автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.03, диссертация на тему:Разработка электрофлотационной технологии извлечения лакокрасочных материалов из промывных вод окрасочного производства

РГб од

- 8 им 1398

На правах рукописи

СЕДАШОВА ОЛЬГА НИКОЛАЕВНА

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ПРОМЫВНЫХ ВОД ОКРАСОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

05.17.03. - технология электрохимических процессов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандитата технических наук

Москва - 1998

Работа выполнена на кафедре технологии электрохимических производств Российского химико-технологического университета имени Д.И.Менделеева

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Колесников В.А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Клушин В.Н.' кандидат технических наук Виноградов С.С. Ведущая организация - АО "Корона - Лак"

Защита состоится "_"_ 1998 г. в_часов в

ауд._ на заседании диссертационного совета

Д 053.34.06. в Российском химико-технологическом университете им. Д.И.Менделеева по адресу: 125047, Москва А-47, Миусская пл., д. 9.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-информационном центре РХТУ им. Д.И.Менделеева.

Автореферат разослан "_ Ученый секретарь диссертационного совета

1998 г.

В.Т.Новиков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Производство лакокрасочных материалов и сфера их применения является одним из крупных источников загрязнения окружающей среды: 5-10% общего количества промышленных загрязнений приходится на лакокрасочную промышленность. Лакокрасочные материалы (ЛКМ) относятся к числу химических продуктов повышенной опасности, и отходы ЛКМ по своей токсичности принадлежат к третьему классу опасности. Одним из крупнейших потребителей ЛКМ промышленного назначения является автомобильная промышленность, где основным из методов нанесения ЛКМ является электроосаждение. В настоящее время этим способом наносят водоразбавляемые лакокрасочные материалы, однако в этом случае возникают проблемы, связанные с защитой окружающей среды от отходов процессов окрашивания промышленных изделий — компонентов ЛКМ: пигментов, наполнителей, пленкообразователей, растворителей, тяжелых металлов. Как правило существующие в настоящее время методы очистки сточных вод от ЛКМ избирательны, многие из них применяются в сочетании друг с другом, а также характеризуются сложными технологическими схемами, не обеспечивают необходимую степень очистки и не всегда позволяют пернуть воду на повторное использование. Эти проблемы должны решаться усовершенствованием систем очистных сооружений и самого технологического процесса очистки, в первую очередь - исключить или в значительной степени сократить сброс не очищенных промывных вод.

Работа выполнена в соответствии с государственной научно-технической программой "Экология России" и Московской программой (приказы № 736,737 Комитета по науке и технике г.Москвы).

Цель работы. Разработать электрофлотацпопную технологию извлечения водоразбавляемых лакокрасочных материалов из промывных вод процесса электроосаждения, позволяющим использовать их в этом же технологическом процессе.

Научная новизна. Впервые исследованы 'закономерности электрофлотационного извлечения лакокрасочных материалов, моделирующих промывные воды

после операции электроосаждения. Выявлена роль рН и состава среды (катионов Са2+, Мд2+, А13+, Ре3+ и др., а также полимерных флокулянтов), плотности тока, времени процесса, материала электрода, конерукцип аппарата н других технологических параметров на эффективность процесса электрофлотации. Разработана электрохимически технология очистки стоков, позволяющая использовать часть очищенной воды в технологическом процессе нанесения ЛКМ.

На защиту выносятся: - закономерности электрофлотационпого извлечения водоразбавляемых лакокрасочных материалов - анафорезных грунтовок ВКФ-093 и ВКЧ-0207 из промывных вод процесса электроосаждения; - влияние электрохимических, физико-химических и технологических параметров на эффективность электрофлотационпого извлечения загрязнителей; - технологические приемы, позволяющие снизить остаточное содержание загрязнителей до ХПК 50-100 мгОг/л, - электрофлотационная технология извлечния лакокрасочных материалов из промывных вод окрасочных производств.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы изложены в докладах и выступлениях на научно-практических конференциях: IX Международная конференция молодых ученых по химии и химической технологии "МКХТ -95", - Москва, 1995; XI Международная конференция молодых ученых по химии и химической технологии "МКХТ-97", - Москва, 1997.

