способ электрохимической очистки сточных вод красильно- отделочных производств

Формула изобретения

Способ очистки сточной воды красильно-отделочных производств, включающий корректировку рН, электрокоагуляцию в присутствии хлорид-ионов с последующим отстаиванием, отличающийся тем, что корректировку рН ведут до 4,5 6,0, электрокоагуляцию проводят в одну стадию с использованием алюминиевых электродов при плотности тока 150 200 А/м² и концентрации хлорид-ионов 400 435 мг/л в течение 1,5 4,0 мин, перед отстаиванием корректируют рН до 6,5 7,0.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии очистки промышленных сточных вод, а именно к способам очистки сточных вод красильно-отделочного производства от красителей, соединений хрома, ПАВ и других загрязнений.

Способ очистки сточных вод путем их электрообработки с растворимыми анодами (электрокоагуляции) применяются в настоящее время довольно широко. Преимуществами этих методов являются высокая эффективность, компактность сооружений, отсутствие сложного реагентного хозяйства, меньший объем осадков по сравнению с реагентными методами.

Известны способы электрокоагуляционной очистки сточных вод красильно-отделочного производства.

Для очистки сточных вод чулочно-трикотажной фабрики от красителей и СПАВ использовалась электрокоагуляция с алюминиевыми электродами, продолжительностью электролиза 10-20 мин с последующим отстаиванием в течение 30 мин при содержании хлоридов в сточных водах 0,3-0,5 г/л, средним значением рН 7,3 и плотности тока 100 А/м². Достигнутое снижение содержания ПАВ, ХПК и окраски составляло, соответственно, 75% 68,2% и 90%

Соединения хрома в очищаемой по данному способу воде не содержались. В то же время, именно соединения хрома, особенно, соединения хрома (VI), являются наиболее токсичными компонентами сточных вод хромового крашения шерсти.

Для очистки сточных вод соединений хрома (VI) используют введение ионов железа (II) путем добавления реагента или с помощью электролиза с железным анодом. После восстановления хрома (VI) ионами железа (II) образовавшийся хром (III) отделяют в виде гидроксида.

Однако, при подобной обработке в очищаемую воду вводятся ионы железа, что препятствует ее повторному использованию в технологии крашения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод от красителей, хрома (VI), ПАВ (прототип). Сточные воды красильного цеха, содержащие красители (ИК=1: 70-1: 500), хром (VI) (20-33 мг/л), ПАВ (С_НПАВ= 85-127 мг/мл), хлориды (1600-1800 мг/л) с рН 4,3-7,2 подщелачивают до рН 8,5-10 и очищают электрокоаугляцией в две ступени с использованием железного, а затем алюминиевого анода при плотности тока 50 А/м² в течение 3-5 мин на каждой ступени. Отстаивание проводят после каждой ступени электрокоагуляции в течение 0,5-1 часа.

После I ступени очистки обработанные воды имеют рН 7,5-8,7, цветность 1: 3-1: 15, содержат НПАВ 15-28 мг/л, хлоридов 1400-1500 мг/л, железа - 1,0-5,0 мг/л, взвешенных веществ 60-80 мг/л. После II ступени очистки рН 7,2-8,5, цветность б/ц-1:5, НПАВ до 12-20 мг/л, хлоридов 1400-1500 мг/л, содержание взвешенных веществ 60-75 мг/л, содержание железа уменьшается до 0,2 мг/л и менее.

Таким образом, по известному способу после очистки с железным анодом для обеспечения возможности повторного использования очищенных вод приходится проводить доочистку от ионов железа и других загрязнений в электролизере с алюминиевым анодом. Это позволяет снизить содержание остаточного железа и повысить степень обесцвечивания примерно на 2%

Недостатками известного способа являются двухступенчатая схема очистки с отстаиванием после каждой ступени, необходимость подщелачивания сточных вод красильного производства, имеющих относительно низкие значения рН (4,3-7,2) до рН 8,5-10, что требует значительного расхода щелочи. По известному способу электрокоагуляционную очистку проводят при высоких рН, так как образование гидроксида железа (III) наиболее полно и с достаточно высокой скоростью протекает в щелочной среде при рН 8,5 и более, поэтому электрокоагуляционная очистка с железными анодами при низком значении рН влечет за собой перерасход энергии, металла и низкую скорость осветления сточных вод.

Таким образом, использование при электрокоагуляционной очистке железных анодов вынуждает вести очистку при высоких рН, а также проводить дважды процессы электрокоагуляции и отстаивания. При этом вторая ступень очистки (с алюминиевыми электродами) и последующее отстаивание также проводится при высоких рН с целью извлечения ионов железа, хотя рН полного осаждения гидроксида алюминия составляет 6,8 (Яковлев С.В. и др. Технология электрохимической очистки воды. Л. Стройиздат, 1987. с. 312) и при рН свыше 7,0 он растворяется.

Для интенсификации процесса очистки, упрощение ее технологии, снижения затрат и обеспечения пригодности очищаемой воды для повторного использования предлагается электрокоагуляционная очистка сточных вод, содержащих красители, соединения хрома, ПАВ, электролиты, проводимая в одну ступень с алюминиевыми электродами при плотности анодного тока 150-200 А/м², времени электролиза 1,5-4 мин и раздельным регулированием рН перед электрокоагуляцией (рН 4,5-6,0) и перед отстаиванием (рН 6,5-7,0). Концентрация хлорид-ионов в очищаемых водах 400-435 мг/л.

При указанных параметрах процесса электрокоагуляции создаются оптимальные условия для электрогенерирования ионов алюминия, предотвращения пассивации алюминиевых анодов, сорбции загрязнений из очищаемых сточных вод.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Сточные воды красильно-отделочного производства, содержащие красители, хром (III) и хром (VI), ПАВ, ТВВ, хлорид-ионы (не менее 400 мг/л) после коррекции (при необходимости) рН до 4,5-6,0 подвергают обработке в электрокоагуляторе проточного типа с пластинчатыми алюминиевыми электродами (при межэлектроных расстояниях 12 мм, реверсе тока через 12-15 с), плотности анодного тока 150-200 А/м², времени электролиз 1,5-4 мин. После электрообработки рН очищаемой воды доводят до 6,5-7,0 и подвергают ее отстаиванию в течение 0,5-1 ч.

Результаты очистки модельных и реальных сточных вод красильно-отделочного производства предлагаемым способом представлены в таблице. Из приведенных в таблице примеров выполнения способа в опытах 1-5 очистке подвергались модельное сточные воды, в опытах 6,7 реальные сточные воды камвольно-прядильной фабрики.

Предлагаемое техническое решение при промышленном использовании позволит:

за счет проведения электрокоагуляционной очистки сточных вод в одну ступень упростить технологию очистки;

исключить необходимость корректировки рН кислых сточных вод до щелочной реакции (рН 8,5-10) перед электрокоагуляцией и последующей нейтрализации очищенных вод перед их сбросом;

уменьшить расход реагентов;

предотвратить введение в обрабатываемую воду при очистке ионов железа, препятствующих повторному использованию обработанной воды в красильно-отделочном производстве;

достичь полного обесцвечивания обрабатываемой воды и практически полного осаждения взвешенных веществ при отстаивании;

исключить необходимость проведения процесса отстаивания обработанных сточных вод дважды (после каждой ступени электрокоагуляции), в связи с этим сократить время отстаивания.