автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Очистка сточных вод предприятий шерстяной промышленности

ГОССТРОЙ СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ КОМПЛЕКСНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ВОДОСНАБЖЕНИЯ, КАНАЛИЗАЦИИ, ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГИДРОГЕОЛОГИИ (ВНИИ ВОДГЕО)

На правах рукописи УДК 628.10.813.4

НЕКЛЮДОВА Татьяна Георгиевна

Очистка стопных вод предприятий шерстяной промышленности

(05.23.04 — водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Л\осква — 1991

~ ГОССТРОЙ СССР

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследователь- • ский институт водоснабжения, канализации,гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (ВШИВ0ДГ30)

на правах рукописи УДК 628.16.813.4

Неклюдова Татьяна Георгиевна Очистка сточных вод предприятий шерстяной промышленности

05.23.04 - водоснабжение, канализация, строительные системы охраны еодннх ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1991 год

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском институте шерстяной промышленности (ЦНИИШерсти). Научный руководитель -

Ведущая организация - государственный институт по проектированию предприятий текстильной промышленности ГПИ-1.

оо

Защита состоится " {§ " июня 1991г. в 1и_ - часов в конференц-зале ВНИИ ВОДГЕб на заседании специализированного совета К.033.05.01 по присуждению ученой степени кандидата технических наук.

Адрес: П9826,г.Москва,Комсомольский проспект,42

Отзыв на автореферат,заверенный гербовой печатью предприятия или учреждения,просим направлять по адресу института на имя ученого секретаря.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИ ВОДГЕО.

Автореферат разослан " /Ь " ¡МС( ^ 1991 года.

Ученый Секретарь специализированного

доктор технических наук,профессор Научный консультант -кандидат технических наук Официальные оппоненты -доктор технических наук кандидат технических'наук

Л.А.Алферова Б.П.Краснов

И.Д.Родзиллер

Э.П.Фазуллина

совета,кандидат

. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы.Одним из источников загрязнения водоемов являются сточные воды,содержащие красители и синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ).При специфических обработках волокна и тканей в шерстяной промышленности в сточные воды могут попадать различные текстильно-вспомогательные вещества (ТВЗ).По химическому составу это преимущественно органические природные и синтетические соединения,оказывающие токсическое действие на животный и растительный мир водоемов.

Растет перечень используемых в технологии и попадающих в сточные воды новых красителей,СПАВ и. ТВВ,трудно окисляющихся биологически.В связи с этим перед отведением сточных вод шерстяной промышленности на биологические очистные сооружения необходимо подвергать их предварительной локальной очистке.Существующая локальная очистка сточных вод предприятий отрасли.не удовлетворяет современным требованиям к их качеству перед сбросом в горканализацию.Совершенствование технологии локальной'очйсткй сточных вод шерстяной промышленности становится все более актуальной задачей.

Цель и задачи исследований .Целью настоящей работы является создание технологии и схемы очйсткй сточных вод шерстяной промышленности, включающей многоступенчатую реагактную обработку с применением сульфата жёлеза (II),с отделением осадка отстаиванием и напорной флотацией с доочисткой каталитическим озонированием,а так же разработка рекомендаций для проектирования очистных сооружений.

Для достижения поставленной цели в работе став/ятся следующие эадачи: ^

- исследовать возможность использования сульфата железа (II) для извлечения хрома Ш) и других-специфических загрязнений в условиях коагуляционной,очистки-сточйых. вод шерстяной промышленности;

- изучить сорбционную способность гидроксида хрома (Ш), образующегося в процессе коагуляционной очистки сточных вод сульфатом железа СП);

- разработать метод расчета многоступенчатой реагентной обработки сточных вод на основе изучения сорбционншс свойств гидроксида железа (П);

- проверить предложенный метод расчета на модельных раствора? и сточных водах предприятий шерстяной промышленности;

- разработать технологические парат,гетры основных процессов очистки сточных вод предлагавши методом.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- показана возможность извлечения хрома (У1) и хинона сульфатом железа (П) одновременно с извлечением основных загрязнений сточных вод: красителей и СПАВ;

- установлены сорбционные. свойства гидроксида хрома (Ш), обра зущегося при обработке сточных вод, содержащих хром (71), сульфатом железа (П) и известью, закономерности.сорбции красителей и СИЛ гидроксидом хрома (Ш) и дано сравнение с сорбцией гидроксидами железа (П) и (Ш);

- установлены основные, закономерности сорбции красителей и разных классов СПАВ, а также загрязняющих веществ из сточных вод различных предприятий отрасли на гидроксиде железа (П);

- разработан метод расчета оптимальных технологически параметров многоступенчатой сорбционной очистки сточных вод в системах с прямоточным введением гидроксидного сорбента.

