Влияние рН на коагуляционную очистку сточных вод производства ТНРС сульфатом железа (II)

УДК 628.349.64

И. Г. Шайхиев, Ф. Р. Гатина, А. М. Зайнуллин, Г. М. Назмутдинова

ВЛИЯНИЕ рН НА КОАГУЛЯЦИОННУЮ ОЧИСТКУ СТОЧНЫХ ВОД

ПРОИЗВОДСТВА ТНРС СУЛЬФАТОМ ЖЕЛЕЗА

Ключевые слова: тринитрорезорцинат свинца, сточные воды, сульфат железа (II), коагуляция, значения рН, влияние.

Исследовано влияние дозировок сульфата железа (II) на изменение физико-химических параметров сточных вод производства тринитрорезорцината свинца. Показано, что предварительное подкисление сточных вод способствует снижению значений ХПК. Определено, что предварительное подкисление не способствует значимому снижению показателя ХПК и нецелесообразно при коагуляционной очистке стоков названного производства.

Keywords: Lead Styphnate, wastewater, iron sulfate (II), coagulation, pH effect.

Investigated the influence of iron sulfate (II) doses to changes in physical and chemical parameters of wastewater of Lead Styphnate production. It was shown that pre-acidification of wastewater reduces the values of COD. It was determined that the pre-acidification does not contribute to significant reductions in COD and impractical when coagulation wastewater treatment of this production.

В продолжение научно-исследовательских работ, проводимых на кафедре инженерной экологии КНИТУ, по разработке технологий очистки сточных вод производств энергонасыщенных соединений [18], исследовалась влияние рН сточной жидкости на эффективность коагуляционной очистки сточных вод производства тринитрорезорцината свинца (ТНРС). Исследованию подвергалась сточная жидкость названного производства со следующими параметрами, приведенными в таблице 1.

Таблица 1 - Физико-химические показатели исходной сточной воды производства ТНРС

Показатель Значение

ХПК, мг О2/дм3 16480,00

рН 8,94

Оптическая плотность (Б) 0,69

Светопропускание (Т), % 21,00

Сухой остаток, г/дм3 24,00

Прокаленный остаток, г/дм3 20,00

Цвет Ярко-желтый

Как видно из данных, приведенных в таблице 1, сточная вода производства ТНРС является щелочной и имеет значение рН = 8,94. В этой связи, в исследуемую сточную жидкость добавлялась концентрированная серная кислота в количестве 2,17 и 4,47 см3/дм3 стока, что привело к снижению значений рН подкисленных образцов сточной жидкости до значений рН = 6,76 и рН = 3,95, соответственно.

Физико-химические показатели нейтрализованной и подкисленной воды приведены в таблице 2, из которых следует, что после добавления серной кислоты в исследуемые стоки наблюдается снижение значений ХПК до 10815 мг О2/дм3 и 9770 мг О2/дм3, соответственно. Данное обстоятельство объясняется окислением серной кислотой части примесей, находящихся в сточной жидкости производства ТНРС. Следует отметить, что цвет сточной воды не изменился, остался таким же, как в исходной жид-

кости, что, в частности, подтверждается неизменными показателями светопропускания и оптической плотности.

Таблица 2 - Физико-химические показатели подкисленных образцов сточной жидкости производства ТНРС

Показатель Значения

рН = 6,76 рН = 3,95

ХПК, мг О2/дм3 10815,00 9270,00

рН 6,76 3,95

Оптическая плотность (Б) 0,69 0,69

Светопропускание (Т), % 21,00 21,00

Сухой остаток, г/дм3 24,00 24,00

Прокаленный остаток, г/дм3 20,00 20,00

Цвет Ярко-желтый

Проведенными ранее исследованиями коагуля-ционной очистки исходного стока определено, что наилучшая степень очистки наблюдается при использовании в качестве коагулянта сульфата железа (II) [9]. В этой связи, в дальнейшем исследовалась влияние дозировок РеЭ04 • 7Н2О на изменение физико-химических показателей подкисленных стоков производства ТНРС. Коагулянт вносился в виде 10 %-ного раствора в дозировках 1-10 г/дм3 в пересчете на сухое вещество реагента.

Значения исследуемых физико-химических показателей для подкисленных стоков при различных дозировках коагулянта приведены в таблице 3.

Для того, что бы оценить влияние различных дозировок сульфата железа (II) на значения показателя ХПК, построены графики изменения последних для исходного и подкисленных стоков производства ТНРС (рис. 1). Очевидно, что наибольшее снижение показателя ХПК наблюдается для исходного стока с рН = 8,94, у сточных жидкостей, подкисленных серной кислотой, названный показатель изменяется менее интенсивно.

