Очистка сточных вод войлочного производства. 1. Исследование сульфата магния в качестве коагулянта

УДК 628.345

И. Г. Шайхиев, А. И. Мавлетбаева, Ш. М. Ахметшин

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ВОЙЛОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА. 1. ИССЛЕДОВАНИЕ СУЛЬФАТА МАГНИЯ В КАЧЕСТВЕ КОАГУЛЯНТА

Ключевые слова: сточные воды, войлочное производство, коагулянт, очистка.

Исследована коагуляционная очистка сточных вод производства шерстяных войлоков с использованием раствора сульфата магния. Показано, что для коагулирования необходимо предварительное подщелачивание стоков с использованием раствора карбоната натрия в дозировках 1 г/л сухого вещества реагента.

Keywords: sewage, felt, production, coagulant, cleaning.

Investigated coagulation wastewater production of wool felt with a solution of magnesium sulfate. It is shown that the need for preliminary alkalization coagulation waste using sodium carbonate solution at doses of 1 g /1 solids reagent.

Основным источником загрязнения водоемов, приводящим к ухудшению качества воды и нарушению нормальных условий жизнедеятельности гидробионтов, являются сбросы промышленных сточных вод. В настоящее время многие водоемы мира из-за загрязнения утратили свое значение как источники рыбохозяйственного и санитарно-бытового водопользования.

Проблема очистки промышленных стоков и подготовки воды для технических и хозяйственно-питьевых целей с каждым годом приобретает все большее значение. Сложности очистки связаны с чрезвычайным разнообразием примеси в стоках, количество и состав которых постоянно изменяется вследствие появления новых производств и изменение технологии существующих.

Предприятия текстильной промышленности нашей страны ежегодно сбрасывают в водоемы значительное количество воды, очистка которой требует больших материальных затрат. В связи с этим поиски новых технологических процессов, исключающих загрязнение воды, а также усовершенствование способов ее очистки, являются важными задачами, стоящими перед технологами и специалистами водного хозяйства.

Одной из основных отраслей текстильной промышленности является шерстяная. На ее предприятиях осуществляется первичная обработка шерсти, вырабатывается пряжа, как из чистой шерсти, так и из смеси с химическими волокнами, производятся ткани, технические и ковровые изделия. Большое количество шерстяной пряжи вырабатывается для производства верхних трикотажных изделий [1].

Шерсть, по источникам ее получения, делится на следующие виды: овечья, козья, верблюжья, кроличья, заячья, коровья, конская, заводская, шерсть-линька, шубная.

Основным видом шерсти, используемым в производстве, является овечья шерсть; основная часть ее применяется для производства валяльно-войлочных, фетровых изделий, пряжи.

Одной из востребованных позиций валяльно-войлочного производства являются войлока, которые применяются в различных отраслях промышленности. На ОАО «Кукморский

валяльно-войлочный комбинат» (Республика Татарстан) организовано производство войлоков из овечьего шерстяного сырья. Соответственно, на указанном производстве образуются сточные воды войлочного производства, в частности, при промывке войлочного полотна.

Визуально в сточных водах войлочного производства отмечается наличие мелкодисперсной фазы, обусловленной наличием мельчайших частичек шерсти и коллоидных включений. Отмечено, что механические примеси имеют весьма продолжительное время осаждения в естественных условиях, что затрудняет очистку сточных вод в отстойниках.

В продолжение проводимых на кафедре инженерной экологии КНИТУ исследований коагуляционной очистки сточных вод [2, 3] проводились исследования по разработке технологии удаления коллоидных и мелкодисперсных примесей из стоков войлочного производства ОАО «Кукморский валяльно-войлочный комбинат». Следует отметить, что коагуляционная очистка часто применяется для удаления примесей из сточных вод производств легкой промышленности [4-7].

Для разработки технологии очистки сточных вод валяльно-войлочного производства использовались усредненные сточные воды войлочного цехов ОАО «Кукморский валяльно -войлочный комбинат». Визуально исследуемые стоки имели в своем составе дисперсную фазу. Перед началом работы определялись физико-химические показатели сточной воды войлочного цеха. Полученные данные представлены в таблице 1.

В качестве коагулянта первоначально использовался 10 %-ный раствор сульфата магния в дозировках 3 - 5 г на 1 л сточной воды войлочного производства в пересчете на сухое вещество реагента. Выбор реагента обусловлен тем, что ранее в качестве коагулянта для очистки сточных вод шерстомойных вод исследовался раствор МдС12 [2].