Практическая ценность и внедрение результатов работы. На осно ве теоретических и экспериментальных исследований разработаны технология к схе:.:а очистки сточных вод иерстяной промыпленности, вкла чз:гля друхотуаекчмуо реагент.куы обработку и каталитическое озо-

рование,позволяющие сократить расход реагентов на 50% и повторно пользовать часть очищенных сточных вод в технологических процессах и частичном сбросе в канализацию.

Разработаны "Рекомендации для проектирования сооружений предва-тельной очистки сточных вод красильно-отделочных производств шерс-ной промышленности методом реагентной напорной флотации" и "Типо-й технологический регламент по очистке сточных вод красильно-отде-чного производства шерстяной промышленности" (см. список опублико-нных работ).

Разработанные рекомендации были использованы при разработке про-тов очистных сооружений:ГЛИ-1 - для Ленинградского комбината тон-х и технических сукон им.Тельмана,Ростокинской камвольно-отделоч-й фабрики,¡Московской камвольно-прядильной фабрики им.Калинина, нкосуконной фабрики им.П.Алексеева;ГПИ-8 - для Свердловского кам-'льного комбината;ГШ-10 - для Кара-Балтинского и Ьезмеинского ков-вых комбинатов,центральной отделочной фабрики Рижского производст-нно-швейного объединения "Ригас текстилс" (ДС® РШО "Ригас текстилс"!

Выданы рекомендации по замене деструктивного метода очистки с ¡пользованием железных стружек на реагентный метод с использованием 'льфата железа (II) на Невинномысской камвольно-прядильной фабрике экономическим эффектом 62,048 тыс.руб. в год.

Экономический эффект от внедрения реагентной напорной флотации I Безмеинском ковровом комбинате составил 96,71 тыс.руб. в год,на )® РПШО "Ригас текстилс" 256 тыс.руб. в год, на Свердловском кам->льном комбинате 211 тыс. руб. в год.

' Апробация.Результаты работы и основные положения диссертации жладывались и обсуждались: на Всесоюзной конференции молодых спе-¡алистов легкой промышленности (г.Иваново 1982 г.),на химико-

- ь -

технологической секции Ученого совета Центрального научно-исследо-вателского института шерстяноЛ промышленности Сг.Москва, 1987 г.-, 1989 г.),на научно-практической конференции ."Экологические проблемы предприятий легкой промышленности и пути их решения",организованной Московским городским и областным правлением ВНТО легкой промышленности (г.Москва,1990 г.),на международной научно-технической конференции "Экологические проблемы производства и рабочей среды в текстильной и кожевенно-обувной промышленности".организованной Союзом текстиля,одежды и кожи (Болгария,к.Албена,1990г.) и на предприятиях отрасли:Невинномысской камвольно-прядильной фабрике ,Без-меинскоы и Кара-Балтинском ковровых комбинатах ,Д0$ РЛШО "Ригас текстиле" в период с 1986 по 1989г.г.На тематической выставке "Малоотходные и безотходные технологии - основной путь решения охраны окружающей среды".проходившей в 1988г. на ВДНХ СССР,малоотходная технология красильно-отделочных производств шерстяной промышленности, разработанная с участием автора удостоена серебряной медали, Ло теме диссертаций опубликовано 12 печатных работ.

Объем работы .Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов,изложена на 149 стр. машинописного текста,содержит 46 рисунков, 29 таблиц и приложения.Список использованной литературы включает 159.наименований.

• " ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ. . ;

Во введении изложена актуальность и сформулирована цель и задачи исследований.

В первой главе приведены общие сведения о технологии красиль-но-отделочного производства шерстяной ..-промышленности .рассмотрено формирование' и 'состав сточных, вод различных предприятий,приведен

обзор современных методов очистки сточных вод текстильной промышленности. Особое внимание уделено методу реагентной обработки сточных вод, рассмотрена сорбдионная способность) коагулянтов,оценены различные методы расчета технологических параметров коагуляционной и сорб-ционной очистки.Проведен анализ результатов исследований цИШШерсти по очистке сточных вод красильно-отделочных производств шерстяной промышленности за период с 1975 по 1984 г.г.

Сточные воды предприятий шерстяной промышленности характеризуются значительной неравномерностью поступлений по расходу и по составу загрязнений.

Наиболее характерными загрязенияии сточных вод шерстяной промышленности являются красители,СПАВ,IBB1, волокнистые отходы.Концентрация основных Загрязнений колеблется в широких пределах для различных предприятий,составляя в среднем (мг/л):красители - 5-35;СПАВ -- 50-80;хром (У1) - 3-М;ХПК - 700-1500 ;БПК - 350-700;взвешэнные вещества - 100-500;рН 5-7.

Наиболее широкое распространение в качестве основного метода очистки -сточных вод красильно-отделочных производств (КОП) нашли коагуляция,электроокислительная' и электровосстановительная деструкция.В качестве методов доочистки используют различные окислительные, сорбционные,ионообменные и флотационные методы.

