Использование отхода содового производства для очистки сточных вод текстильной промышленности

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДА СОДОВОГО ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Ш.А.МУТАЛОВ, Шахрисабзский филиал Ташкентского химико-технологического института, Д.Гулматов студент 4-курса

Maqolada Qo'ng'irot soda zavodi chiqindisi (10% kalsiy hlorid bilan birgalikda (0,05%) suyultirilgan shisha eritmasida suyultirish asosida olingan kalsiy gidroksilatni (0.05%) qo'llash orqali to'qimachilik korxonaridagi bo'yalgan oqova suvlarni tozalash bo'yicha tadqiqot natijalari keltirilgan. Ishlab chiqarish oqova suvlarini reagent usuli bilan tozalashning prinsipial texnologik sxemasi ishlab chiqilgan.

Приведены результаты исследований по очистке окрашенных сточных вод текстильных производств с использованием гидросиликата кальция, полученного на основе разбавленного раствора (0,05%) отхода Кунградского содового завода (10%-ного раствора хлористого в сочетании с разбавленным (0,05) раствором жидкого стекла. Разработана принципиальная технологическая схема очистки производственных сточных вод реагентным способом.

In this article results of researches on purification of textile plants coloured sewage by calcium hydrosilicate received on the basis of a dilute solution (0.05%) of Kungrad soda factory withdrawal (10 % liquid calcium chloride) in a combination wuh diluted (0,05) solution of a liquid silica glas are presented. The basic flow diagramme of purification of industrial sewage by chemical way is developed.

Введение
За последние десятилетия во всем мире отмечается интенсивный рост техногенного химического загрязнения водоемов, используемых населением. Развитие текстильной. химической, нефтегазоперерабатывающей и др. промышленностей, химизация сельского хозяйства, широкое использование новых препаратов в быту и на производстве резко обострили вопрос о предупреждении попадания повышенных концентраций нежелательных органических и неорганических примесей в организм человека с водой. Основным источником химического загрязнения водоемов являются промышленные предприятия, и в первую очередь химические производства, предприятия нефте- и газоперерабатывающей промышленностей, производства новых синтетических материалов, ядохимикатов, моющих средств, заводы по термической обработке твердого и жидкого топлива. Их сбросы неочищенных или плохо очищенных стоков могут представлять значительную угрозу для здоровья населения [1,2]. Промышленные сточные воды, выбрасываемых в водоемы, содержат различные растворенные неорганические вещества и нефтепродукты, которые ухудшают качество воды, и оказывают неблагоприятное воздействие на флору и фауну водоемов. Содержание загрязнений превышает нормы ПДК [3]. Поэтому очистка сточных вод реагентами является одним из наиболее эффективных методов очистки, что позволяет добиться глубокой очистки воды.
К наиболее трудной в технологическом плане проблеме относится очистка окрашенных сточных вод текстильной, шелкомотальной, лакокрасочной и других производств, что обусловлено огромным объемом этих вод и широким, постоянно изменяющимся диапазоном используемых красителей [1, 2]. При этом количество органических и неорганических загрязнений, попадающих в сточные воды отделочных и красильных производств, чрезвычайно велико, содержание их также колеблется в широких пределах.
Следует особо отметить, что до настоящего времени отсутствуют высокоэффективные методы очистки окрашенных сточных вод текстильных производств. В тоже время, имеется ряд разработок по обесцвечиванию окрашенных промышленных сточных вод до достаточно высоких степеней очистки, многие из которых не вышли из рамок лабораторных исследований [3-6]. Известно, что химическая промышленность, в частности Кунградский содовый завод, имеет отходы, которые используются в качестве вторичного сырья в различных отраслях экономики [7, 8]. Подобные отходы нами были применены в качестве одного из компонентов реагентного способа очистки окрашенных сточных вод текстильной промышленности [9, 10].
Цель данной работы заключается в разработке способа очистки окрашенных сточных вод Ферганского хлопчатобумажного комбината эффективным реагентом - гидросиликатом кальция в сочетании с коагулянтом - сернокислым алюминием. Гидросиликат кальция получен сливанием разбавленных растворов силиката натрия и хлорида кальция. При этом, одновременно решаются две проблемы: утилизация отхода Кунградского содового завода - хлористого кальция и улучшение экологической обстановки в регионе.

