Использование ультразвука для очистки сточных вод текстильных предприятий

Проведена графическая обработка результатов исследования кинетики крашения. Получены уравнения, которые могут использоваться для расчета концентрации красителя на ткани.

Список литературы

1. Кричевский, Г.Е. Химическая технология текстильных материалов/ Г.Е.Кричевский, М.В.Корчагин, А.В.Сенахов - М.: Легпромбытиздат, 1985. - 640с.

2. Сажин, Б.С. Основы техники сушки/ Б.С.Сажин.- М.: Химия, 1984.

3. Сажин, Б.С. Пути повышения эффективности процессов промывки текстильных материалов/ Б.С.Сажин, В.А.Реутский, М.К.Кошелева. -М.: Легпромбытиздат, 1988.

УДК 677.074

М.К. Кошелева, П.П. Кереметин, А.В. Пичугин, Н.А. Солдатова

Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина, Москва, Россия

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УЛЬТРАЗВУКА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ТЕКСТИЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

The purpose of work at the given stage is studying pollution of technological sewage of the textile enterprises, methods of their clearing and the proved choice of an effective modern method of clearing. The proved choice of an effective modern method of clearing - a method of galvanocoagulation with use of ultrasonic influence is lead. Joint experimental researches of process of sewage treatment by a method of galvanocoagulation are spent.

Целью работы на данном этапе является изучение загрязнений технологических сточных вод текстильных предприятий, методов их очистки и обоснованный выбор эффективного современного метода очистки. Проведен обоснованный выбор эффективного современного метода очистки - метода гальванокоагуляции с использованием ультразвукового воздействия. Проводятся совместные экспериментальные исследования процесса очистки сточных вод методом гальванокоагуляции.

Проблема очистки сточных вод текстильных предприятий - это сложная и важная проблема, т.к. объем сточных вод, сбрасываемых этими предприятиями, очень велик, а использование новых красителей, поверхностно-активных и текстильно-вспомогательных веществ еще более осложняет задачу их очистки. В работах [1, 2] приведены результаты анализа сточных вод одного из хлопчатобумажных комбинатов и тонкосуконной фабрики. Анализ показывает, что в стоках текстильных предприятий содержатся щелочи, кислоты, органические вещества, нефтепродукты, например, керосин. Кроме того, в сточных водах содержатся различные металлы, например, железо, алюминий, медь и другие.

Выбор метода очистки сточных вод производится с учетом санитарных и технологических требований к качеству очищенных вод и затрат на его реализацию. Анализ литературных данных и мнений специалистов показывает, что в настоящее время наиболее распространен реагентный метод очистки промышленных стоков, применяются и другие методы. Одним из эффективных и современных методов очистки стоков является гальвано-химический метод, который чаще называется гальванокоагуляцией. Этот метод относится к числу перспективных безреагентных методов и, что очень важно, гальванокоагуляция включена в реестр ЮНЕСКО в качестве рекомендуемого новейшего метода очистки сточных вод. Дело в том, что гальванокоагуляция обеспечивает удаление подавляющего большинства токсичных компонентов, включая хром, кадмий, другие тяжелые и цветные металлы, органические реагенты, позволяет снизить общее солесодержание воды. Механизм гальванохимической очистки сточных вод очень сложен и определяется процессами, возникающими во время контактирования очищаемой воды и воздуха с гальванопарой, в качестве которой используют, например, кокс и железо. При их замыкании на поверхности кокса протекает преимущественно катодная, а на поверхности железа анодная реакция.

Ниже представлены основные реакции, протекающие при использовании данной гальванопары:

в интервале рН 2-6: 02+4Н+4е = 2Н2О

в интервале рН 6-10 : О2+2Н2О+4е = 4ОН-

Равновесный потенциал реакции восстановления кислорода:

Е=1,23-0,059рН

О2+Н2О + 2е = ОН>НО2-, Е=1,03 - 0,06 рН

Потенциал технического железа (стали Ст3) в интервале рН 2-7:

2НзО+2е = 2Н2О + Н2

В интервале рН 2-7: Бе = Бе2++2е и Бе = Бе3++3е

В интервале рН 7-10: Бе+2Н20 = Бе

Бе+3Н20 = Бе

Гидроксиды железа (II, III) неустойчивы и разлагаются по схемам:

Бе

2 Бе

и далее в водной среде образуют магнетит:

3Бе203+2Н+ +2е = 2Бе304 +Н2О, Е = +0,01-0,06 рН

или гетит: Ее304+Н20+0Н‘= 3Бе00Н + е, Е = +0,02-0,06 рН

Очистка загрязненных вод обеспечивается одновременным действием нескольких факторов, основные из которых: -катодное осаждение катионов металлов;

-образование соединений тяжелых металлов с железом и оксидными и гидрооксидными формами соединений железа; -образование соединений оксидными и гидрооксидными форм тяжелых металлов; -сорбции органических веществ на свежеобразованных кристаллах оксидных и гидрооксидных форм соединений железа;

-коагуляции грубодисперсных частиц примесей.