Наибольший интерес предстг-ляет метод коагуляции,поскольку основные загрязнения сточных вод шерстяной промышленности находятся в коллоидном состояний.Обычно в качестве коагулянтов применяют соли железа (III) и алюминия.Применение солей железа (II) ограничивается из-за его более низкой коагуляционной способности.

В период с 1975 по 1984 г.г. в ЦДИШерсти был проведен комплекс исследований по очистке сточных вод КОП шерстяной промышленности. За основу был принят метод реагентной напорной флотации с доочисткой каталитическим озонированием.Проведенный анализ разработок ЦНИИ-Шерсти показал необходимость совершенствования технологии очистки сточных вод в связи с возросшими требованиями к качеству очищенных сточных вод перед сбросом их в горканализацию и необходимостью повторного использования очищенных сточных вод в производстве.

Обзор отечественной и зарубежной литературы по методам очистки сточных вод текстильной промышленности показал,что не учитывается возможность удаления из сточных вод хрома (У1) солями железа (II), применяемого для этой Цели в других отраслях промышленности.

Использование солей железа (II) в ..качестве коагулянтов представляет большой практический интерес в экономическом и экологическом, отношениях,т.к. они являются отходами металлургического производства, утилизация которых,в свою очередь,представляет проблему.

Вопрос использования сульфата железа (II) в качестве коагулянта для очистки сточных вод от красителей и СПАВ недостаточно изучен ни с теоретической,ни с практической точек зрения.

С целью интенсификации коагуляционной очистки представляется целесообразным проводить процесс с многоступенчатым введением коагулянта и отделением осадка после каждой ступени.Однако,до настоящего времени отсутствует теоретически Обоснованный метод расчета много- . ступенчатой системы коагуляционной-очистки.Выбор дозы осуществляется методом пробной коагуляции,что является весьма ориентировочным и может привести тс перерасходу .реагентов,Существующие математические зависимости для определения дозы, коагулянтов являются эмпирическими ■ и справедливы для. тех случаев,длд котор^ они созданы.. .

Применяемые расчетные зависимости сорбционной очистки имеют ряд допущений,снижающих точность расчета.Они применимы только для разбавленных растворов (область Генри)количество сорбента,вводимого в кавдую ступень(одинаково;нет формул для расчета концентрации загрязнений после каждой ступени.Этот метод не нашел применения для гидроксидных сорбентов.

Во второй главе изложены результаты экспериментальных и теоретических исследований,проведенных в соответствии с поставленными в диссертации задачами.

Исследования проводились на модельных растворах красителей и СПАВ и на натуральных сточных водах КОП различных предприятий шерстяной промышленности.Поскольку сточные воды предприятий отрасли представляют собой многокомпонентную систему,то оценка степени извлечения органических загрязнений проводилась по показателю ХПД.Сценка качества испытуемых растворов проводилась на основе спектрофотометрических исследований.

Для изучения закономерностей сорбции на гидроксидных сорбентах использовались 1%-ные растворы сульфата железа (II),хлорида железа (III) и сульфата хрома (III).Щелочная среда создавалась введениеы известкового молока.

Изучение закономерностей сорбции проводилось в статических условиях.

Учитывая,что в состав сточных вод шерстяной промышленности наряду с характерными загрязнениями (красители и СПАВ) входят хром (У1) и хинон,употребляемый для отделки технических сукон,проведены иссследования по удалению соединений хрома (У1) и хинона в процессе коагуляционной очистки сульфатом железа (II) в щелочной среде.

Было установлено,что наиболее интенсивно процесс перевода хрома (У1) в хром (III) идет при pH 5,при этом в присутствии, краси-

- Iü -

телей и СПАВ уменьшается степень извлечения хро.ма (УТ) .Практически полное извлечение хрома (У1) в присутствии красителей и СПАВ происходит при соотношении сульфата железа (II) и хрома (У1) IE,5 : I по массе,что больше стехиометрического.которое составляет 8,77 : I.

В результате спектрофотолетрических исследований по обработке модельных растворов хинона и сточных вод Ленинградского комбината тонких и технических сукон им.Тельмана сульфатом железа (II) в щелочной среде получен вывод обэффективности и надежном удалении содержащегося в них хинона.

В связи с тем,что в процессе перевода хрома (У1)' в хром (III) с помощью сульфата железа (II) в щелочной среде.происходит образование .гидроксида хрома (III),были изучены закономерности сорбции красителей и СПАВ на гидроксиде хрома (III) в сравнении с сорбционнс способностью гидроксидов железа (II) и'железа (III). , =

Изотермы сорбции красителей и СПАВ на, гидроксидных сорбентах-имеют сложный характер .'отдельные изотермы СПАВ.имеют ступенчатую форму,что объясняется способностью.СПАВ к мицеллорбразованию'. /

Установлено,что сорбция СПАВ ".'на гидроксидных сорбентах проис- ■ ходит значительно хуже.чем.красителей.Показано¿что лучше сорбируются анионные СПАВ,затем катионные и менее эффективно.неионогенные.