Практическая значимость работы. Разработана электрохимическая технология извлечения отходов лакокрасочных материалов из промывных вод процесса нанесения ЛКМ с возвратом воды в технологический процесс окраски изделия (подготовка поверхности, электроосаждение). Определены оптимальные технологические параметры режима обработки воды, позволяющие снизить содержание органических компонентов лакокрасочных материалов до остаточной концентрации 50-100 мгОг /л.

Публикации. По теме диссертационной работы представлено 5 публикаций.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена па _

страницах машинописного текста, содержит_рисунков, _таблиц и состоит

из введения, литературного обзора, методики эксперимента, раздела экспериментальных результатов и их обсуждения, раздела результатов разработки технологии и оборудования, выводов и списка литературы из _ библиографических

наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1.ВВЕДЕНИЕ. Кратко рассмотрены актуальность и цель выполняемой работы. Подчеркивается, что сфера разработки и применения ЛКМ является довольно значительным источником загрязнения окружающей среды. Показано, что существующие методы очистки стоков от ЛКМ не соответствуют комплексу предъявляемых требований, и что альтернативным методом может являться электрофлотация с нерастворимыми электродами, обеспечивающая высокую эффективность и незагрязняющий характер очистки стоков.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. Проанализирована ситуация на рынке производства лакокрасочных материалов России и за рубежом. Отмечается, что в связи с ухудшением экологической ситуации и давлением Законодательств по защите окружающей среды в производстве ЛКМ, растет доля экологически полноценных лакокрасочных материалов. Среди ЛКМ большое значение уделяется выпуску водоразбавляемых лакокрасочных составов.

Проанализированы достоинства и недостатки используемых методов. Все они, как правило, избирательны, не обеспечивают необходимую степень очистки, не предусматривают создание замкнутого водооборотного цикла, требуют сложное конструкционное оформление.

Отмечяется, что о применении метода электрофлотации для очистки сточных вод, загрязненных лакокрасочными материалами, имеется недостатоное количество информации, хотя последние 10 лет метод усиленно применяется в промышленности В связи с этим несомненный интерес представляет возможность

расширить границы практического применения данного метода. 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА. Электрофлотациопной обработке подвергались промывные воды с исходным содержанием ЛКМ по ХПК 1000-1500 мгОг/л, приготовленные разбавлением рабочих растворов анафорезных грунтовок ВКФ-093 (15-17% по сухому остатку) и ВКЧ-0207 (13-16% по сухому остатку) дистиллированной водой. В состав исследуемых ЛКМ входят органические компоненты: пленкообразущий, растворитель и неорганические компоненты: пигменты, пластификаторы и модификаторы.

Содержание лакокрасочного материала определялось стандартным бихро-матным методом в единицах ХПК. Применен метод газовой хроматографии для анализа растворов до и после флотации, оценены остаточные концентрации катионов металлов (атомноадсорбционным и полярографическим методами), проведены измерения рН растворов, рассмотрено электрохимическое поведение исследованных растворов (поляризационные измерения). Проведен ИК-спектральный анализ твердой фазы, полученной после электрофлотационной обработки растворов, выполнены измерения элсктрокинетического потенциала частиц.

При проведении исследований к растворам, содержащим ВКФ-093 и ВКЧ-0207, характеризующимся определенными величинами ХПК (мг О2 /л), добав-лн Н2$04 или КтаОН для установления требуемого значения рН и исследуемые добавки. После электрофлотационого извлечения, образовавшихся дисперсных соединений, анализу подвергалась водная фаза.

Электрофлотация проводилась в аппаратах проточного и непроточного типа объемом 1 и 5 л, в которых были установлены нерастворимые электроды - катод-сетка из нержавеющей стали, анод - титановая основа с термически нанесенными оксидными покрытиями.

Каждый опыт повторялся 2-3 раза; воспроизводимость результатов в проводимых опытах была достоверной

4 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВОДОРАЗБАВЛЯЕМЫХ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ -ГРУНТОВОК ВКФ-093 И ВКЧ-0207 В ПЕРИОДИЧЕСКОМ

РЕЖИМЕ.

