CS215256B1 - Způsob čištění odpadních vod z bareven a prádelen - Google Patents

Abstract

Vynález řeší snižování obsahu barviv v odpadních vodách z bareven a prádelen. Podstata vynálezu spoěívá ve využití sorpčních polymerních práškových materiálů na bázi polyesteru a polyamidu. Účinkem kombinované fyzikální adsorpce a chemisorpce dochází k zachování barviv z roztoku a tim snižování Jejich obsahu. Vynález může být využit v textilním a chemickém průmyslu, všude tam, kde jsou používána barviva v roztoku a tam, kde dochází k následnému praní obarveného materiálu ve vodním prostředí. Aplikace sorbentů se provádí s výhodou jejich rozptýlením v daném roztoku a následnou separací sorbentu se zachycenými barvivý. Použitý sorbent lze regenerovat organickými rozpouštědly neb alkalickým roztokem, ěímž se opět získá sorpční prášek k dalšímu použití.

Description

Vynález se týká způsobu čištění odpadních vod z bareven a prádelen s obsahem organických a'“anorganických barviv pomoci sorpčních polymerních práškových materiálů na bázi polyesteru a polyamidu, a to ve formě homopolymeru, kopolymeru a jejich směsí. Čištění probíhá kombinaci fyzikální adsorpce a chemlsorpce, čímž se barviva zachycují na použitém sorbentu, který může být následně regenerován pomocí organického rozpouštědla.

Odpadní vody z bareven a prádelen obsahují vedle organických i anorganických nečistot velké množství barviv, které zůstává v lázni i po ukončení barvicího procesu, respektive se pří praní vypírá z praného materiálu. Při běžně používaném biologickém čištění se tato barviva zachytí jen. částečně, takže odcházejí do recipientů. Někdy tyto yody jsou vypouštěny do recipientu přímo. Tato situace je nežádoucí jak z ekologického, tak ekonomického hlediska, neboť pří vhodném vyčištění lze tyto vody využít v technologickém procesu.

V současné době se barviva z odpadních vod odstraňují především čířením, kdy probíhá adsorpce barviv na vločkách vytvořených ve vodě z čiřldla. Tento způsob lze aplikovat pouze tam, kde jsou vybudovány průmyslové čistírny odpadních vod a má nevýhodu v tom, že použité čiřldlo zvyšuje solnost odpadních vod, což je nežádoucí a je legislativně limitováno.

Dalším rozšířeným způsobem odstraňování barviv z odpadních vod je jejich adsorpce na různých aktivních uhlíkatých látkách, jako jsou aktivní granulované uhlí a různé nedopalky. Tyto látky tvoří náplně adsorpčních kolon a filtrů. Nevýhodou je u aktivního uhlí vysoká cena a obecně nutnost regenerace při vysokých teplotách (1000°C], což je provozně i ekonomicky náročné. V poslední době byly sice pro některé typy aktivních látek nalezeny regenerační postupy pomocí selektivního rozpouštědla (tzopropanol), avšak nejsou prozatím průmyslově rozšířeny z důvodu nedostupností těchto rozpouštědel. Navíc aktivní uhlí je na trhu v nedostatečném množství.

Moderním postupem je odstraňování některých ionogenních barviv z odpadních vod pomocí lontoměnlčů. Tento postup však není použitelný pro všechna barvlva a vzhledem k náročné regeneraci těchto Iontoměničů i ekonomicky nákladný.

Hlavním cílem navrženého způsobu čištění je zajistit ekonomický postup odstraňování barviv z odpadních vod, a to v takové míře, že vyčištěná voda může být znovu použita ve výrobním procesu, přičemž postup je založen na použití materiálů umožňujících vícenásobné použití.

Navrhovaný způsob čištění využívá skutečností, že stále roste podíl syntetických materiálů (vláken, folií atp.) v průmyslové výrobě a že nejlepším materiálem pro zachycování barviv z odpadních vod po jejich barvení nebo praní je polymerní materiál na stejné bází. Pro použití k tomuto účelu vynález používá polymerní sorpční prášky. Výhodou tohoto postupu je,'že většinou lze tyto prášky levně připravit z odpadů při výrobě vláken a jiných polymerních výrobků.

Postup přípravy vhodných práškových materiálů z polymerních prekursorů lze rozdělit do dvou skupin. Postupy prvé využívají přesráženl polymerů ze směsných taventn s tavnými rozpouštědly. Příkladem může být příprava práškového polyetylentereftalátu podle čs. autorského osvědčení č, 171923. Polyester se rozpustí v tavenlně kaprolaktamu při 210°C a vytvořená směsná tavenina se ochladí. Ztuhlá směsná tavenina se rozemele a kaprolaktam extrahuje, vodou. Práškové substance připravená tímto postupem má porézní strukturu (objem makropórů a mezopórů až 2,5 cm³/g) a vysoký měrný povrch 10—130 m^z/g podle podmínek přípravy, Práškový polyamid s porézní strukturou a vysokou hodnotou měrného povrchu lze připravit přesrážením z taveniny kaprolaktamu podle NDR patentu č. 8027. Pro dosažení komplexního sorpčního účinku lze použít sorbent vzniklý společným přesrážením polyesteru a polyamidu podle čs. autorského osvědčení č. 204415.