Установлены сорбционные свойства.гидроксида.хрома (III) по отношению к красителям и СПАВ и определены закономерности сорбции их' на гидроксиде хрока (III).По своей сорбционной способности он занимает промежуточное Положение между гидроксидом железа (III) и; гидроксидом железа (II). . ■ '" . ' . ' '■•■

Сорбционная способность гидроксида железа (II) по отношению к красителям и СПАВ несколько ни>::е,чем гидроксида железа (III):по красителям достигает 5мг/иг сорбента, в пересчете на сульфат железа (II по СЛАВ - от 0,1 до 1,СмгД:г сорбента в зависимости от. клайса СПАВ.

. Изучена возможность применения для описания процесса сорбци;-: красителей и СПАВ на гидроксидных сорбентах уравнений Фрейндлиха. Показано, что процесс сорбции красителей и СПАВ на гидроксидных сорбентах подчиняется уравнению Ленгмю/ра в более широкой области равновесных концентраций, чем уравнению Фрейндлиха. Однако, уравнением Ленгш/ра можно описать отдельные участки полученных изотерм с различными значениями коэффициентов.

Для определения технологических параметров процесса реагентно: обработки сточных вод были проведены исследования по изучению сорб-ци! загрязняющих веществ на гидроксиде яелеза (П), которые проводились на сточных водах ряда предприятий. Наибольшая величина сорбш:. загрязнений сточных вод различных предприятий лежит в пределах от 7 до 16 иг ХПК на г.гг сульфата железа (П) при одинаковой равновесной концентрации загрязнений. Наименьшая величина сорбции загрязнений составляет 2-3 мг ХПК/мг сульфата железа при одинаковой равновесно! концентрации загрязнений по^ величине 7ЛК 200-300 мг/л. При этом дальнейиего снижения равновесной концентрации загрязнений ниже ХПК 200-300 мг/л не наблюдалось. Это конечное значение ХПК может быть принято как предельно возможное при обработке этого вида сточных вод данным сорбентом.

В связи с отсутствием в настоящее врет научно-обоснованного метода расчета, оптимальной дозы гидроксидных сорбентов и других технологических параметров этого процесса проведены теоретические и экспериментальные исследования,'по разработке метода расчета оптимальных технологических-параметров многоступенчатой сорбционной очистки сточных вод. При этом хлопья гидроксидов металлов, образующихся при коагуляционной очистке' сточных вод, рассматривались в качестве сорбентов. . -;■

Гидроксидные сорбенты могут быть применимы только в статических условиях и при прямоточной системе подачи сорбента и воды. Это связано с тем, что при противоточной схеме возникает необходимость перекачки сорбентов насосами, что приводит к разрушению хлопьев сорбента, его строения и потере сорбционной способности.

Предложенный метод разработан для статических условий, схема очистки включает в каждой ступени введение реагентов, перемешивание их со сточной водой, хлопьеобразование и отделение твердой фазы.

Статическая активность сорбента определяется изотермой сорбции. Как показали исследования, проведенные автором, в частном'случае начальный участок изотермы сорбции красителей и СПАВ на гидро-кспдных сорбентах ыокет иметь вид изотермы Ленгмю/ра:

■ (1) V. •

где: а - величина сорбции, кг сорбата/мг сорбента (в расчете на,. исходный.продукт по безводной соли); С - равновесная концентрация сорбата, мг/л; . атах 11 К ~ >;с!1стантк.

' Для нахождения констант уравнению (I) придают вид:

I = + —4 ■■ (2) ,

а а<г.ах ^х'КС . ••'■-.:. ..■■■•.

В координатах (1/а, 1/С) эта зависимость является прямой лини-

ей.

Предлагается изотермы сорбции красителей и СПАВ на Зздроксиц-ных сорбентах в координатах, .(1/а, 1/С), описать уравнением вида:

..." Н'И . . (3)

где: £ - тангенс угла наклона.прямой к оси абсцисс;

£ - отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат, . .. ,

.приняв: ' • ■ . ■

......- С. - 0 - .■'".■•

а -2-—, . (4)

' ' "Д •• . •

да: Д - доза сорбента (исходного коагулянта по безводной соли), ыг/л;

С0 и С - начальная и равновесная концентрация сорбата, мг/л.