4.1. Влияние электрохимических факторов и состава среды на извлечение грунтовок.

В процессе эксплуатации окрасочного оборудования промывные воды, содержат примеси лакокрасочных материалов, попадающих в воду на стадии промывки изделия. Данные промывные воды представляют собой седиментационно и агрегативно устойчивые коллоидные системы. Основные показатели таких сточных вод следующие: ХПК - 700-1000 мгОг/л, рН=6,5-7, цвет - серый, прозрачность - мутная. Сточные воды значительно загрязнены органическими веществами - пленкообразующим (80%), растворителями, а также пигментами, модифицирующими и пластифицирующими добавками. Примеси этих веществ, присутствующие в воде, находятся как в растворенном, так и в нерастворенном состоянии.

Пигменты и наполнители находятся в виде дисперсии, а на состояние пленкообразующего решающим образом влияет изменение величины рН (вследствие смещения гидрофильно-гидрофобного баланса полиэлектролита, которым является пленкообразующий, диссоциирующий в нейтральной среде на ионы) и, соответственно, на электрофлотационное извлечение грунтовок.

Установлено, что в кислой среде, при рН<6, доля дисперсной фазы органической компоненты возрастает (табл. 1). При подкислении системы уменьшается отрицательный заряд частц, а при рН=3 происходит перезарядка поверхности (табл.2).

Показано, что в интервале рН=2-3 наблюдается наиболее эффективное извлечение дисперной фазы грунтовок (табл.3), при этом степень извлечения составляет ахпк

Таблица 1.

Влияние рН на концентрацию дисперсных частиц в растворе грунтовок

рН Концентрация дисперсных частиц в растворе С, %

2 3 4 5 6 7 8 9 10

ВКФ-093 65 45 30 22 17 ' 15 15 15 15

ВКЧ-027 59 25 15 И 10 10 10 10 10

Таблица 2

Зависимость величины электрокинетического потенциала (£)

от величины рН

РН 8 7 6 5 4 3 2

5,мВ -И -9 -8 -5 -2 +0,3 +3

При рН=6 доля дисперсной фазы сотавляет 10-15%, и дальнейшее образование днепериой фазы с увеличением величины рН не происходит. При этом ахпк= 4-5%.

Таблица ;

Зависимость ээлектрофлотационного извлечения ВКЧ-0207 и ВКФ -093 от

величины рН Сисх=1000м02/л, рН=3, t=10 мин, 1=100 А/м2

рН Грунтовка ВКФ-093 Грунтовка ВКЧ-0207

Остаточное содержание Сост,мг02/л Степень извлечния ахпк,% Остатоное содержание Сост мгОг/л Степень извлеения ахпк,%

2 692 30,8 721 27,9

3 698 30,2 726 27,4

4 777 22,3 780 22,0

5 800 20,0 837 16,3

6 900 10,0 867 9,6

7 929 7,1 929 7,1

8 949 5,1 952 4,8

9 959 4,1 960 4,0

Определено, что изменяя величину токовой нагрузки можно несколько ин тенсифицировать электрофлотационный процесс. Так, увеличение с 50 до 25< А/м2 в расчете на сечение аппарата незначительно увеличивает степень нзвлече ния грунтовок. В диапазоне изменения таковой нагрузки при рН=3 от 150 до 25'

А/м2 степень извлечения составляет 36-40% при исходной концентрации ЛКМ 1000 мг02/л.

Продемонстрирована возможность повышения эффективности извлечения дисперсной фазы грунтовки в кислой среде (рН=3) в присутствии добавки хло-

Рис.1. Влияние состава среды на кинетику извлечения ВКЧ-0207 1-ВКЧ, 2-ВКЧ+Ре3+ (50мг/л), 3-ВКЧ+ПАС (5мг/л), 4-ВКЧ+ПАС (5мг/л)+Ре3+(50мг/л), рН=3, 1а=100 А/м2

Выпадающий при рН=>3 гидроксид железа адсорбирует на своей поверхности часть примесей, способствуя электрофлотационному извлечению дисперсной фазы грунтовки.

