автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Очистка сточных вод тонкосуконных фабрик с утилизацией извлекаемых компонентов



ОД л На правах рукописи

96,

¡ППь

, ^ » й I и* * и

СУБХИ АЛЬ СУЛЕЙМАН

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ТОНКОСУКОННЫХ ФАБРИК С УТИЛИЗАЦИЕЙ ИЗВЛЕКАЕМЫХ КОМПОНЕНТОВ

05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1996

Работа выполнена в Московском государственном строитель-

ном университете.

Научный руководитель

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор ВОРОНОВ Ю.В.

доктор технических наук, профессор СКИРДОВ И.В.

кандидат технических наук, доцент ПАВЛИНОМ И.И.

Ведущая организация

ЩИИЭП инженерного оборудования

Защита диссертации состоится " ct{ 1996 г.

в "/5^" час. на заседании диссертационного совета К 053.11.08 в Московском государственном строительном университете по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26, ауд. ¿Í2-C

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного строительного университета.

Автореферат разослан " ^ " Alг/,\ 1996 г. Л_

Ученый секретарь диссертационного совета

ОРЛОВ В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность. Охрана и рациональное использование водных ресурсов - задача большой народнохозяйственной важности. Самую серьезную роль в ухудшении работы городских сооружений биологической очистки сточных вод и санитарного состояния водоемов играют jeочищенные или недостаточно очищенные производственные сточные зоды, в том числе и предприятий текстильной промышленности.

Красильно-отделочных предприятий текстильной промышленности в России насчитывается более 100, каддое из которых сбрасывает в водоотводящую сеть или непосредственно в водоемы от 100 до 5000 м3 производственных сточных вод в сутки; при этом доля неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод составляет около 40%. Актуальна проблема очистки сточных вод текстильных предприятий и для Сирии, где значительное число фабрик - от небольших частных до крупных государственных - сбрасывают производственные сточные воды в городскую водоотводящую сеть и в водоемы практически без очистки.

Сточные воды предприятий текстильной промышленности, особенно имеющих в своем составе цеха крашения, отличаются большим разнообразием по составу. Основными загрязняющими компонентами являются примеси сырья, красители, вспомогательные химические реагенты и отделочные препараты, используемые в технологических процессах крашения и отделки волокна, пряжи а тканей. В сточные воды тонкосуконных фабрик поступают различного вида красители, органические и неорганические кислоты, щелочи, соли, тяжелые металлы, моющие средства, поверхностно-активные вещества, нефтепродукты, масла и пр.

Сточные воды суконных и тонкосуконных фабрик отличаются высокой концентрацией загрязнений и колебанием их состава в течение суток и по дням недели. Вопросам очистки сточных вод шерсте-перерабатывающих фабрик посвящено значительное число исследовательских работ. В то же время количество реализованных разработок по оборотным системам водообеспечения невелико. Практически отсутствуют данные по утилизации осадка, фяотошлама и других компонентов, извлекаемых из сточных вод; работы не вышли за рамки лабораторных испытаний и предварительных рекомендаций. Этим двум самым актуальным вопросам очистки сточных вод тонкосуконных предприятий в основном и посвящена настоящая диссертационная работа.

Целью диссертационной работы являлось комплексное решение проблемы сокращения водопотребления на тонкосуконных краскльно-отделочных фабриках путем создания технологических схем обработки производственных сточных вод, позволяющих повторно использовать отработавшие сточные воды в основных технологических процессах изготовления тканей, а извлекаемые из сточных вод компоненты утилизировать. В качестве объекта исследований была выбрана Московская тонкосуконная фабрика "Освобожденный труд".

Для достижения поставленной цели необходимо было решить еле дующие задачи:

- изучить состав сточных вод и динамику его изменения в течение суток от отдельных технологических операций и аппаратов в красильном и отделочном цехах;

- исследовать возможность повторного использования отработавших сточных вод;

- исследовать различные методы локальной очистки отработавших производственных сточных вод;

- разработать технологическую схему локальной очистки сточных. вод и повторного их использования в красильном и отделочном цехах тонкосуконной фабрики;

- оценить возможность утилизации извлекаемых из сточных вод компонентов: шерсти, пеноконденсата, флотошлама и осадков;

- составить рекомендации на проектирование локальных очистных сооружений и поэтапное внедрение оборотной системы водообес-печения тонкосуконной фабрики;

- дать экологическую оценку разработанной технологической схеме очистки сточных вод тонкосуконной фабрики и организации производства по утилизации компонентов, извлекаемых из сточных вод.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- получены зависимости ценообразования при флотации сточных вод тонкосуконной фабрики и водных растворов поверхностно-активных веществ;

- изучены процессы гашения и самогашения (распада) пен, динамики образования пеноконденсата;

- получены зависимости эффективности снижения органических загрязнений сточных вод (по ХПК и ЕПК^) от продолжительности флотации; '

- изучены процессы эффективности осветления сточных вод тонкосуконной фабрики при обработке юс минеральными коагулянтами и флокулянтами (полиакриламид, праестол-2515) с предварительной флотацией и без нее; определены оптимальные дозы коагулянтов и флокулянтов;

- получены кинетические кривые уплотнения осадка при обработке сточных вод минеральными коагулянта'.® с добавкой флокулян-та праестол-2515.