Подставив значение "а" в уравнение (3), получаем уравнение

уш определения дозы сорбента при введении его в одну ступень:

Д = I '(С0 - С) = +ё) (С0 - С) (5)

а о

При' двухступенчатой обработке общая доза сорбента выраг/лется зуг.иой дозы первой ступени Д£ и дозы второй ступени Д2. Приняв коечную концентрацию загрязнения в стоке после первой ступени рав-гой начальной концентрации загрязнения во второй ступени С^ и коечную концентрацию загрязнений после второй ступени Ск, клеем:

д = Д1+ Д2 = (с0_ сх) + (СГ ск) (6)

а1 а2 Из уравнений (3) и (6) можно найти дозу сорбента при двухсту-

1енчатом его введении:

д = (1М- + £) (С - Сх) + +&)•

I к

•(Сг Ск) = #-с0- г!-/)ск (7)

. С1 Ск" . Анализ уравнеши (7) показал, что при постоянных (заданных)

значениях С0 и Ск функция Д = имеет- минимум в исследуемом

штервале значений (^.'Действительно, зависимость Д в уравнении (?)

.южно представить как сумму трех зависимостей в координатах (Д, 0^) ^

(рис. I), из которого одна соответствует первому слагаемому ' т

,-С - и имеет вид гиперболы (I), вторая соответствует второму °

;лагаемому *С| и шеет вид прямой (2), исходящей из начала ко-

{ординат, третья зависимость соответствует третьему слагаемому ( ЬС0- 2Ъ - и шлеет вид прямой'(3),'параллельной оси Ср,

Зумма трех указанных зависимостей' выражается кривой (4), имеющей

Рис,1. Зависимость общей Дозы сорбента и ее слагаемых . от концентрации загрязнений .в сточных водах , после первой ступени при двухступенчатой обработке,

1 - слагаемое

';..■■ ' сг

2 - слагаемое Ст;

г 1

■ ; ■ п Ьс \ р

• • 3 - с.-.^ аемсе 0<Со - Ц1' -

• ' 4. --с5нак'дсз'^ сорбент^..- •

минимум при значении С|, соответствующий точке пересечения кривой (I) и прямой (2). '

Минимальное значение, общей дозн (Д^ ) определяется из .условия равенства нули первой производной (Д.Т)" .по: С^: , " - { (Су) * а '-....■

Д/ + = о ' (8)

Ч Ч,

Из уравнения С8> находится ойтшальноа значение Ср

При этом уравнение общей 'минимальной дозы гкдрог.сидкого сорбента в общем виде при двухступенчатом.его введении шеет вид:

= ЛУ"1^"1- = 2Ш-

тих

*аКп ¿(00-Ск) (Ю)

Доза сорбента, вводимого в одну, ступень, в'общем виде мотет-1ыТь представлена-уравнением (II), что следует из уравнения (5):

Д одной ступени = I* (На - 1).+. р (С0- Ск) ■ (II)

ск ' • . ', : Используя метод-математической индукции, выведены уравнения

для определения основных.оптимальных'технологических параметров

шюгоступенчатой сорбционной очистки:.'

для определения.оттвд.вдыгой конечной концентрации загрязнений-

в любой ступени очистки от I до (Ь -.С5 (мг/л):

для определения оптимальной' дозы сорбента в любой ступени очистки - Допт (мг/л): -

для общей ыкювальиой дозы сорбента - Д06*5 . (мг/л): •

(1^-1) + , (14)

В уравнениях (12-14) принято: кг- общее число ступеней очистки; S - порядковый номер ступени очистки от I до tV ; С^- заданная конечная концентрация загрязнений после ГС-ступенчатой очистки, г.т/л.

' Суша значений Д^пт, найденных по формуле (13) для каждой из

А ступеней, даст значение общей минимальной дозы Добщ, определен- '

т in

ной по формуле (14). - .

Значение общего числа ступеней й можно определить из уравнен. ния (12), приняв число ступеней S = п. - I:

. а":-;

Анализ уравнения (15) црказал, что граничными значениями УЬ являются; (!,<*> ). Значение W равно I при С0 = С^ , значение ^ . стремится,'к при ^ '<, т,е. при С^^ = С^.

Выбор числа ступеней очистки иокно остановить на 2-3 ступенях, т.к. при атом обесиечив,ае,тся высокий,эффект очистки при экономии сорбента б 2,0-2,5 раза. ■

Полученные расчетные зависимости могут быть использованы для-любых сорбентов, которые имеют изотермы сорбции загрязнений-в виде прямой .в координатах (1/а, I/O).

Уравнения (11-14) при значениях коэффициентов £ и :&, опреде--ленных экспер1шентальшм путем для растворов красителей в области • конечных концентраций 0 ^ рк < 30 иг/л, £ .-= 5,5, 4 = 0,23 и для растворов вотамола ^ = 45' и - 0,ё5, были'проверены в лаборатор-аых условиях на растворах красителей и СПАВ'при обработке нх.суль-'' -фатом келеза (П) и известковым молоком. Исследования1 показали хоро-.: шую сходимость расчетных и опытных данных, среднее отклонение■опыт- | них данных от расчетных было в пределах 5,4-7,4/'.