Для реализации этого способа применяются проточные гальванокоагуляторы барабанного типа. Трудности в применении данного метода связанны с необходимостью в промышленных условиях пропускать через гальванокоагуляторы большое количество сточных вод, а время пребывания ограничено, поэтому повышение активности оксидных форм железа, например, магнетита за счет воздействия ультразвука очень актуально.

Рис. 1. Зависимость степени очистки загрязненных вод магнетитом подвергнутым

В работах ИОНХ РАН показано, что при использовании различных методов очистки использование ультразвука позволяет ускорить процесс очистки и увеличить ее глубину. Для проведения экспериментальных исследований в лаборатории ультразвука ИОНХ РАН создана лабораторная установка, на которой поводятся совместные экспериментальные исследования. Исследовалась вода, содержащая нефтепродукты (ведь сточные воды тонкосуконных фабрик содержат керосин). Водная суспензия магнетита активировалась ультразвуком с заданными параметрами.

На рис. 1 приведены экспериментальные кривые, характеризующие изменение степени очистки сточной воды от нефтепродуктов без ультразвуковой обработки и с ультразвуковой обработкой.

Из рис.1 видно, что при одинаковой концентрации магнетита степень очистки выше при ее обработке ультразвуком, а при одинаковой степени очистки в этом случае можно снизить количество магнетита.

Основные результаты и выводы. Проведен анализ данных по загрязнениям технологических сточных вод текстильных предприятий. Изучены методы очистки сточных вод промышленных предприятий. Проведен обоснованный выбор эффективного современного метода очистки - метода гальванокоагуляции с использованием ультразвукового воздействия. В лаборатории ультразвука ИОНХ РАН проводятся совместные экспериментальные исследования процесса очистки сточных вод методом гальванокоагуляции с использованием гальванопары : железо - кокс и ультразвуковой активацией магнетита.

Список литературы

1. Артемов, А.В. Анализ технологических сточных вод текстильных предприятий/ А.В.Артемов, Т.Е.Платова, Н.Н.Павлов и др..//Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1995, №1.- С. 108-111.

2. Сосновская, А.А. Сорбционно-коагуляционная очистка высокозагрязненного потока сточных вод отделочного производства тонкосуконного комбината/ А.А.Сосновская, В.И. Власова и др.//Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1992, №6.- С. 8286.

3. Чантурия В.А. Гальванохимические методы очистки техногенных вод:теория и практика/ В.А.Чантурия, П.М.Соложенкин. - М.: ИКЦ «Академкнига». - 2005. - 204с.

4. Абрамов В. О. [и др.]. Мощный ультразвук в металлургии и машиностроении. - М.: Янус-К. - 2006. - 687 с.

УДК 677.074

М.К. Кошелева, А.А. Щёголев, А.П. Кереметина, Д.А. Наумов

Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина, Москва, Россия

РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ПРОМЫВКИ ПЛОСКИХ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТ КРАСИТЕЛЕЙ

The problem of development of an engineering method of calculation of process of washing of fabrics after dyeing and press is complex because dye of each class leaves at washing differently. Comparison of an estimated time with skilled time of washing for lines for the washing of cotton fabrics including washing machines with horizontal loops of a fabric, shows, that the relative error does not exceed 10%. Thus, the approached method of calculation based on use of average speed of washing is developed.

Задача разработки инженерного метода расчета процесса промывки тканей после крашения и печати является сложной, потому что краситель каждого класса удаляется при промывке по-разному. Сравнение расчетного времени с опытным временем промывки на линии для промывки хлопчатобумажных тканей, включающей промывные машины с горизонтальными петлями ткани, показывает, что относительная ошибка не превышает 10%. Таким образом, разработан приближенный метод расчета, основанный на использовании средней скорости промывки.

Задача разработки инженерного метода расчета процесса промывки тканей после крашения и печати является сложной, потому что краситель каждого класса удаляется при промывке по-разному. В связи с этим нельзя использовать общие для всех красителей кинетические уравнения. Сложность задачи усугубляется тем, что при печати (набивке) только часть поверхности ткани покрывается рисунком, а на большей части поверхности ткани красителя нет. Конечно, вопрос переноса результатов лабораторных исследований на промышленные условия, т.е. вопрос масштабного перехода, сложен.