Практическая значимость и внедрение результатов работы;

- определены состав, свойства, режимы водоотведения отработавших сточных вод от технологических операций и аппаратов по крашению волокна и отделки тканей тонкосуконной фабрики;

- составлен баланс водопотребления и водоотведения по всем технологическим операциям и аппаратам в красильном и отделочном цехах тонкосуконной фабрики;

- разработана технологическая схема очистки и повторного использования до 8С$ отработавших сточных вод тонкосуконной фабрики;

- разработана технология утилизации компонентов, извлекаемых из сточных вод, с использованием их в процессе крашения шерстяного волокна и изготовления строительных материалов.

Проверка результатов работы осуществлялась в лабораторных, полупроизводственных и производственных условиях на реальных сточных водах Московской тонкосуконной фабрики "Освобонденный труд". Результаты исследований использованы для разработки проекта очистных сооружений тонкосуконной фабрики и организации производства теплоизоляционных строительных материалов. Поэтапная реализация результатов работы по строительству локальных очистных сооружений даст эконош около I млрд. руб. в год (в ценах на конец 1994 г.).

Апробация работы и публикации. Штерн алы, изложенные в диссертационной работе, были доложены: на расширенном заседании кафедры водоотведения МГСУ, апрель 1996 г.; на Международном конгрессе "Вода: экология и технология", Москва, сентябрь 1994 г.; на Международном симпозиуме "Экологическое строительство и образование", Москва, октябрь 1994 г. По теме диссертации опубликовано 3 печатных работы.

На защиту выносятся:

- результаты лабораторных и полупроизводственных исследований, по очистке сточных вод тонкосуконной фабрики;

- результаты производственных испытаний по повторному использованию отработавших сточных вод в красильном и отделочном цехах тонкосуконной фабрики;

- технологическая схема очистки и повторного использования отработавших сточных вод тонкосуконной фабрики с утилизацией из! лекаемых компонентов;

- результаты исследований и рекомендации по утилизации извлекаемых компонентов из сточных вод: шерсти, пеноконденсата, флотошлама и осадков.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 184 страницах, в том числе 117 странш текста; содержит 24 рисунка, 23 таблицы, 10 приложений на 26 страницах. Список использованной литературы включает 90 наименований.

Работа выполнена в Московском государственном строительном университете, в лаборатории фирмы "Кубост" и на Московской тонкосуконной фабрике "Освобожденный труд".

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность теш диссертации для России и Сирии; определяются цели и задачи исследований. Приведены основные положения диссертации, которые выносятся на защиту, отмечена их научная новизна.

В первой главе приведен обзор литературы и дан анализ современного состояния проблемы очистки сточных вод предприятий текстильной промышленности. Рассмотрен состав и особенности формирования сточных вод различных производств по крашению волокон и отделки тканей. Изучены различные методы очистки и глубокой очистки сточных вод красильно-отделочных фабрик. Анализ отечественных и зарубежных данных показал, что наиболее перспективными являются физико-химические методы очистки сточных вод красильно-отделочных предприятий текстильной промышленности. Значительно меньше публикаций по разработке оборотных систем водообе «течения технологических процессов крашения и отделки тканей, особенно в части промышленного их внедрения. Еще сложнее ситуация с решением вопросов обработки и утилизации осадка, флотошлама и других компонентов, извлекаемых в процессе очистки из сточных вод текстильных предприятий.

Решению перечисленных вопросов были посвящены работы Алексеева Е.В., Воронова Ю.В., Жукова А.И., Краснобородько И.Г., Ласкова Ю.М., Лукиных Н.А., Разумовского Э.С., Яковлева С.З. и других.

Ан?лия и оценка современного постоянна вопроса позволили определить основные задачи исследований и пути их решения.