Таблица 3 - Физико-химические показатели подкисленных стоков производства ТНРС после обработки различными дозировками FeSO4

Кол-во FeSÜ4, г/дм3 Масса осадка, г/л D Т,% рН ХПК, мгО2/дм3 Сухой остаток, г/дм3 Прокаленный остаток, г/дм3

сточная вода с рН = 6,76

1 2,40 0,71 19,50 5,87 8755,00 28,00 28,00

3 3,60 0,73 19,00 4,76 7010,00 32,00 28,00

5 4,40 0,75 17,00 3,19 6077,00 38,00 32,00

10 4,40 1,15 8,00 2,97 5150,00 46,00 36,00

сточная вода с рН = 3,95

1 3,60 0,90 13,00 1,74 7470,00 32,00 24,00

3 4,00 1,00 10,00 2,08 6408,00 26,00 22,00

5 4,80 1,00 10,00 2,56 5715,00 24,00 22,00

10 5,60 1,20 7,00 2,57 5230,00 16,00 14,00

(снижение на 43,75 %) при достижении рН = 6,76 и 3,95, соответственно. Окисление возможно использовать в качестве предварительного способа физико-химической очистки сточных вод производства ТНРС. Применение окисления и последующей коагуляции примесей названных стоков технологически и экономически нецелесообразно.

Литература

1. А.М. Зайнуллин, И.Г. Шайхиев, С.В. Фридланд, Экология и промышленность России, 6, 20-22 (2004).

2. А.М. Зайнуллин, И.Г. Шайхиев, С.В. Фридланд, Безопасность жизнедеятельности, 7, 46-49 (2005).

3. А.М.Зайнуллин, И.Г. Шайхиев, С.В. Фридланд, Р.З. Мусин, И.Х. Ризванов, Химия в интересах устойчивого развития, 15, 4, 427-435 (2007).

4. А.М. Зайнуллин, И.Г. Шайхиев, С.В. Фридланд, Безопасность жизнедеятельности, 1, 38-39 (2009).

5. Р.М. Вахидов, И.М. Вахидова, А.М. Зайнуллин, И.Г. Шайхиев, М.Ф. Галиханов, Вестник Казанского технологического университета, 7, 380-384 (2010).

6. И.М. Вахидова, И.Г. Шайхиев, А.М. Зайнуллин, Р.З. Гильманов, Р.М. Хусаинов, Р.М. Вахидов, М.Ф. Галиханов, Е.Е. Бобрешова, Экология и промышленность России, 10,47-49 (2010).

7. И.М. Вахидова, И.Г. Шайхиев, Р.З. Гильманов, Р.М. Вахидов, Р. З. Мусин, Вестник Казанского технологического университета, 19, 49-51 (2013).

8. И.М. Вахидова, Р.М. Вахидов, И.Г. Шайхиев, М.Ф. Галиханов, Р.З. Гильманов, Водоочистка, 8, 27-30 (2014).

9. И.Г. Шайхиев, Ф.Р. Гатина, А.М. Зайнуллин, Г.М. Наз-мутдинова, Вестник технологического университета, 18, 14, 220-222 (2015).

10. С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.М. Ласков, Ю.В. Воронов, Очистка производственных сточных вод. Стройиздат, Москва, 1985. 334с.

© И. Г. Шайхиев - д.т.н., заведующий кафедрой Инженерной экологии КНИТУ, ildars@inbox.ru; Ф. Р. Гатина - студентка кафедры Инженерной экологии КНИТУ; А. М. Зайнуллин - к.т.н., доцент кафедры Инженерной экологии КНИТУ; Г. М. Назмутдинова - аспиранка кафедры Инженерной экологии КНИТУ.

© I. G. Shaikhiev - PhD, Head of Department of Environmental Engineering KNRTU, ildars@inbox.ru; F. R. Gatina - a student of the Department of Environmental Engineering KNRTU; A. M. Zaynullin - Ph.D., Associate Professor of Environmental Engineering KNRTU; G. M. Nazmutdinova - post graduate student of the Department of Environmental Engineering KNRTU.

По всей видимости, данное обстоятельство объясняется недостатком щелочности для образования гидроксида железа, являющегося центром коагуляции дисперсной фазы, находящейся в сточной жидкости. Наименьшее значение ХПК, равное 2060,00 мгО2/дм3 наблюдается при добавлении сульфата железа(11) в количестве 10 г/дм3 к исходной сточной воде.

Рис. 1 - График зависимости изменения значений ХПК от дозировок FeSO4 для начального и подкисленных стоков производства ТНРС

Проведенные эксперименты по изучению влияния рН на процесс коагуляционной очистки подтвердили литературные данные о снижении коагу-ляционной активности реагентов при уменьшении рН [10].

Таким образом, проведенными экспериментами определено, что добавление концентрированной серной кислоты в сточную воду способствует уменьшению показателя ХПК до значений 10815,00 мгО2/дм3 (снижение на 34,38 %) и 9270 мгО2/дм3