Изотермы сорбции загрязнений сточных вод различных предприятий на гидроксиде железа (II) были линеализованы в координатах (1/а,1/ХПКкон ) на основании чего для них определены средние значения коэффициентов:при ХШ^ '200-300мг/л,^ = 35, £ =0,03; при ХПКк0Н_ 300-£00 мг/л, I = 25,' 6 = 0,065.

Среднее отклонение опытных данных от расчетных было в пределах 3-7$,что говорит о высокой степени сходимости расчетных и опытных данных.

-На основании проведенных исследований можно сделать вывод о возможности использования для практических целей уравнений (11-14).задаваясь значением конечной концентрации загрязнений

' В третьей главе представлены результаты полупромышленных испытаний по очистке модельных растворов и сточных вод прядильной фабрики - сульфатом железа (II) в одну, и две ступени с применением разработанных расчетных зависимостей. ....

Испытания проведены на опытной установке,включающей.три смесителя для смешения очищаемой воды с растворами реагентов: сульфатом железа (II)/известковым молоком и полиакриламидом;камеру хлопь-еобразования и отстойник.После отстаивания сточная вода собиралась в сборник,откуда!насосом перекачивалась во вторую ступень очистки,которая осуществлялась по той же схеме. . При обработке;модельных растворов'красителей и СПАВ расчетными, дозами сульфата.железа (II) в Две ступени данные полупромышленных .'испытаний оказались близкими с данными, полученными в лабо- • раторных условиях. 7-

При исследовании,проведенном со сточными водами прядильной фабрики .установлены значения коэффициентов: £ = 24,0,08. Конечная величина Х1М сточных вод принималась равной 300 мг/л.Используя найденные из изотерм сорбции загрязнений сточных вод прядильной фабрики на гидроксиде железа (II) коэффициенты и расчетные зависи мости СИ—14) .были определены дозы сульфата железа (II) при обработке в ■ одну и две ступени...

При обработке натуральных сточных вод расчетными дозами сульфата железа (II) в одну и две ступени получена удовлетворительная сходимость расчетных И фактических результатов.Исходная величина ХПК сточных вод колебалась от 750 до 3450 мг/л.Процент снижения ХПК составил от ..47 до 89 .при заданных 53 и 90.

Полупромышленные испытания по очистке "модельных и натуральных сточных вод расчетными дозами сульфата -железа (II) подтвердили результаты лабораторных исследований и показали надежность разработанных расчетных зависимостей для определения технологических параметров рвагентной обработки. ' -

В четвертой главе описана разработанная технологичесаая схема очистки сточных вод предприятий шерстяной промышленности (рис.2) и дана технико-экономическая оценка метода.

Сточные воды пропускаются через волокноуловитель (I) и направляются в усреднитель (2).Задержанное в волокноуловителях волокно транспортером (3) направляется в сушильные машины (4),затем возвращается в производство.Усредненный сток равномерно подается в смесители первой ступени для смешивания с коагулянтом (5),известью и по-лиакриламидом (6).Из смесителя (6) сточцая вода самотеком подается в камеру хлопьеобразования (7) и далее - в тонкослойный отстойник (17)., . ■ ,'■'•".--.. ' ,

Из хранилища коагулянта (8),извести (9) -и полиакриламида (10).

шерстяной промышленности.

. - 20 -

реагенты подаются в растворные баки (11,12,13) и затем - в расходные (14,15,1Ь) и далее в смесители (5,6) первой и (19) второй ступени.

Из отстойника (17) через промежуточную емкость (18) вода подается в. смеситель (19) И далее самотеком в камеру хлопьеобразования (20).встроенную во флотатор (22).после которого рода подается на фильтр со вспененной полистирольной насадкой (24),в который танке поступает отработанная оэоно-гвоздушная смесь из блока озонирования. После фильтра (22) сточные воды,пройдя газоотделительный бак (25), подаются на озонирование 8 контактную колонну (27).

Флатошлам,образующийся в напорном флотаторе.скребковым механиз-. моя (23) сгребается,с поверхности жидкости. в сборные карманы (21), . откуда он самотеком направляется в тламоуплотнители (38),куда также поступает осадок из Фонкослойного отстойника "через сборник осадка (37) .Уплотненный шлам через промежуточный сборник (39) подается.^ монмуе (40),куда вводят.известковое молоко.(44) и пар (45).Далеэ* .осадок обезвоживается на фильтр-прессах (41),Обезвожекньй осадок, .вывозится на полигоны для захоронения промышленных отходов (42).

Сточные воды после озонирования в контактных колоннах (27) проходят гааожидкостный разделитель"(28).после,которого часть вод! подается на фильтр с плавающей насадкой из вспененного полистирола (32),куда'также поступает озойо-воздушная смесь.После'зтого фильтра сточные воды поступают в газожидкостный разделитель (резервуар--накопиГель) (33).Эта вода может Сыть использована на технические нувды яря эксплуатации очистных сооружений или сброшена в канализацию. "'"... ......