Вторая глава посвящена изучению состава сточных вод тонкосуконной фабрики "Освобожденный труд", выбранной в качестве объекта исследований. Были изучены технология изготовления тонкосуконной ткани, регламенты основных технологических процессов крашения шерстяного волокна и отделки тонкосуконной ткани. В сточных водах содержатся различные химические реагенты и препараты, моющие средства и поверхностно-активные вещества СПАВ), краен-тели пяти видов и 54 наименований (в том числе импортные). Согласно регламентам, потребность воды в красильном и отделочном цехах составляет соответственно 413 и 787 м3/сут, а количество отработавших сточных еод 350 и 737 м3/сут; работа цехов осуществляется в 2 и 3 смены пять дней в неделю. Укрупненная норма водопотреблекия при производстве тонкосуконной ткани составила 420 м3/т. Сточные воды фабрики интенсивно окрашены, обладают высокой пенообразующей способностью, содержат волокнистые вещества. Весьма значительны колебания в течение суток состава сточных вод красильного цеха (температуры от 30 до 95°С; рН - от 2,5 до S; интенсивность окраски - от 1:10 до 1:800); в отделочном цехе соответственно (20...36°С; 2,6...9; 1:2...1:40). Сред-несменные пробы сточных вод в цехах по ЕПК^ 220...570 да/л; по ХПК - 840...1500 мг/л; взвешенным веществам 14...150 мг/л; рН -6...7,2; интенсивности окраски 1:10...1:150. Содержание СПАВ непосредственно в красильных ваннах 40...65 мг/л и более.

Анализы проводились с помощью ионного хроматографа, инфракрасного спектрометра, фотоколориметра, атомного плазменного спектрометра.

3 третьей главе на основании анализа литературных данных, изучения состава и режима отведения сточных вод тонкосуконной фабрики сделан вывод о целесообразности метода физико-химической очистки с предварительным улавливанием волокна. Были исследованы методы флотационной, коагуляционной, электрохимической обработки сточных вод, а также виброакустическое воздействие к обработка озоно-воздушной смесью.

Сточные воды красильного и отделочного цехов, а также смесь этих вод в соотношении 1:2 обрабатывались в лабораторной модели флотатора с диспергированием воздуха через пористые материалы. При интенсивности аэрации 2...10 м3/м3 и продолжительности флотации 5...15 мин снижение концентрации органических загрязнений (по ХПК) в сточных водах составляло в среднем II...23$ (табл.1).

Таблица I

Результаты флотационной обработки сточных вод тонкосуконной

фабрики

Сточная вода Показатели

ХПК, мг/л Интенсивность окраски

исходная вода после флотации исходная вода после флотации

Красильного цеха 710-1340 450-1228 1:120 -1:300 1:100 -1:250

Отделочного цеха 848-3342 745-3066 1:10-1:40 1:10-1:40

Смешанный сток 1:2 750-2700 641-2440 1:60 -1:130 1:50 -1:100

Были определены величины ХПК водных растворов ПАВ выравнивателя А, превоцела спирофила, которые в расчете на мг вещества составляли соответственно (в мг/мг) - 1,54; 2,05 и 1,16. При флотации водных растворов этих ПАВ была отмечена высокая пено-образующая способность выравнивателя А и превоцелла, и слабая пенообразующая способность спирофила. Графики зависимости вспе-ниваемости П (мг/мг) от концентрации ПАВ в водных растворах С (мг/л) представлена на рис. I, а математические зависимости даны ниже:

Выравниватель А П = 0,12С - 0,08;

Превоцелл П = 0,14С + 2,56;

Спирофил П = 0.004С + 0,27.

При времени флотации 5 мнн и интенсивности аэрации 10 м3/м3 в мин имело место достаточно эффективное снижение ХПК водных растворов ПАВ, особенно при концентрациях превышающих 25 мг/л (рис. 2). Исследование динамики самогашения (распада) пен выравнивателя А и превоцелла при начальном объеме \аУп = 4500... 5000 см3 показало, что процесс идет интенсивно и через 5 минут црактически заканчивался, а объем пеноконденсата не превышал 0,2% от начального объема пены (рис. 3).

Метод деструктивной очистки исследовался на лабораторных

П,мл/мл

30

?Л1 ■

10

0

Превоцелл

Выравниватель А Спирофил

60

40

20

100 200 300 400

С,МГ/Л д.

\

2

1-Выравниватель А

2-Превоцелл 1 З-Спирофил

------0, от/л

^о гоо !5о 230

Рис.1.График зависимости П = /(С)

Рис .2 .График зависимости 3 = ^ (С)

30

1-Выравниватель А

2-Превоцелл

.мин 0

В-13—"15-2Ъ

.мин

>ис .3 .Динамика распаца пен ПАВ

Рис.4.График зависимости

Э =

б/

Н,мм

"Ь , мин О

2 4 6 8 Рис.5.Графики зависимостей: а/ -I = { Ш), 6/ « $ (И)

установках электрокоагулятора и электрофлотатора. При времени обработки 10...15 мин эффективность снижения органических загрязнений (по ХПК) для разовых проб красильного, отделочного цехов и смешанного стока составила соответственно (в %) 42; 74 и 63. Обеспечивался высокий эффект обесцвечивания сточных вод красильного цеха. Отмечено образование устойчивого флотошлама в количестве 2.. Л% от объема обрабатываемых сточных вод.