Объекты и методы исследований

В настоящей работе гидросиликат кальция, имеющий высокое значение удельной поверхности и, соответственно, адсорбционной емкости, для очистки сточных вод используется не в готовом виде, а в момент разбавления растворов силиката натрия и хлорида кальция. При этом, выделяющийся продукт имеет коллоидальную степень дисперсности на стадии перехода золь → гель. Суть метода очистки окрашенных вод заключается в образовании сорбционной системы силиката кальция на стадии перехода «золь-гель». Используемый 10% раствор хлорида кальция является отходом Кунградского содового завода.
Способ очистки окрашенных сточных вод осуществляют следующим образом: в окрашенную сточную воду, содержащую красители, вводят разбавленные растворы хлорида кальция, силиката натрия и сульфата алюминия и перемешивают. Происходит хлопьеобразование и коагулирование взвеси. Максимальное осветление раствора наступает практически мгновенно, так что уже через 2-5 минут взвесь можно отделять. Преимуществом этого способа перед другими твердыми адсорбентами является возможность отделения взвеси сепаратным методом. Полученный осадок добавляется в новую порцию окрашенной сточной воды и с небольшой добавкой сульфата алюминия используется повторно. Кратность использования осадка (8-10 раз), обуславливает снижение стоимости соответствующего метода по сравнению с ранее предложенными нами способами очистки с применением твердых минеральных адсорбентов [9, 10].
Результаты и их обсуждение
При использовании твердых минеральных адсорбентов для процесса очистки окрашенной сточной воды требуются их значительные количества, в частности для Ферганского хлопчатобумажного комбината с объемом производственного стока 15 тыс. м³/сут, потребность в этих адсорбентах составит многие тысячи тонн. Это неминуемо приведет к накапливанию больших количеств вторичных отходов осадков.
В связи с этим представляло интерес подобрать адсорбент-реагент подобного типа, но со значительно более высокой удельной поверхностью и соответственно адсорбционной емкостью. Нами в качестве такого адсорбента реагента предложен гидросиликат кальция, но не в готовом виде, а в момент его образования из разбавленных растворов силиката натрия и хлорида кальция, когда выделяющийся продукт имеет коллоидальную степень дисперсности на стадий перехода «золь-гель».
Сравнительные данные по очистке от красителей сточных вод текстильных производств Ферганского хлопчатобумажного комбината с использованием реагента гидросиликата кальция и сульфата алюминия приведены в таблице.

Доза гидросиликата кальция, мг/л	Доза сульфата алюминия, мг/л	Эффективность снижения интенсивности окрашивания, %
Вода желтая, мутная, слабо окрашенная, рН =7,0
20	300  400 500	65 68 70
100	300  400 500	70 73 75
150	300  400 500	73 75 78
200	300  400 500	80 85 87
250	300  400 500	87 90 94
300	300  400 500	92 94 97
Вода темно-зеленая, рН = 10,0
20	300  400 500	70 73 75
100	300  400 500	74 78 80
150	300  400 500	80 84 88
200	300  400 500	88 92 94
250	300  400 500	92 93 95
300	300  400 500	94 96 98
Вода черная, рН = 8,0
20	300  400 500	76 78 80
100	300  400 500	82 84 88
150	300  400 500	86 88 92
200	300  400 500	90 94 95
250	300  400 500	95 97 97
300	300  400 500	96 97 98

Из данных таблицы видно, что эффективность снижения цветности окрашенных сточных вод гораздо выше, чем при использовании твердых минеральных адсорбентов. Так, применение гидросиликата кальция в количестве 200-600 мг/л в сочетании с сульфатом алюминия (200-400 мг/л) степень очистки достигает 94-98%.

Из данных таблицы также видно, что при оптимальных соотношениях составных частей компонентов реагента - гидросиликата кальция (3 части 0,05% раствора хлористого кальция и 2 части 0,05% раствора жидкого стекла) эффективность снижения цветности окрашенных сточных вод гораздо выше, чем при применении твердых минеральных адсорбентов [9, 10].
Предлагаемый реагентный способ по эффективности снижения цветности воды превосходит действие сернокислого алюминия. Использование предлагаемого способа обесцвечивания окрашенных сточных вод имеет и ряд преимуществ по сравнению с известными. Шлам после очистки представляет собой гелеобразный осадок, который может рассматриваться и в плане его добавки в бетонные смеси в производстве строительных материалов, и в плане регенерации (обжиг при 400-500°С) и повторного использования для очистки сточных вод.
Следует отметить, что на Ферганском хлопчатобумажном комбинате используется силикат или метасиликат натрия, в связи с чем сточные воды в ряде случаев имеют рН 9-10, в этом случае достаточно добавлять в них только хлорид кальция, после чего начинается образование гидросиликата кальция и вода обесцвечивается. С другой стороны, если сточная вода имеет высокую жесткость, большое содержание Са²⁺, то следует добавлять только Na₂ЅiO₃, и сульфат алюминия.
Из анализа полученных результатов испытания процесса очистки окрашенных сточных вод к дальнейшему применению по сравнению с громоздким адсорбционным методом рекомендован более компактный и эффективный способ - реагентный, который основывается на приме нении комплексного раствора, состоящего из хлористого кальция, силиката натрия и сульфата алюминия (СaCI₂ + Na₂ЅiO₃, + Al₂(SO4)₃).
На основе полученных результатов нами предложена принципиальная технологическая схема очистки окрашенных сточных вод реагентным способом с использованием гидросиликата кальция (рисунок).
Очистка окрашенных сточных вод Ферганского хлопчатобумажного комбината с использованием реагента гидросиликата кальция и сульфата алюминия 200-600 мг/л в сочетании с сульфатом алюминия (200-400 мг/ л) степень очистки производственных сточных вод достигает 94-98% и, тем самым, предложенный реагентный метод очистки производственных сточных вод способствует улучшению экологии окружающей среды. Разработана принципиальная технологическая схема очистки производственных сточных вод реагентным способом.