Другая часть сточных вод после газогидкостного разделителя (28) проходит песчаные фильтры (29) и далее Уа-иатиснитовые фильтры (30) и собирается в резервуаре-накопителе очищенных стоков (31),Очищенная таким образом вода может быть возвращена в технологический процесс основного производства.

По проведенным исследованиям и при. обеднении опыта эксплуатации очистных сооружений,построенных по предварительным рекомендациям ЦШЖерсти,разработаны технологические параметры очистки сточных вод КОП шерстяной промышленности приведенные в главе 4.

Технико-экономическая оценка разработанного реагентного метода очистки сточных вод шерстяной промышленности производилась в сравнении с локальной очисткой сточных вод деструктивным методом с использованием железных стружек и серной кислоты в применений к ЦОФ РПШО "Ригас текстиле",Безмеинского и Кара-Балтинского. ковровых комбинатов.Общий экономический эффект составил 510тнс.руб * 8 год."

Расчитывалась экономическая эффективность применения расчетного метода определения технологических параметров двухступенчатой реа-гентной обработки по сравнению с одноступенчатой обработкой,дозами, установленными методом пробной коагуляции.Экономическая эффективность для Ростокинской КЮ5 »Ленинградского комбината тонких и технических сукон им.Тельмана и Ш® им,Калинина е общим годовым расходом. сточных вод 4Ы1 тыс.м3еоетавот, 134,45 тыс.руб. в год»

Сравнение экономической' эффективности метода доочистки сточных вод для их повторного Использования с применением метода озонирования ¡з аппаратах с активированных углем или вспененным полистиролом производилось по сравнению с электрохимическим методом и экономический, эффект составил 180 тыс.руб. в год.,

Расчетный экономический эффект водоохранных мероприятий по

предотвращенному ущербу для тонкосуконной фабрики ям.П.Алексеева составил около I млн.руб. \

- 22 -основше вывода.

1.Установлено,что сточные воды шерстяной промышленности могут успешно очищаться от красителей и С11АВ сорбцией на гидроксиде железа (II).

2.Сорбционная способность гидроксида'железа (II) по отношению к красителям и СПАВ несколько ниже,чем гидроксида железа (III),.и по отношению к общим загрязнениям сточных вод составляет от 12

до 40 мг ХПК на .мг сорбента в пересчете на,сульфат железа (II)..

Установлены соргбционнуе свойства. у гидроксида хрома (III) по отношению к красителям и СПАВ и определены.закономерности сорбции их на гидроксиде хрома (III). .;-

3.Показана возможность восстановления хрома-(У1) и извлечения хинона в сточных водах предприятий отрасли, сульфатом железа (II) -одновременно с извлечением красителей и СПАВ.Доза сульфата железа должна составлять при- этом 12,5аг на м? хрома (У1). .

4.На основании теоретических'и экспериментальных исследований впервые разработан метод расчета оптшиальных технологических параметров многоступенчатой сорбционной очистки сточных вод в системах

с прямоточным введением гидроксидного сорбента,подтвержденный данными лабораторных и полупромышленных - испытаний на модельных. растворах и натуральных сточных водах ряда предприятий.Предложенный метод расчета значительно точнее и экономичнее применяемого в настоящее время метода пробной но&гуляции.

Этот метод может быть'применен для любых сорбентов,изотермы сорбции которых в координатах (1/а,1/С) описываются уравнением прямой. ' .,.;."■' .

Предложенный метод точнее существующего'метода расчёта для не-гидроксидных сорбентов,т.ку он описывает сорбцию в более.широкой

области концентраций сорбата.дает возможность определения дозы сорбента в каждой из промежуточных ступеней с учетом изменения концентрации загрязнений в очищаемой воде и позволяет определить концентрацию загрязнений в любой из промежуточных,ступеней очистки.

" 5.Разработана схема и технологические параметры очистки сточных вод шерстяной промышленности с использованием двухступенчатой реагентной обработки и доочйстки каталитическим озонированием. Схема позволяет использовать до 50/5 очищенных сточных вод в производстве.

6.Разработанная теюмлогия очистки сточных вод внедрена в проектах ГПИ-1 для Ростокинской К01>,КПФ им.Калинина,тонкосуконной фабрики им.П.Алексеева,Ленинградского комбината тонких и технических сукон им.Тельмана.

Отдельные части схемы внедрены на ряде предприятий отрасли: на Невинномысской.КП$,КараБалтинском и Безмеинском ковровых комбинатах, ЦОФ РПШО "Ригас текстИлс".Свердловском камвольном комбинате.