Весьма эффективным оказалось применение озонирования при обработке предварительно очищенных сточных вод; полная обесцве-чиваемость достигалась через 10...12 мин.

На основании предварительных лабораторных исследований была разработана, смонтирована непосредственно на территории фабрики и в конце 1992 г. пущена в эксплуатацию установка по физико-химической очистке отработавших сточных вод пропускной способностью 0,45...1,2 м3/ч.

Результаты предварительных испытаний показали эффективность и надежность работы установки. В то же время при совместной очистке сточных вод красильного и отделочного цехов значительно усложняется решение вопроса повторного их использования в технологических процессах крашения волокна и отделки тканей. Это вызвано различием состава и свойств сточных вод красильного и отделочного цехов, различием технологических требований к воде, конструктивными и технологическими сложностями при возмонной утилизации извлекаемых веществ и др. Был сделан вывод о целесообразности локальной очистки отработавших сточных вод раздельно в красильном и отделочном цехах.

В четвертой главе представлены результаты исследований по очистке сточных вод красильного цеха. Общее количество отработавших сточных вод - 350 м3/сут, из них слабо загрязненных промывных вод после крашения шерстяного волокна - 100 м3/сут. Исследован состав отработавших красильных ванн и промывных вод всех видов крашения. Отработавшие воды красильных ванн имеют интенсивную окраску при крашении шерстяных волокон до 1:2000; капроновых - до 1:500; высокую концентрацию органических загрязнений соответственно до 2600 мг/л и до 18500 мг/л; температура воды красильных ванн 90...95°С; концентрация взвешенных веществ незначительна. Концентрация загрязнений в промывных водах существенно ниже.

Экспериментальная установка производительностью 0,45... 1,2 м3/ч включала регулирующую емкость, бак-смеситель, флотатор, электрофяотокоагуляционную установку (ЭфКУ), отстойник и озона-торную установку. Рабочий объем регулирующего резервуара 0,5 м3, бака-смесителя - 0,7 м3. Флотатор диаметром 0,3 м и рабочей высотой 2 м, имел рабочий объем 0,15 м3. Выше рабочего уровня установлен пеноотводязций желоб, а с противоположной стороны установлен патрубок для подачи воздуха для гашения пены. В нижней части флотатора установлен кольцевой распределитель воздуха с отверстиями диаметром 5 мм, обернутый плотной тканью. Исследования проводились при времени флотации 8...20 мин, расход воздуха составлял 0,6 л/с, что соответствует интенсивности флотации 1,8...4,8 м3/м3 обрабатываемых сточных вод. Оптимальная продолжительность флотации - 15 мин, при этом эффект снижения БПК5 и ШК составляет 18...20^ (рис. 4).

Процесс гашения пены исследовался в двух режимах: при самогашении (распадб) пены и при частичном гашении пены воздухом, подаваемым через сопло с противоположной стороны пеноотводящего желоба. Усредненные данные многочисленных опытов (около 200) представлены на рис. 5. При начальном слое пены Н до 350 ш время ее гашения в среднем составляло 5 мин, а объем пенокон-денсата Щк - 2% от первоначального объема пены. Были получены зависимости t-f(H) и двух режимов гашения

пены:

I. t = 0.009Н + 2,61; 2. ± = 0,0035Н + 4,45;

V/ = 0.005Н + 0,55. \л/ = 0.007Н + 0,75.

пк а*г

Результаты лабораторных и полупроизводственных испытаний позволили определить параметры для расчета флотатора. Продолжительность флотации 15...20 мин; расход воздуха 3...4 м3/м3; рабочая глубина флотатора 2...2,5 м; емкость пеносборника 10$ от объема обрабатываемой сточной воды в час; количество пеноконден-сата до 2 % от объема обработанных сточных вод. В табл. 2 систематизированы результаты двухмесячной работы полупроизводственной установки в проточном режиме по очистке сточных вод красильного цеха. Обработанные сточные воды после 30-минутного отстаивания подавались на озонаторную установку. При времени озонирования -12 глин эффект снижения ХПК составлял 35...58$ (при начальной величине 288-610 мг/л), а интенсивность окраски не превышала 1:20 (в среднем 1:5). Расход электроэнергии на электрохимичес-

Таблица 2

Показатели состава сточных вод красильного цеха при их очистке на полупроизводственной установке