Показано, что флокулянты, катионного, типа ПАС, КМ-100, К-100 способствуют более полному электрофлотационному извлечению органической компоненты грунтовок, при этом степень извлечения грунтовки составляет 60-66%. В присутствии флокулянтов происходит "сшивка" частиц дисперсной фазы и изменение величины поверхностного заряда частиц, тем самым обуславливая изменение характера электрофлотационного извлечения грунтовки.

Показана возможность повышения электрофлотационного извлечения грунтовки при двухстадийной обработке раствора. На первой стадии происходит очистка раствора при рН=3 в присутствии флокулянта ПАС, а на второй доочи-

стка раствора коагулянтом РеС1з прн рН=3 или А^ЗО^з при рН=6,5, что позволяет значительно повысить степень извлечения до ахпк=83-90%.

В нейтральной и щелочной средах степень извлечения грунтовок мала, что обусловлено присутствием органической компоненты в растворенном виде (9085%), которая не извлекается электрофлотационным методом.

В связи с этим, ряд исследований был проведен с целью определения возможных процессов, протекающих с участием ВКЧ-0207 и ВКФ-093 под действием электрического тока в процессе электрофлотации. Установлено, что в растворе, содержащем грунтовку ВКЧ-0207, анодный потенциал имеет тенденцию к возрастанию по сравнению с раствором фона. Это в свою очередь указывает на эффект блокировки поверхности анодов высокомолекулярными веществами. Отмечено, что наибольший эффект наблюдается в случае использования анода ОРТА, наименьший на аноде ОКТА, с чем связана большая величина напряжения на клеммах электрофлотатора в случае использования анода ОРТА.

В растворе, содержащем ВКФ-093, не наблюдалось эффектов, указываю-щихе на возможное окисление органической компоненты - связующего. Деструктивных процессов не происходит, что подтверждается результатами хроматогра-фпческого и ИК-спектрального анализа.

Хроматографическими исследованиями и анализом спектров исходного материала (грунтовки), растворов до и после флотации, а также иеннопродукта, имеющими своей целью качественную оценку изменения состава пленкообразующего, установлено, что никаких химических изменений полимера в процессе электрофлотации не происходит. Характер хроматографических и спектральных пиков не изменился, не появляются пики, соответствующие образованию новых продуктов.

В исследуемом интервале плотностей тока на катоде не наблюдается элек-трохимческого процесса с участием органических веществ, а также эффекта блокировки поверхности.

4.2.Электрофлотанионное извлечение грунтовок в присутствии коагулянтов.

Отмечено, что реальные промывные воды имеют рН=6,6-7,6, где большинство примесей лакокрасочных материалов - грунтовок присутствует в растворенном виде.

Продемонстрировано, что одним из эффективных приемов повышения эффекта очистки является введение коагулянтов в обрабатываемую воду.

Исследовано электрофлотационпое извлечение ВКФ-093 и ВКЧ-0207 в присутствии сульфата алюминия, хлорида железа (III) и алюмокремниевого коагулянта (А^Оз • БЮг).

Подчеркивается, что важным для успешного протекания процесса электрофлотации в присутствии коагулянтов является обеспечение наиболее благоприятных условий гидролиза коагулянтов, при которых растворимость продуктов гидролиза была бы минимальной. Отмечено, что это необходимо с одной стороны для достижения эффективной очистки воды от коллоидпых взвешенных веществ, а с другой стороны для наиболее полного осаждения гидроксидов металлов с целью уменьшения остаточного содержания их в очищаемой воде. Возможность соблюдения этих условий, главным образом, определяется значением рН системы. Было установлено, что при добавлении хлорида железа максимальная степень извлечения ВКФ и ВКЧ достигается при рН=7, остаточное содержание Ре3+ составляет 0,3 мг/л. При использовании А^БО^з и А^Оз-БЮг оптимальным значением рН является 6,5, остаточное содержание А13+ не превышает 0,3 мг/л.

Оптимальная доза коагулянта, которая необходима для эффективного и полного коагулирования примесей лакокрасочных материалов, различна для всех применяемых коагулянтов. Показано, что в случае использования хлорида железа оптимальное содержание его в растворе 60-80 мг/л, что позволяет извлечь 69-75% грунтовки. При добавлении сульфата алюминия и алюмокремниевого коагулянта в количестве 20-30 мг/л степень извлечения составляет 80-87% (рис.2).

