дается одинаковый вид .отношения сульфат алюминия-полиоксиэтилен 30:2,5-1.

При концентрациях лигнина порядка

300 мг/л отношение сульфат алюминия и полиоксиэтилена изменяется и становится равным 30:3,7;2,5; 1,25.

B приведенных выше отношения сульфат алюминия-полиоксиэтилена граничными значениями являются 30:4 и 30:1.

Подбор оптимальной дозы полиоксиэтилена облегчается тем, что он проводится при заданной дозе сернокислого алюминия. тимальная доза А В g (504 ) y определяется требованиями, предъявляемыми к качеству очищенной воды, а именно по полноте выделения загрязнений в твердую фазу путем их соосаждения на окснгидратном осадке алюминия. Недостаток вводимого AR (SO+ }pe обеспечивает полноты выделения загрязняющих веществ, а избыток приводит к пептизации осадка и частиному переходу ионов AR + в раствор очищенной воды.

Оптимальной дозой флотореагента является то его минимальное количество, которое обеспечивает полное и быстрое отделение загрязнений в пенный продукт при минимальной его влажности. Нижний предел отношения сульфат алюминияполиоксиэтилен, равный 30:4, имеет место для сточных вод с содержанием лигнина 300 мг/л. Увеличение доли полиоксиэтилена в этом отношении не приводит к заметному улучшению качества очищенной воды, однако при этом наблюдается некоторое сокращение времени протекания процесса, но это достигается за счет увеличения дозы флотореагента на 33%.

Отношение 30:1(128:4 и 300:10) соблюдается при обработке сточных вод с содержанием лигнина 600 мг/л и

2000 мг/л, увеличение доли полиоксиэтилена в этом отношении не приводит ках к ощутимому изменению качества очищенной воды, так и уменьшение влажности пены. Напротив уменьшение доли полиоксиэтилена до значений, выходящих за пределы указанного отношения, вызывает снижение скорости процесса очистки, эффекта очистки".

Предлагаемый способ очистки по сравнению с известным сокращает время очистки в 5-6, а дозы полиэлектролита в 2-l0 раз, кроме того уменьшает влажность пены, что облегчает ее дальнейшую переработку и расширяет границы испольЗОВ&ния полимерных реагентов для Очистки концентрированных (локальных) стоков .

На установке производительностью

2,4 л/ч удалось добиться обеспечивания жидкости на 99% и удаления лигнина на 97%.

CQ а

О) о»

СО

С4

С0

1

" „ср nJ

l > ) а е

О СИ

Ю I

CD CD о

Г"

CD о

CD о

CQ

О3

Cll

CD о

CQ

CQ l

CD о» (О

l

С4

О) с4

СО

I (. о

I о

С0 о о о»

CQ о о

С !

Щ

С4 о о

СЯ о о о

СЯ

O о о о о о

СО о о

С !

С4

cj! о»

tQ

I! о

СЧ о о

О O о

° 4

Ь о

0)

СО о о

С

Щ

8066l9

Т а блица 2

5,2 48

300

0,97

0,98

0,98

0,98

0,98

0,98

300

5,5

20

ЗОО .

5,2

25

0,97

0,08

0,97

300

0,98

0,99

0,98

10

300

5,2

300

МЦ-100.

0,98

ЗОО

0,97

0,98

0,98

300

5,5

0,99

0,99

10

5,5

300

Составитель Л. Ананьева

Техред Н, Майорош Корректор С. Шомак

Редактор В. Еремеева

Заказ 49 l 6 Тираж 1007 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, 5, Раушскаа наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1. Способ очистки сточных вод сульфатно-целлюлозного производства, вклю35 чаюший последовательную обработку сульфатом алюминия и водорастворимым полимерным флотореагентом-собирателем с отделением полученного осадка флотацией в пенч, о т л и ч а ю ш и и с я тем, 40 что, с целью сокрашения времени флотации, расхода полимера и повышения степени концентрирования загрязнений в пене, в качестве водорастворимого полимерного фотореагента-собирателя исполь- 45 зуют полиоксиэтилен, причем соотношение сульфата алюминия к полиоксиэтилену составляет 30:4-1.

2; Способ по п. i, о т л и ч а юш и и с я тем, что используют полиоксиэтилен с молекулярной массой l lO—

8 ° tO ь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l.Том-тщС о МЕ Environmental et фивег мц div>s on, ч0р; 00, ¹î E E 3, l974, р. 628.

2. Авторское свидетельство СССР

Ир 607786, кл. С 02 С 5/02, 02.0876.