Показатели Един, изм. Сточные воды красильного цеха Норматш сброса i ГВС

до установки после флотатора после электрокоагулятора

Взвешенные мг/л

вещества 19-88 20-70 30-72 500

БП^ мг/л 336-736 280-592 140-352 500х

хпк мг/л 681-1504 508-1351 365-610 800

рн - 5,3-6,7 5,3-6,7 5,9-7,3 6,5-9,£

Температура °с 20-95 30-70 30-40 40

Интенсивность — 1:40 - 1:40 - 1:2 - 1:16

окраски 1:6400 1:3200 1:160

Сульфаты мг/л 57-830 460 390-740 500

Нефтепродукты мг/л 0,38-0,64 0,28-0,41 0,18-0,24 4

СПАВ мг/л 18-25 15-20 6,5-7,3 2,5

Железо мг/л 0,1-0,52 0,1-0,52 15,5-19,4 3

Хром мг/л 1-12,6 1-12,6 0,25-3,6 I

Нитриты мг/л 3-10 3-10 3-10 -

фосфаты мг/л 3-10 3-10 3-10 -

Примечание: х - здесь ВПКцдд^

кую обработку - 1,3 кВт-Ум3; на озонирование потока от красильных ванн - з КВт-Т/м3, а промывных вод - 0,8 кВт-Т/м3; расход металла на электродные пластины - 20 т/и3; расход хлорида натрия из расчета 1-2 кг/м3. Работа озонаторной установки на первом потоке может быть постоянной, на втором потоке -периодической.

Учитывая высокое содержание ПАВ в пеноконденсате были приведены исследования по его использованию в качестве добавок в красильные ванны. Пеноконденсат, полученный после флотации отработавших вод красильных ванн в количестве 5 и 15% от объема жидкости добавлялся в красильные ванны. Положительный результат был получен для кислотного, хромового и нейтрального видов крашений. Одновременное снижение рецептурных добавок ПАВ на 50% в красильные ванны оказалось приемлемым для кислотного и хромового видов крашения.

Исследования показали также возможность утилизации части промывных вод после регенерации установки умягчения воды в ко-

тельной содержащих до 40...140 г/л хлорида натрия (поток К-4, рис. 7). Использование таких вод целесообразно в электродной камере электрокоагулятора, что дает экономив по расходу хлорида натрия в 1,5...2 раза.

Положительные результаты были получены при использовании промывных вод для хромового, кислотного, нейтрального и активного видов крашения. Исследования проводились при различных соотношениях в смеси водопроводной и промывных вод (от 0 до 100$). Производственные испытания подтвердили возможность использования без предварительной очистки отработавших промывных вод после хромового, кислотного и нейтрального видов крашения вместо водопроводной воды в красильных ваннах. Было окрашено 2 тонны шерстяного волокна, которое полностью соответствовало ГОСТу.

Таким образом, результаты исследований по очистке сточных вод красильного цеха показали возможность без предварительной очистки повторно использовать промывные воды в технологических операциях крашения шерстяного волокна. Разработана технологическая схема очистки отработавших сточных вод и даны рекомендации по проектированию локальных очистных сооружений для двух основных водных потоков красильного цеха тонкосуконной фабрики.

В пятой главе изложены результаты исследований по очистке сточных вод отделочного цеха. Общее количество отработавших сточных вод - 737 м3/сут. В отделочном цехе функционируют две группы аппаратов, являющихся основными источниками образования производственных сточных вод: I) валяльно-промывные агрегаты "Турбомат" и промывные машины ПН-220Ш; 2) линии промывки и нейтрализации ЛПН-180-Ш.

Исследование состава сточных вод первой группы показало, что на первых стадиях промывки (смыв, размыл, малая вода) концентрация взвешенных веществ 320...1340 мг/л; ХПК - 810... 6346 мг/л; БПК5 - 425...2000 мг/л. На конечных стадиях промыв-гаг (средняя вода, большая вода) загрязненность значительно ниже и соответственно составляет (в мг/л) - 12...136; 79...690; 80...95.

Сточные воды от операций "запарки" тканей на ЛПН-180-Ш интенсивно загрязнены и имеют температуру 70...80°С. Отработавшие воды от операций нейтрализации тканей (кроме пятой и шестой ванн) слабо загрязнены и после валокноулавливателей могут быть использованы повторно.

Анализ состава отработавших сточных вод основных процессов отделки тканей позволил определить два основных водных потока. Первый, основной поток (0-1, рис. 7) включает промывные воды (большая и средняя воды) от аппаратов "Турбомат" и ПЖ-220-Ш (146 м3/сут), а также воды от нейтрализации тканей (кроме пятой и шестой ванн) на линии ЖШ-180-Ш (291 м3/сут). Эти воды в количестве 437 м3/сут после улавливания волокна и нейтрализации могут быть использованы повторно. Второй основной поток (0-2, рис. 7) включает остальные технологические воды в количестве 300 м3/сут, которые необходимо очищать на ЛОС.

Результаты испытаний по очистке сточных вод отделочного цеха на ЭФКУ показали недостаточную эффективность электрохимического метода очистки особенно при решении задачи повторного использования отработавших вод.