Предложенная принципиальная технологическая схема работает следующим образом: в емкости 4 готовится 0,05 % водный раствор Na₂ЅiO₃, подаваемого из емкости 9 через насос 12. В емкости 5 готовится 0,05% водный раствор СаСl₂, из 10 % раствора хлористого кальция, подаваемого из емкости 10 через насос 12. В емкости 6 готовится 0,05 водный раствор Al₂(SO₄)₃, из 5 % раствора сульфата алюминия, подаваемого из емкости 11 через насос 12. Производственная окрашенная сточная вода, содержащая различные красители, поступает в головную емкость 3, куда одновременно поступают и 0,05% водные растворы хлорида из емкости 5, силиката натрия из емкости 4 и сульфата алюминия из емкости 6. Они тщательно перемешиваясь сразу поступают в один из общих бассейнов (1). В бассейне происходит хлопьеобразование и коагулирование взвеси, с одновременным осветлением воды и осаждением взвеси. Максимальное осветление воды наступает практически мгновенно, так что, через 5-10 минут взвесь полностью оседает, а очищенная чистая вода из общего бассейна 1 вытекает в водоемы.

Заключение

Таким образом, использование гидросиликата кальция, полученного на основе разбавленного раствора (0,05%) отхода Кунградского содо вого завода 10% раствора хлористого кальция в сочетании с разбавленным (0,05%) раствором 17% раствора жидкого стекла дает возможность очистить сточные Воды производств текстильной промышленности от красящих веществ, т.е. осадить в виде хлопьев всевозможные красящие вещества, имеющиеся в составе сточных вод. При этом, на примере Очистки сточных вод Ферганского хлопчатобумажного комбината установлено, что применение реагента гидросиликата кальция при оптимальных соотношениях его составных частей компонентов (3 части 0,05 % раствора хлористого кальция и 2 части 0,05 % раствора жидкого стекла) в количестве

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Збигнева Ж.А., Джурунцева Т.А., Крючкова В.К., Мухамедов И.М. Очистка сточных вод предприятий текстильной и химической промышленности от красителей (обзор). Ташкент: УЗНИИНТИ, 1987. -46 с.

2. Ласков Ю.М., Трунова Н.А. Достижения в области очистки сточных вод красильно-отделочных производств хлопчатобумажных предприятий // Механика и энергетика. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988, Вып.2. -50 с.
3. Туробжонов С.М., Турсунов Т.Т., Пулатов Х.Л. Технология очистки сточных вод. Учебное пособие. Ташкент: Мусика, 2010.-266 с.
4. Драгинский В.Л., Алексеева Л.П., Гетманцев Ц.В. Коагуляция в технологии очистки природных вод. М.: Научное издание, 2005.- 576 с.
5. Проскуряков В.А., Шмитд Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. Л.: Химия, 1987. - 241 с.
6. Запольский А.К., Баран А.А. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. Л.: Химия, 1987. - 204 с.
7. http://industring.ru/chemical/chemical2.html// Развитие технологии производства соды.
8. http://uzkimyosanoat.uz/ru/enterprise/manufacture/kungrad_soda_zavod // Кунградский содовый завод.
9. Азларова Ш.Б., Муталов Ш.А., Агзамходжаев А.А. Текстил саноати рангли отава сувларини реагент усули ёрдамида тозалаш технологияси // Актуальные вопросы в области технических и социально-экономических наук: Респ. межвуз. сб., Часть 1, Ташкент. 2014.-C.27-28.
10. Муталов Ш.А., Агзамходжаев А.А. Способ очистки окрашенных сточных вод текстильных производств от красителей // Химия и химическая технология. Ташкент, 2014, № 3. - С. 72-75.