Электрофлотационное извлечение ВКФ-093 и ВКЧ-0207 в присутствии

коагулянтов и в диапазоне оптимальных плотностей токов: 100-150 А/м2 (200300 А/л) протекает эффективно в течение 7-8 минут, когда извлекается более 80% загрязнений, а остаточная концентрация лакокрасочного материала 115-150 мг 02 /л.

С коаг.мг/л

Рис.2. Влияние вида и дозы коагулянта на степень извлечения ВКФ-093 1-РеС13 (рН=7), 2-А12(504)3 (рН=6,5), 3-А1203*8Ю2 (рН=6,5), 4-Мз(СЮ4)2 (рН=11,5), 5-СаС12 (рН=11,5), 1=10 мин, 1а=100 А/м2, Сисх=100мг02/л Отмечается, что в практике водоочистки соли Са2+ и Mg2+ также применяются в качестве коагулянтов, но гораздо реже. Так в интервале рН=10-11, в котором электрофлотационное извлечение грунтовок невозможно, а Са2+ I Мй2+ способны образовывать малорастворимые гидроксиды, адсорбирующие н; своей поверхности загрязнения, степень извлечения ВКФ-093 - 39%, ВКЧ-020' - 45 (в присутствии Са2+), 70% и 76% соответственно в присутствии М^2+.

Таким образом, наиболее эффективными показали себя коагулянты н; основе алюминия (А12(504)з и А12Оз*8Ю2).

Было продемонстрировано влияние на эффективность электрофлотацион ного извлечения высоты аппарата. Эти исследования были проведены впервые Отмечено, что в общем случае существует некоторое оптимальное значение высс ты аппарата. При высоте 0,5-0,7 м наблюдается максимальная степень очистк

(81-85%), изменение остаточной концентрации невелико (150-190мгС>2 /л) В ранее проведенных работах, по извлечению ионов тяжелых металлов, оптимальная высота аппарата составляла 0,8 м. С точки зрения практического значения полученных результатов, возможно использовать данное значение высоты аппарата при разработке конструкции электрофлотатора.

5. ИЗВЛЕЧЕНИЕ ОТХОДОВ ГРУНТОВОК МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИИ В ПРОТОЧНОМ РЕЖИМЕ.

В случае крупных производств, с большим объемом сточной воды, требуется непрерывное осуществление процесса обработки воды, поступающей с линии электроосаждения. Поэтому часть исследований была проведена в аппарате проточного типа. Были установлены практически важные особенности электро-флотациониого извлечения грунтовок, а именно, как зависит степень очистки от величины токовой нагрузки, расположения флотокамер, расхода очищаемой воды. Оценивалась степень извлечения грунтовки ВКФ-093 из стоков технологических операций промывки при исходном содержании 1000 мг О2 /л и рН=6,5. В качестве коагулирующей добавки использовался сульфат алюминия.

Отмечается, что степень извлечения грунтовки в проточном аппарате выше (а=95%), чем при обработке в стационарном режиме (а=85%). Данные особенности обусловлены конструкцией аппарата проточного типа, состоящей из двух екций. В первой, направление движения жидкости совпадает с направлением движения газовых пузырьков, т.е. обусловлен прямоток, а во второй - противоток, при котором наблюдается увеличение газосодержання за счет снижения скорости пузырьков нисходящими потоками жидкости.

Показано, что скорость подачи раствора (\У=18-40 л/ч) оказывает существенное влияние на эффективность удаления грунтовки, при этом степень извлечения составляет 75-95%, а остаточное содержание в стоке 250-50 мг Ог /л.

Определено, что полнота извлечения грунтовки зависит от величины токовой нагрузки в электрофлотаторе (рис.3).