Значительный объем исследований был посвящен реагентной обработке сточных вод с использованием неорганических коагулянтов (хлорида железа и сульфата алюминия) и фдокулянтов полиакрилами-да (ПАА) и различных марок праестола. Предварительными экспериментами было установлено, что из двенадцати марок праестола оптимальным оказался праестол 2515 (П-2515). Дальнейшие исследования показали, что надежные результаты по снижению органических загрязнений и обесцвечиванию сточных вод достигаются при дозах коагулянтов в 250 мг/л (по хлориду железа) и 500 мг/л (по сульфату алюминия) в сочетании с флокулянтами в дозах 2...5 мг/л по ПАА и 1...2 мг/л по П-2515. При различных вариантах обработки очищенная сточная вода была бесцветной, а величина ХПК не превышала 250...350 мг/л. По результатам исследований разработаны две технологические схемы обработки сточных вод отделочного цеха. Первая - с использованием хлорида железа в концентрации 200...300 мг/л с добавкой П-2515 в концентрации I...1,5 мг/л. Вторая - с предварительной 15-20-минутной флотацией, обеспечивающей существенное снижение ПАВ, с использованием хлорида железа в концентрации 50...60 мг/л и добавкой П-2515 в концентрации 0,4...0,6 мг/л. Исследование кинетики уплотнения осадка сточных вод показали, что при двухчасовом отстаивании объем уплотненного осадка составляет 1,5...2% при использовании хлорида железа и 4,5...5% при использовании сульфата алюминия. Влажность осадка около 99$.

Принципиальная технологическая схема реагентной очистки

включает: I) смеситель, в который последовательно подается с интервалом в 30 сек неорганический коагулянт, сода и флокулянт; 2) отстойник, рассчитанный на 2-х часовое пребывание сточных вод.

В лабораторных условиях были проведены исследования, имитирующие процесс промывки ткани после валки на машинах "Турбомат" и Щ-220-Ш. Для промывки использовались смеси отработавших сточных вод от нейтрализации (кроме 5 и 6 ванн); от промывки на П2-220-Ш ("средняя" и "большая" вода) без юс предварительной обработки. Основные показатели состава этих смесей были следующие: интенсивность окраски 1:5...1:10; ХПК = 661...735 мг/л; ЫЖ5 = 258...378 мг/л. Все стадии промывки тканей проведены только на испытуемых смесях. Для сравнения результатов испытаний все образцы бшш взяты от одного куска тонкосуконной ткани; контрольный образец ткани был взят после ее промывки на "Турбомате". Результаты проверки качества промывки тканей производились согласно ГОСТам и дали положительный результат.

Были проведены также эксперименты по повторно!,ту использованию сточных вод отделочного цеха, прошедших реагентную очистку. Результаты промывки образцов ткани были положительными, хотя для большей надежности качества промывки область применения сточных вод, прошедших реагентную очистку, следует ограничить до технологической операции промывки "средняя вода".

Таким образом, в результате лабораторных испытаний показана возможность использования для промывки тканей на аппаратах "Турбомат" и 1Ш-220-Ш отработавших сточных вод первого водного потока без их предварительной обработки на ЛОС, а также общего стока отделочного цеха, прошедшего реагентную очистку.

Производственный эксперимент по промывке ткани с использованием отработавших сточных вод был проведен на аппарате ПК-220-Ш. В приемный резервуар насосной станции собиралась промывная вода от технологической операции "большая вода". Для эксперимента в машину было загружено 8 кусков тонкосуконной ткани общим количеством 320 п.м. Технологическая схема промывки представлена на рис. 66. Показатели состава воды используемой повторно были следующие: рН = 7,5; ХПК - 177 мг/л; ВЖ5 - 80 мг/л; взвешенные вещества - 15 мг/л; интенсивность окраски 1:5. Анализы промытой ткани показали, что ее качество соответствует ГОСТу и подтвердили возможность повторного использования отработавших промывных

Рис, 6. Технологические схема промывки тканей на ПЕ-220-Ш; а/существующая прямоточная; б/рекомендуемая оборотная; В-водопроводная сеть, ГВ-сеть горячей вода, К-водоотводящая сеть, ЛОС-локальные очистные сооружения, НС-насос, РУ-резервуар-усреднитель, С-сетка дая улавливания волокна.

вод от операции "большая вода" для всех предыдущих технологических операций в аппаратах "Турбомат" и Щ-220-Ш.

На основании проведенных исследований даны рекомендации по цроектированию локальных очистных сооружений отделочного цеха для двух основных водных потоков отработавших сточных вод.