7.Экономический эффект от внедрения метода реагентной обработки в сравнении с деструктивным методом составил £2-250; тыс.руб. в год для отдельных предприятий.Экономическая эффективность двухступенчатого дозирования реагентов на основе разработанного метода расчета технологических параметров по сравнению с дозированием в одну ступень,когда доза' определяется методом пробной коагуляции, дает экономический эффект 134,45 тыс.руб.. в год длй трех вышеназванных московских предприятий. ,

Экономический эффект от предотвращения загрязнения водоемов и доход от повторного использования воды составил для тонкосуконной фабрики им.П.Алексеева около I мла.руб.

Основные положении диссертации опубликованы в следующих работах :

I. Неклюдова Т.Г.,' Фазуллина Э.П, Возможности повышения коагу ляционной способности реагентов в процессе очистки сточных вод в рекиме напорной флотации и-озонирования."В сб.тр, ЦНИИШерсти: Совершенствование технологии отделки и крашения продукции шерстяной промышленности. ЦНИИШерсти, ;,!.', ЦШИТЭИлегпром,. 1985, с. 65-73.

¡¿, щазуллина Э.П., Неклюдова Т.Г. Опыт внедрения технологии очистки сточных вод красильно-отделочных производств шерстяной про мышленности. Тезисы докладов на-Всесоюзном'совещании "О мерах по усилению охраны природы и улучшению использования природных ресурсов в легкой промышленности", г. Приволжок, Ы., ЦНИИТЭИлегпром, 1988, с. 56.

3. Неклюдова Т.Г.,"Фазуллина Э.П. Реагентная обработка сточны: вод красильно-отделочных производств шерстяной промышленности и ее агшарагурное__офоршение. Тезисы, докладов на Всесоюзном совещании "О мерах по усилению охраны природы и улучшению использования приходных ресурсов в легкой промышленности", г. Приволкск, М., ЦНИИТЭИлегпром, 1988г с. 56. '. , ...... '.

4. Назаров Б.Г., Фазуллина Э.П,, Неклюдова Т.Г., Чередниченко Л.Л. Реагентная обработка сточных вод, "Текстильная промышленность", 1988, й 10, с. 52-55.

. 5. Назаров В.Г., Фазуллина Э.П., Крылов И.Д., Симонова Н.Д., Неклюдова.Т.Г. Рекомендации для проектирования сооружений предварительной очистки сточных вод красильно-отделочных предприятий шерстяной промышленности методом реагентной напорной флотации. И., ЦНИИТЭИлегпром, 1988, 20 с. .

6. Назаров Б.Г., Фазуллина Э.П., Симонова Н.Д., Неклюдова Т.Г, Типовой технологический регламент по очистке .сточных вод"краспльяо-отделочного производства шерстяной прошшленности. М., ЦНИИТЭИлегпром» 1988( 84 с<

7. Молоков В.Л., Назаров Б.Г., Фазуллина Э.П., Крылов И.Д., Неклюдова Т.Г., Сухов А.Ф., Нефедова Е.Б., Симонова Н.Д. Малоотходная технология красильно-отделочного производства шерстяной промышленности. И., ЦНИИТЗИлегпром, 1988, 4 с.

8. Фазуллина З.П., Назаров Б.Г., Неклюдова Т.Г. Удаление соединений хрома в процессе коагуляционной очистки сточных вод кра-сильно-отделочных производств шерстяной промышленности. "Химия и технология воды", 1988 г., т. 5, Я 10, с. 444-447.

9. Фазуллина Э.П., Неклюдова Т.Г. Совершенствование технологии очистки сточных вод шерстяной промышленности. М., ЦНИИТЭИлегпром, 1989, 63 с.

10. Фазуллина Э.П., Неклюдова Т.Г. Усовершенствование технологии очистки сточных вод шерстяной промышленности. Тезисы докладов, научно-технической конференции с международном участием "Экологические проблема производства и рабочей среды в текстильной и коже-венно-обувной промышленности", Болгария, к. Албека, 11-12 октября 1990 г,с.24.

11. Неклюдова Т.Г.', .^зуллина Э.П. Новый'подход к определению технологических параметров многоступенчатой сорбционной очистки сточных вод текстильной промышленности/ Тезисы докладов на научно- . технической конференции с международным участием "Экологические проблемы производства, и'рабочей среды в текстильной к кожевенно-обувной проштленкостп", 'Болгария, к. Албена, 11-12 октября, 1990

г, 0.25.

12. -Зазуллина З.Н., Неклюдова Т.Г. Многоступенчатая сорбцпон-ная очистка сточных вод шерстяной прог.ииленности с приленеппеи гид--роксьдных сорбентов. Сб. науч.тр. ¡.ЩйШерсти "Совершенствование технологии шерстяной про;кшленностп", 1.1., ЦНШГГЗИлегпром, 1990 г.,

о. 3-16. ■'"•'' ' , - /