Физико-химический метод очистки сточных вод кожевенного производства с применением электрических воздействий

А.М. Гашимов, К.Б. Гурбанов, Р.Н. Мехтизаде, А.М. Гасанов

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД КОЖЕВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Институт физики НАН Азербайджанской Республики, проспект Г. Джавида, 33, АЗ-1143, Баку, Азербайджан

Сточные воды предприятий кожевенного и овчинно-мехового производств относятся к многокомпонентным системам и характеризуются содержанием высоких концентраций различного рода органических и неорганических веществ, которые, достаточно сильно загрязняют водные ресурсы. Сточные воды этих предприятий представляют собой сложную смесь различных химических веществ и отходов производства, которые определяются ассортиментом используемых в технологических процессах реагентов.

Технологический процесс обработки кожи заключается в последовательном выполнении следующих операций: отмоки и золения, мездрения сырья и голья, обеззоливания, мягчения, пикекеле-вания, дубления, красильно-жировальных процессов, нейтрализации, наполнения, сушильно-увлажнительных процессов, промывки изделия и т.д., требующих применения таких реагентов, как жиры, взвешенные вещества, красители, отделочные препараты, сульфиды, бикарбонат и формиат натрия, соединения хрома, циркония, полимеры кремниевой и фосфорной кислот, пигментные концентраты, аммиак, соли аммония и т.д. В связи с этим технологический процесс очистки сточных вод кожевенного производства представляется достаточно трудоемким, и решение вопроса требует применения комплекса комбинированных физико-химических методов очистки.

В работе приведены результаты исследований по очистке сбросовых вод предприятий « Аз мехшуба » г. Баку.

Использовались комбинированные физико-химические методы очистки, включающие адсорбционную очистку в условиях воздействия озона, электрических полей и разрядов.

Эксперименты проводились с использованием клиноптилолита (цеолит-природные молекулярные сита), большие запасы которых на территории Азербайджанской республики (Ай-дагское месторождение, расположенное в Таузском районе Азербайджана). Адсорбент предварительно подвергался терморегенерации при Т = 700 0С в течение 5 часов.

Исследования последних лет существенно расширили диапазон применения природного цеолита, открыв новые технические возможности этого минерала. Адсорбционные, ионообменные способности природного цеолита поглощать электрически заряженные частицы и другие его свойства определяют широкий масштаб использования в научных, технических и технологических целях [1].

Установлено, что электроразрядная активация природных цеолитов способствует более эффективному поглощению примесей из углеводородных жидкостей [2 - 4], цеолиты проявляют барьерную роль в отношении ряда веществ: нефти и нефтепродуктов ксилола, толуола, бензола, фенола и др. Указанные свойства цеолитов, активированных электрическими разрядами, позволяют использовать их для очистки сточных вод промышленных предприятий.

Воздействие электрического разряда осуществляли в специальном стеклянном реакторе со встроенной электродной системой, образующей в межэлектродном промежутке конфигурацию слабонеоднородного электрического поля с диэлектрическими барьерами. Воздействие барьерным разрядом проводилось при переменном напряжении 15 кВ, разрядном токе 80 мА, время обработки составляло 60 мин. Природный цеолит, предварительно обработанный барьерным электрическим разрядом, загружался в реактор. В опытах использовались электрически необработанные и обработанные образцы природного цеолита.

Некоторые эксперименты проводились с применением воздействий озона на сточные воды,

© Гашимов А.М., Гурбанов К.Б., Мехтизаде Р.Н., Гасанов А.М., Электронная обработка материалов, 2004, № 4, С. 96 - 98.

как отдельно, так и в комбинации с адсорбционными методами [5, 6]. При всех опытах другие физические и технологические параметры, характеризующие процесс очистки, оставались строго идентичными, поэтому представлялась возможность сравнивать результаты различных способов очистки сточных вод.

Для синтеза озона использовалась озонаторная установка, состоящая из озонатора, озономера АФ-2 и компрессора, который обеспечивает подачу кислорода.

Сточные воды кожевенного производства пропускались через озонатор и последовательно включенный цеолитовый фильтр с определенной постоянной скоростью. После очистки каждая проба воды вместе с пробой исходной (неочищенной) воды подвергалась химическому анализу на содержание в них различных примесей.