Шестая глава посвящена разработке общей технологической схемы очистки сточных вод тонкосуконной фабрики и утилизации извлекаемых компонентов. Извлеченные из сточных вод компоненты условно делятся на две группы: полутвердые - шерстяные волокна и жидкие - пеноконденсат, фяотошлам, осадки. Общее количество шерстяного волокна извлекаемого из сточных вод, а также отходов, очесов и мелких волокон из вентиляционной системы составляет около 30 т в месяц. Общий объем жидких компонентов при электрохимической обработке составляет в красильном цехе II...22 м3/сут; в отделочном цехе - 14...27 м3/сут; при реагентной обработке в отделочном цехе - 6... 12 м3/сут. Извлеченные из сточных вод волокна, а также производственные отходы шерсти могут быть утили-

зированы путем изготовления на их основе с использованием неорганических вяжущих или полимерных связующих различных теплоизоляционных материалов- Было изготовлено и испытано несколько серий образцов таких материалов с использованием гипсоцементно-пуццоланового вяжущего. Полученные штучные и рыхлые засыпные материалы могут быть применены для утепления стен и чердачных перекрытий. Пеноконденсат был использован для изготовления на основе гипса ячеистых блоков (пеноблоков) размером 200x400x200 мм, которые применяются для внутренних стен и перегородок. Были изготовлены также образцы стеновых блоков на основе гипса с добавлением дробленой шерсти в количестве 0,5...2% от массы гипса. Физико-механические характеристики композиционных материалов показали, что добавка шерстяного волокна усиливает тре-щиностойкость стен. Использование флотошлат и осадка после ЭФКУ, а также осадка после реагентной обработки сточных вод отделочного цеха для изготовления низкомарочных мелкозернистых бетонов показало возможность такого пути их утилизации.

Образцы теплоизоляционных материалов с использованием шерстяных волокон, извлеченных из сточных вод красильного и отделочного цехов на основе ПЩВ и латекса (плиточные и засыпные) прошли экспертизу в НИИ гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана и получили положительное заключение с рекомендациями для производства и применения таких материалов в жилищном и гражданском строительстве.

Технико-экономические расчеты (здесь и далее в ценах на конец 1994 г.) по организации производства трех наиболее перспективных строительных материалов на основе компонентов, извлекаемых из сточных вод, показали, что стоимость их изготовления в 1,4...6,2 раза ниже рыночной стоимости материалов-аналогов, а срок окупаемости по капитальным затратам - 2,3...16 месяцев.

По результатам исследований разработана технологическая схема очистки сточных вод тонкосуконной фабрики с утилизацией извлекаемых компонентов (рис. 7). Основные водные потоки отделочного цеха: 0-1 и 0-2; красильного цеха: К-1 (сброс красильных ванн) и К-2 (промывные воды). Потоки 0-3 (от карбонизации ткани); 0-4 (крашение ткани) и К-3 (карбонизация волокна) имеют эпизодический залповый характер.

Составлен водный баланс красильного и отделочного цехов и определены этапы реконструкции водного хозяйства фабрики с перс-

о сг.

к Я"

I

5

и а,

и — 1 (I___ ,---

0-1 / ТтГ\

Й)

о-1 оЧ Н НН ВУ —-(г в с)

..... 1-1 1-г—1 ' Т1Р.

_ иокюрцое

ПОЯТорло о

0-2

300

0-3

Э(3)

0-4

Э(5)

К-1

250

К—2

100

К-3

3(3)

вариант

ПОШОрИОв .ЛСИО 71.» ¿СИ Г. 1X4 О

1 ^ -

РОУ -

■гвс

ВУ

ру

ф

-ч

вариант 2

ВУ

РУ

ЗФКУ

ТВС

ВУ

ГВС

ВУ РУ ф ЭФКУ 0 -

0зог(~

повторное

' ПСПОЛХЭОИ&Ш18

гв

псшгорное Яспогаеойапие

Р н ВУ

Рис.7. Чрпнциппальная технологическая схема очистки и повторного использования отработавших сточных вод тонко-суконной Фабрики с утилизацией извлекаемых компонентов (цифры в ьг/сут).

БУ-вс1.:.оклоулопитель, Н-не'1трализационная установка, П-отстойник, Р-резервуар, РУ-резервуар-усреднитель, Озон-озонаторная установка, Ф-ошотатор, РОУ-установка реагентно"! обработки, ЭЖУ-электрофлотокоагуляционная установка, У-1,У-2,У-3-установки по утилизации соответственно пюрсти, пококондемсата, Лтотомака и осадков.

пективой повторного использования до 80$ отработавших сточных вод.

Технико-экономические расчеты по капитальным затратам на строительство локальных прицеховых сооружений и расходам на их эксплуатацию систематизированы и приведены в табл. 4.