Применение раствора Мд304 не приводит к образованию коагулюма ввиду кислой среды (рН=6,86) сточной жидкости и отсутствия запаса щелочности для образования центра коагуляции. В

этой связи сточная жидкость предварительно подщелачивалась раствором технической соды (Ма2СО3). Последний вводился виде 10 % - ного раствора в дозировках 0,1 - 1,5 г сухого вещества реагента на 1000 мл сточной жидкости. Кривые изменения значений рН сточной жидкости от количества добавленного сухого вещества реагента приведены на рисунке 1.

Таблица 1 - Физико-химические показатели сточной воды войлочного цеха

Показатели Значение

рН 6,86

ХПК, мг О2/л 398

Светопропускание, Б 0,60

Оптическая плотность 25

(Т), %

Кислотность, мг-экв/л 1,88

Щелочность, мг-экв/л 2,70

Взвешенные вещества на 7,69

сухой остаток, г/л

Плотность, кг/м3 998

Очевидно, что в добавление раствора технической соды в количествах до 1 г сухого вещества реагента на 1000 мл сточной жидкости приводит к повышению значений рН с рН = 6,86 до рН = 10,2. Дальнейшее увеличение дозировки карбоната натрия не приводит к сколь-либо значимому изменению рассматриваемого параметра.

До) 11 |>овкп Хп2СОЛ д'/л

Рис. 1 - Зависимость значения рН сточной воды войлочного цеха от дозировки карбоната натрия

После подщелачивания сточной воды войлочного цеха до значений рН = 10,2, последний обрабатывался 10 % - ным раствором сульфата магния в дозировках 3 - 5 г/л реагента в пересчете на сухое вещество.

Графики изменения значений рН и ХПК растворов после проведения процесса коагуляции в зависимости от дозировки коагулянта приведены на рисунках 2 и 3. В таблице 2 показаны изменения физико-химических показателей сточной воды войлочного цеха после коагуляционной очистки.

10,5

II 2 J fi

Дозировка сульфата магния. г/л

Рис. 2 - Зависимость значений рН сточной воды войлочного цеха от дозировки сульфата магния

45(1

4(1(1

е

м 35(1

0

-

е. V 30(1

ё 25(1

20(1

(11 2 3 4 5 6 Дозировка сульфита машин, г/л

Рис. 3 - Зависимость значений ХПК сточной воды войлочного цеха от дозировки сульфата магния

Таблица 2 - Изменение физико-химических показателей сточной воды войлочного цеха после коагуляционной очистки

Дозиров ка, г/л D Т,% Щелочно сть, мг-экв/л

3,0 0,170 67,500 9,200

3,5 0,120 75,000 9,017

4,0 0,105 77,500 8,723

4,5 0,095 79,000 8,450

5,0 0,085 80,500 8,123

Как видно из приведенных на рисунках 3 данных, наиболее значимое измениние значения ХПК достигается при дозировке сульфата магния 5 г/л. Однако, при данной дозировке показатель соответствует значению рН = 8,47, что не позволяет сбросить сточную воду после коагуляционной очистки на биологическую очистку или в природный водоем без использования стадии нейтрализации, что увеличивает стадийность процесса очистки сточных вод и количества применяемых реагентов.

Литература

1. Гусев В. Е. Сырье для шерстяных и нетканых изделий и первичная обработка шерсти, М., Легкая индустрия. -1977. - 408 с.

2. Шайхиев И.Г., Гаязова Э.Ш., Григорьева Н.П., Фридланд С.В. Вестник Казанского технологического университета, 9, 159-161 (2012).

3. Шайхиев И.Г., Гаязова Э.Ш., Капралова Н.Н. Григорьева Н.П., Лебедев Н.А. . Вестник Казанского

технологического университета, 5, 29-32 (2012).

4. Process. Eng. (Austral.), 22, 9, 42 (1994).

5. Александров В.И. Кожевенно-обувная промышленность, 1, 31-32 (2005).

6. Ильин В.И. Текстильная промышленность, 5, 50-51 (2004).

7. Александров В.И. Кожевенно-обувная промышленность, 2, 34-35 (2002).

© И. Г. Шайхиев - д.т.н., зав. каф. инженерной экологии КНИТУ, ildars@inbox.ru, А. И. Мавлетбаева - асп. той же кафедры; Ш. М. Ахметшин - директор ОАО «Кукморский валяльно-войлочный комбинат».