Результаты анализа различных способов очистки проб сточных вод приведены в таблице.

Результаты анализа проб исходной воды и очищенной различными способами

Содержание в воде Предварительная

Показатели исходная необрабо- Обработанная обработка

танная озоном О3+клиноптилолит

pH 12,5 12,3 12,25 9

Удельная электропроводность, мСм/см 46400 44100 46,30 40400

ТДС (total dissolved solids), мг/л 31000 3100 2000

Хионов Минерализация, мг/л 43188 43160 41516

Сухой остаток (105%), мг/л 42425 40480 39760 36860

Сухой остаток (150%), мг/л 36875 35882 30000 2500

Плотный остаток (600%), мг/л 25285 24610 23550 20860

Потери при прокаливание, мг/л 40,4 39 37,8 30

Мутность (оптическая плотность), ед/см 3,8 2,8 2 0,16

HCO3-, мг/л 18,4 10 0 0

CO32-, мг/л 6000 5880 5328 2568

OH-, мг/л 272 170 31,2 0

Ca2+, мг/л 521 401 400 0

Mg2+, мг/л 0 0 0 0

Na+, мг/л 17377 17377 16647 8000

NH4+, мг/л 875 209,9 212 0,66

NaHCO3, мг/л 0 0 0 0

Na2CO3, мг/л 10388 4536 850 90

NaOH, мг/л 196 170 120 90

Ca(OH)2, мг/л 592,6 201,6 0 0

NH4Cl, мг/л 2598,2 1234,8 48,61 2

Соединения серы, окисляемые 32846 2846,7 1750 0

йодом (по H2S), мг/л

Х н 2 S + HS - + S2-, мг/л 6166 6091 6234

S2-, мг/л 809 667 600 470

HS-, мг/л 5499 5282 5634 123

PO43-, мг/л 130 130 70 1,4

Хлориды, Cl-, мг/л 90000 5167 5148 213,7

Na2S, мг/л 167,45 120,5 92,7 60,7

SiO32-, мг/л 8048 8048 7425 10

Фенолфталеин, мг/л 0 0

Из таблицы видно, что количество вредных примесей в очищенной воде существенно уменьшилось по сравнению с исходной водой. Следует отметить фактическое отсутствие в очищенной воде NH4 в случае применения озонирования воды с последующим пропусканием ее через фильтр, за-

груженный природным цеолитом, предварительно обработанным воздействием электрических разрядов.

Очищенную воду можно использовать в производственных и технических целях в цикле замкнутого водоснабжения.

Кроме того, активация адсорбента и озонирование воды исключают использование реагента, что удешевляет процесс очистки.

Таким образом, результаты исследований позволяют предложить новый технологический процесс очистки сточных вод кожевенных предприятий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Тарасевич Ю.И., Овчаренко Ф.Д. Применение природных сорбентов для очистки нефтепродуктов и воды. Адсорбент их получение, свойства и применение / Под ред. М.М. Дубинина. 1976.

2. Ерматов С.Е. Радиационно-стимулированная адсорбция. Алма-Ата, 1973.

3. Джуварлы Ч.М., Дмитриев Е.В., Курбанов К.Б. и др. Образование заряженного состояния в силика-гелях под воздействием электрических полей и разрядов // Электронная обработка материалов. 1991. № 4. C. 46-47.

4. Гашимов А.М., Гурбанов К.Б., Гасанов М.А., Закиева И.Г. Применение новых электрофизических методов в процессах очистки промышленных сточных вод // Изв. НАН Азербайджан сер. физ.-мат. и техн. наук. Физика и Астрономия. 2003. № 2.

5. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. Л., 1977.

6. Шевченко М.А., Марченко П.В., Таран П.Н., Лизунов В.В. Окислители в технологии водообработки. Киев, 1979. C. 111-120.

Поступила 03.02.04

Summary

The results of researches of process of complex purification of leather manufacture's sewage with application of electrical discharge effect are presented. It is shown that application of electrical discharge of the barrier type and ozonizing significantly raises the efficiency of adsorption purification of sewage. Proposed method represents the very promising purification technology for leather manufacture's sewage.