Зависимость степени извлечения от величины токовой нагрузки имеет экстремальный характер (кривая 1 и 2), что обусловлено возникновением при уве-

личении барботажа двух конкурирующих процессов: 1) увеличения числа пузырьков в растворе и 2) увеличения размера пузырька за счет коалесценцни. При скорости подачи раствора \\^>22,5 л/ч экстремальная зависимость не наблюдается. Эффективность электрофлотации снижается за счет уноса частиц потоками жидкости.

ахпк,% 100 90 80 70 60 50

0.12 0,13 0,14 0,15 0,16 10б.л/ч

Рис.3. Влияние токовой нагрузки на степень извлечения ВКФ-093 из раствора при разных скоростях подачи: 1-18 л/ч, 2-22,5 л/ч, 3-30 л/ч, 4-40 л/ч, Сисх = 1000 мг02/л, рН=6,5, СА13+=ЗОмг/л Степень извлечения 95%, соответствующая остаточным концентрациям 50мг/л, может быть достигнута при 11=0,3 А и 12=0,4 А (1об=0,14 А/л)

Показано, что эффективность электрофлотационного процесса определяется дозой коагулянта. При оптимальном содержании сульфата алюминия (30 мг/л) и скорости подачи раствора 18-22,5 л/ч остаточное содержание органической компоненты не превышает 50 мг 02 /л.

Установлено, что затраты электроэнергии составляет 0,3 кВт-ч/м3. .

6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОФЛОГАПИОННОЙ ОЧИСТКИ ПРОМЫВНЫХ ВОД ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ. Положительные результаты, полученные на электрофлотационной установке периодического и непрерывного действия, а также установленные закономерности электрофлотационого извлечения лакокрасочных материалов - грунтовок ВКЧ-0207 и ВКФ-093 легли в основу для разработки технологии очистки промывных вод при нанесении лакокрасочных покрытий методом электроосаж-

дения.

Разработана технологиеская схема очистки промывных вод в замкнутом цикле водоснабжения при нанесении лакокрасочных покрытий. Предлагаемая схема позволяет осуществлять локальную очистку вод с использованием очищенной воды в технологическом процессе.

Технологическая схема предполагает обработку вод в присутствии сульфата алюминия, доведение рН раствора до оптимальных значений и электрофлота-циошюе извлечение образовавшихся соединений.

Принципиальная технологическая схема очистки промывных вод от лакокрасочных материалов в присутствии коагулянта представлена на рис. 4. Промывные воды после операции электроосаждения с исходной концентрацией органических веществ 1000-1500 мгС>2 /л из ванны промывки 2 поступают самотеком в реактор 3, куда дозируется 10% раствор коагулянта из дозатора 4. После смешивания сток с помощью насоса 8 подается в электрофлотатор 5. где происходит отделение примесей. Пенный слой удаляют пеносборным механизмом со скребковым устройством, с помощью которого флотошлам поступает в сборник 10.

Флотошлам, представляющий собой пастообразную массу, состоит из частиц пигментов и компонентов плеикообразователя, которые могут использоваться в качестве модифицирующих добавок в шпатлевках, мастиках и грунтовках для окрашивания менее ответственных изделий, а также при ремонте и окрасочных работах в строительстве. Очищенная вода 95-90% (ХПК ^ 50 мг О2 /л) отводится в емкость и может повторно использоваться в технологическом процессе на операции промывки или сбрасываться в горколлектор. Для предотвращения засоления системы 10-15% очищенной воды выводится из системы и сбрасывается в канализацию. Одновременно ведется 5-10% подпитка свежей водой в смесителе 6., откуда вода с помощью насоса 9 поступает в ванну промывки 2. Технологические параметры электрофлотациониого процесса следующие: коагулянт -А^СБО^з, СА1=30 мг/л, рН=6,5, ¡об.=0Д4 А/л, скорость подачи жидкости -Ш=22,5л/ч.

ХПК-50 мгО/л, рЙ=6-7

Рис.4. Принципиальная технологическая схема очистки промывных вод от лакокрасочных материалов.

Таким образом, разработанная электрофлотационная технология позволяет эффективно извлекать водоразбавляемые грунтовки из промывных вод процесса электроосаждения лакокрасочных покрытий, а также сократить потребление свежей воды, химических материалов и выбросов загрязнений в стоки.

