проблемы больших городов и
промышленных зон
547.77[ 052.5 + 051.62]
имени Богдана
Хмельницкого
Применение флотации для повышения эффективности очистки
жиросодержащих сточных вод
Требования к содержанию загрязнителей в открытых водоемах и сточных водах очень жесткие. Это обусловлено тем, что при накоплении их в воде ухудшаются санитарно-химические показатели качества воды. Поэтому для ограничения содержания загрязнителей в воде существуют предельно допустимые концентрации (ПДК). Проблема очистки сточных вод остро стоит и на Мелитопольском маслоэкстракционном заводе. На сегодняшний день состав сточных вод, Мелитопольского маслоэкстракционного завода определенный "Горводоканалом" приведен в таблица 1.
В последние годы
заметна тенденция к снижению содержания загрязнений в сточных водах Мелитопольского
маслоэкстракционного завода. Однако, этого недостаточно. Наиболее экономически
выгодным и эффективным на наш взгляд
метод флотации.
Работа проведена
в лабораторных условиях, флотационную обработку сточных вод осуществляли на
установке подробно описанной выше. Расход воздуха равнялся 0,1×10-5 – 6,0×10-5 м3/c;
объём раствора, заливаемого в колонку -
3 ×10-5 м3;
время флотации – 20 мин. Температура воды составляла 18-20 0С [1].
Предприятие |
ПАВ, мг/л |
ХПК, мг/л |
БПК, мг/л |
Cl-, мг/л |
SO42-, мг/л |
Cr6+, мг/л |
Fe3+, мг/л |
Жи-ры, мг/л |
Взв. в-ва, мг/л |
ррН |
|
ММЭЗ |
0,59 |
360,3 |
123,7 |
270,1 |
210,3 |
0 |
0,08 |
80,0 |
110,0 |
7,2 |
Пена, образующаяся в процессе флотации, представляла собой двухфазную систему, состоящую из высокодисперсных механических примесей, с содержанием ионов железа и концентрированного раствора ПАВ.
Из приведенных данных видно (табл.2), что содержание жиров в сточных водах снизилось вдвое, что соответствует нормам сброса для данных предприятий в городскую канализацию. Степень очистки сточной воды от ионов железа для ММЭЗ составила 100%.
Таблица 2
Безреагентная флотация сточных вод в течение 20 минут
Предприятие |
ПАВ, мг/л |
ХПК,мг/л |
БПК, мг/л |
Cl-, мг/л |
SO42-, мг/л |
Cr6+, мг/л |
Fe3+, мг/л |
Жи-ры, мг/л |
Взв. в-ва, мг/л |
ррН |
|
ММЭЗ |
0,3 |
159,5 |
78 |
209,4 |
178,4 |
0 |
0 |
40,4 |
70 |
7,2 |
Степень флотационного выделения a ПАВ составляет 49%. Общее количество раствора перешедшего в пену не превышает 18% всего раствора Безреагентная флотация не обеспечивает необходимую степень очистки от ПАВ, взвешенных веществ, хлорид- и сульфат – ионов [2].
Для повышения степени очистки сточных вод нами была применена реагентная флотация с использованием СаСО3, являющегося, флотационным носителем как органических (ПАВ) так и неорганических (ионы тяжелых металлов) соединений. Порошок СаСО3, измельченный на шаровой мельнице, имел размер не более 0,3 мм с удельной поверхностью 0,6 м2/г. СаСО3 вводили во флотационную колонку непосредственно перед началом флотации при перемешивании [2]. Нами установлено, что оптимальной дозой СаСО3, является – 1000 мг/л, увеличение содержания носителя не приводит к повышению степени очистки. Исследования показали, что при введении СаСО3 степень выделения ПАВ увеличилась незначительно по сравнению с по сравнению с безреагентной флотацией. При введении флотационного носителя степень очистки сточных вод от хлорид-ионов и сульфат-ионов увеличивается на 9,5% и 7,2% соответственно. В результате реагентной флотации концентрация хлорид-ионов и сульфат-ионов не превышает ПДК. Наиболее эффективна реагентная флотация для очистки воды от жиров, степень очистки по сравнению с безреагентной флотацией повысилась на 50%. Это объясняется хорошей адсорбцией жиров и жирных кислот на поверхности дисперсного носителя. Таким образом, установлено, что практически по всем основным показателям, эффективность флотации в присутствии СаСО3 выше, чем безреагентная флотация. Однако, следует отметить, что содержание ПАВ, после очистки не удовлетворяет необходимым требованиям и незначительно превышает ПДК.
Учитывая
состав сточных вод, нами был использован катионный флокулянт ВПК-101
(четвертичная аммониевая соль). Флокулянт вводили в очищаемую жидкость при
перемешивании на лабораторной мешалке, после чего флотировали. Высокая
эффективность применения катионного флокулянта связана с механизмом
электростатического взаимодействия между
положительно заряженными молекулами флокулянта и отрицательно заряженными
молекулами ПАВ, находящимися в воде. В результате в объеме раствора образуются
малорастворимые ассоциаты, которые при флотации концентрируются на границе
раздела фаз раствор – воздух, что повышает вероятность взаимодействия их с
загрязнениями различной природы за счет сил адгезии [1]. В результате степень очистки сточных вод от ПАВ увеличивается
на 20% по сравнению с безреагентной флотацией. Однако, концентрация ПАВ все еще
превышает ПДК. Эффективность флотация с флокулянтом при очистке воды от жиров составляет
40% по сравнению с флотации с носителем. Нами установлено, что оптимальной
дозой флокулянта при 20 мин флотации является – 5 мг/л,
увеличение содержания ВПК-101 в очищаемой воде, приводит к снижению
эффективности флотации.
Таким образом, наиболее целесообразно использовать флотацию с флокулянтом для очистки сточных вод от ПАВ и жиров.
Результаты выполненных исследований показали, что эффективность флотации сточных вод существенно повышается при совместном введении в очищаемую воду носителя – СаСО3 и флокулянта ВПК-101. Степень флотационного выделения ПАВ увеличилась до 90% и не превышает ПДК. Аналогичные изменения наблюдаются и для жиров (степень очистки по сравнению с безреагентной флотацией составляет 90%). Общее количество раствора перешедшего в пену не превышает 1-2% от общего объема воды.
Согласно дополнительным сериям исследований установлены оптимальные концентрации носителя (500 мг/л) и флокулянта (2 мг/л), при этом ряд загрязнений переходят из растворенного состояния в нерастворимое, приводящее к образованию дисперсной фазы, что облегчает дальнейшую очистку воды и способствует ее повторному использованию.
Таким образом, проведенные исследования показали перспективность использования реагентной флотации, флотации с носителем и флокулянтом при очистке сточных вод предприятий пищевой промышленности.
Литература
1.
Хромышева Е.А., Хромышев
В.А. Флотофлокуляционная очистка сточных вод пищевых предприятий / Вопросы
химии и химической технологии. – 2008. – № 6. – С. 186-188.
2.
Лурье Ю.Ю., Рыбникова
А.Н. Химический анализ производственных сточных вод. – М.: Химия, 1974. – 336
с.