Таблица 4

Технико-экономические показатели по локальным очистным сооружениям красильного и отделочного цехов

Цех Очеред- Расход Каш- Эксплу- Себе- Стоимоть ность сточных таль- атацион- стой- сброса строи- вод, ные нне рас- мость I м3 тель- м|/сут затра- ходы, обра- сточных ства (м /год) ты, млн.руб/ ботки вод, руб. млн. год I м руб. сточных _вод.руб_

Красильный первая 100 104 46,9 1803 2160 (26000)

вторая 250 400 140 2155 2160 (65000)

Отделочный первая 437 ИЗ 47,6 418 2160 (113620)

вторая 300 309 105,6 1354 2160 (78000)

После завершения строительства ЛОС экономия за счет уменьшения на 850 м3/сут потребления водопроводной воды питьевого качества с учетом расходов на эксплуатацию ЛОС и на сброс очищенных сточных вод в ГВС составили 2,7 млн.руб/сут. Таим образом, строительство ЛОС обеспечивает не только экологический эффект, но и существенный экономический; при этом срок их окупаемости - 1,5...2 года.

основные вывода

1. Проведен анализ водного хозяйства тонкосуконной фабрики; определены состав и свойства сточных вод по отдельным операциям, аппаратам, цехам и фабрики в целом. Укрупненная норма во-допотребления составила 420 м3 на тонну ткани.

2. Обоснована необходимость разделения водных потоков по цехам и раздельной локальной очистки отработавших сточных вод

красильного и отделочного цехов.

3. Разработаны технологические схемы механической и физико-химической очистки потоков отработавших сточных вод в красильном и отделочном цехах.

Проведены испытания разработанных технологических схем на установке производительностью 0,45...1,2 м3/ч.

4. Проведены производственные испытания: по повторному использованию промывных вод в красильных ваннах ( окрашено около

2 т шерстяного волокна); по использованию отработавших промывных вод для начальных этапов промывки после валки шерстяных тканей (промыто 320 п.м. тонкосуконной ткани).

5. Показана возможность утилизации пеноконденсата после флотации отработавших сточных вод красильного цеха в технологическом цикле крашения шерстяного волокна.

6. Разработаны технологии утилизации компонентов, извлекаемых из сточных вод для производства теплоизоляционных материалов, ячеистых блоков, стеновых блоков, изготовления низкомарочных мелкозернистых бетонов.

7. Изготовлены опытные образцы теплоизоляционных материалов, пеногипсовых блоков, изделий на основе флотошлама и осадков. Получены положительные заключения НИИ гигиены им. Ф.Ф.Эрис-мана на теплоизоляционные материалы с рекомендациями для производства и применения в жилищном и гражданском строительстве.

8. Получены зависимости: интенсивности ценообразования при флотации сточных вод и водных растворов ПАВ; динамики гашения и самогашения пен; эффективности снижения органических загрязнений от времени флотации; эффективности осветления сточных вод при реагентной обработке минеральными коагулянтами и флокулянтом праестол-2515; кинетики уплотнения осадков сточных вод при реагентной обработке с добавками флокулянта праестол-2515.

9. Разработана технологическая схема очистки и повторного использования отработавших сточных вод тонкосуконной фабрики с утилизацией извлекаемых компонентов. Определены параметры для расчета очистных сооружений и даны рекомендации по их проектированию.

10. Технико-экономические расчеты капитальных затрат на строительство очистных сооружений и на их эксплуатацию показа-

ли, что экономия составит около 0,6 млрд.руб/год (в ценах 1994 г.), а срок окупаемости - 1,5...2 года.

II. Технико-экономические расчеты-по организации производства наиболее перспективного засыпного теплоизоляционного материала на основе шерстяных волокон, извлеченных из сто^сшх вод тонкосуконной фабрики, показали, что срок окупаемости составляет 6 месяцев, а стоимость в 6 раз ниже рыночной.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Воронов Ю.Б., Смирнов В.А., Берман О.Н., Сулейман С.А. Комплексная технология очистки сточных вод текстильных предприятий. с утилизацией извлекаемых компонентов // Материалы Международного конгресса "Вода: экология и технология". - ГЛ., 1994.

Т. 3. - С. 730-731.

2. Воронов Ю.В., Сулейман С.А. Очистка и повторное использование сточных вод тонкосуконной фабрики // Тезисы доклада Международного симпозиума "Экологическое строительство и образование". - М., 1994. - С. 24.

3. Воронов Ю.В., Сулейман С.А. Проблемы рационального использования воды на предприятиях текстильной промышленности // Известия Академии промышленной экологии. 1996. .'й I. - С.29-¿2.

Подписано в печагь 05. 96. Формат 60x84 1/16 Печать офсетная Объем I п.л. Т. 80 Заказ ¿"3

Московский государственный строительный университет Типография МГСУ. 129337, Москвл, Ярославское и., 25