7. ВЫВОДЫ

1. Изучены основные закономерности электрофлотационного извлечения водо-разбавляемых лакокрасочных материалов - анафорезных грунтовок ВКФ-093 и ВКЧ-0207, в состав которых входят: пленкообразующие, пигменты, растворители, модификаторы и пластификаторы. Установлено влияние рН, заряда дисперсных частиц, состава раствора, режима обработки, токовой нагрузки на эффективность процесса электрофлотации.

2. Установлено, что величина рН оказывает существенное влияние на состояние

пленкообразующего, входящего в состав лакокрасочного материала, что в свою очередь определяет эффективность электрофлотационного извлечения грунтовок. Определено, что при рН=3 и ¡=150-200 А/м2 извлечение ВКФ-093 и ВКЧ-0207 протекает наиболее эффективно, ахпк=36-40%.

3. Выявлено, что комбинированная обработка стока коагулянтом и флокулянтом в кислых областях способствует более эффективному флотационному процессу извлечения труднорастворимой дисперсной фазы грунтовок, повышая ее степень извлечения на 30-40%. Показано,что при при совместной обработке раствора флокулянтом и коагулянтом, степень извлечения грунтовки достигает 90%.

4. Разработаны технологические приемы эффективного извлечения ВКФ-093 и ВКЧ-0207 при рН=6-7 из промывных вод, характеризующихся величиной ХПК до 1500 мгОг/л, в присутствии небольших доз коагулянтов: А^СБО^з, РеС1з и А^Оз • БЮг . Показано, что процесс извлечения протекает наиболее интенсивно при рН=6,5 для алюминийсодержащих коагулянтов и рН=7 для хлорида железа. Оптимальная токовая нагрузка составляет 100-150 А/м2.

5. Установлена взаимосвязь степени извлечения грунтовок в присутствии коагулянта от высоты столба жидкости аппарата. Выявлено, что в диапазоне высоты 0,5-0,7 м степень извлечения составляет 85%, что позволяет использовать данное значение высоты аппарата при разработке конструкции электрофлотатора для извлечения лакокрасочных материалов из промывных вод.

6. Продемонстрирована возможность более эффективного извлечения лакокрасочных материалов из растворов с величиной ХПК=1000 мг О2 /л в установке проточного типа. При скорости подачи раствора \У=1,8-2,25 л/ч и использовании в качестве коагулянта А^СБО^з (Сд]3+ = 30 мг/л) достигаются степени извлечения 95 %. Остаточное содержание органической компоненты составляет 50 мг О2 /л.

7. Разработана и предложена для проектирования технология очистки промывных вод в замкнутом цикле водоснабжения при нанесении лакокрасочных покрытий методом электроосаждения, с использованием очищенной воды в тех-

нологическом процессе.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Ильин В.И., Ааринола П.К., Седашова О.Н., Волкова Е.А. Электрохимический способ и оборудование для очистки сточных вод и отработанных растворов // IX Международная конференция молодых ученых по химии и химической технологии "МКХТ-95": Тез.докл.- Москва, 1995, с.191.

2. Колесников В.А., Ильин В.И., Седашова О.Н., Волкова Е.А. Электрофлотационная очистка сточных вод предприятий лакокрасочной промышленности и окрасочных производств // Лакокрасочные материалы и их применение, М., 1996, № 5-6, с.42-44.

3. Колесников В.А., Ильин В.И., Оносова Л.А., Цейтлин Г.М., Седашова .О.Н. Очистка сточных вод от окрасочного оборудования методом электро. флотации // Лакокрасочные материалы и их применение, М., 1996, № 11,

4. Седашова О.Н. Электрофлотационная очистка сточных вод от лакокрасочных материалов после стадии электроосаждения //XI Международная конференция молодых ученых по химии и химической технологии "МКХТ-97": Тез.докл.- Москва, 1997, с.105.

5. Седашова О.Н., Ильин В.И., Колесников В.А., Оносова Л.А. Организация малоотходных производств при нанесении лакокрасочных материалов мето-

дом электроосаждения // Лакокрасочные материалы и их применение, М., 1997, № 12, с.22-23.

с.25-27.