Postupy přípravy práškových polymerů druhé kategorie využívají kontrolované degradace polymerních prekursorů (O. A. Battlsta, Mlcrocrystal Polymer Science, Mc Grow Hlll, New York 1975). Tento postup je především vhodný pro přípravu práškové celulózy. Pro čištění odpadních vod jsou především vhodné a účinné polymerní práškové materiály připravené podle postupů uvedených v prvé skupině. Práškových sorbentů lze použít i v kombinaci s anorganickými porézními materiály.

Podstata předloženého vynálezu vychází ze skutečnosti, že barvlva určená pro barevní polymerního materiálu se adsorbují fyzikálně na povrchu prášku připraveného z téhož nebo analogického polymeru, přičemž zároveň probíhá chemická sorpce do vlastního polymerního substrátu. Na rozdíl od procesů při vlastním barvení celistvých polymerních látek, jako jsou vlákna a folie, kdy je příjem barviva omezen, strukturou těchto látek (orientací a nízkým měrným povrchem), probíhá adsorpce 1 difúze (pří chemlsorpce) u neorientovaného polymerního prášku vysoké porozlty a měrného povrchu řádově rychleji. Z tohoto důvodu lze tímto způsobem zachytit 1 zbytky barvlva z barvicích lázní a pracích vod» Pomocí vhodně zvoleného extrákčního činidla (chloroform, metanol) lze polymerní prášek regenerovat a zároveň získat koncentrát barviva. Navržený způsob ve většině případů snižuje hodnoty spotřeby kyslíku BSKs i CHSKcr.

Postup lze aplikovat s výhodou přímo u zdrojů znečištění odpadních vod, tj. na odtoku z barvicích a pracích aparátů. Jelikož se většinou vypouští voda o teplotě 60 — 80 °C, účinnost sorpce je vysoká a navrženým postupem lze získat vodu pro přímé použití v technologickém procesu. Tím kromě ekologického přínosu zaručuje navržený postup 1 přínos ekonomický formou úspory nedostatkové energie a vody.

Příklad 1

Barvicí lázeň s obsahem 0,8 g/l dlspersního barviva C. I. Disperse Blue 128, která dále obsahovala 1 g/l (NHi)2SO4 pří PH 5 (upraveno kyselinou octovou) a 4 g/l sloučeniny na bází naftolenu a dlfenylu, byla zředěna lOx. Po zahřátí na 80 °C byl k roztoku

1 5 2 5 6 přidán sorpční polyesterový prášek v množství 2 g/1. Po dokonalém rozptýlení prášku v roztoku byl roztok přefiltrován přes filtrační papír (černá páska). Tímto způsobem bylo zachyceno 90 °/o barviva z roztoku. Koncentrace barviva byla stanovena spektrofotometrlcky. Hodnota GHSKcr (chemická spotřeba kyslíku) se ve filtrátu snížila o 10 %.

Příklad 2

Adsorpce barviva probíhala stejným způsobem jako v příkladu 1, s tím' rozdílem, že do barvicí lázně byly dány tyto komponenty: 2g/l kyselého barviva C. I. Acid Blue 113,5 g/1 Na2SO4.10 H₂O a CH3COOH pro úpravu pH na hodnotu 5. Lázeň byla ředěna 5 x. Při dávce sorpčního polyesterového prášku v množství 3 g/1 se zachytilo 90 % barviva, přičemž hodnota CHSKcr klesla o 50 %.

Příklad 3

Postup stejný jako v příkladu 1, s tím rozdílem, že byl použit polyamidový sorpční prášek v množství 4 g/1. Tímto způsobem se zachytilo 90 % barviva, přičemž hodnota CHSKcr klesla o 30 °/o.

Příklad 4

Postup shodný jako u příkladu 1, s tím rozdílem, že byl použit směsný sorpční prášek s poměrem polyester / polyamid v množství 2 g/1. Bylo zachyceno 90 % barviva a hodnota CHSKcr klesla o 10 °/o.

Příklad 5

Postup shodný jako u příkladu 2, s tím rozdílem, že byl použit polyamidový sorpční prášek v množství 2 g/1. Bylo zachyceno 90 °/o barviva a hodnota CHSKcr klesla o 50 %.

Příklad 6

Postup shodný jako u příkladu 2, s tím'rozdílem,, že byl použit směsný sorpční prášek jako v příkladě v množství 3 g/1. Bylo zachyceno 90 % barviva a hodnota CHSKcr klesla o 50 %.

S2f

Příklad 7

Postup shodný jako u příkladu 1, s tím rozdílem, že do barvicí lázně byly dány tyto komponenty: 2 g/1 přímého barviva C. I. Direct Blue 106,2 g/1 Na2CO3, g/1 NaCl. Lázeň byla zředěna 5 x. Při dávce sorpčního polyesterového prášku 4 g/1 bylo zachyceno 100 % barviva, přičemž hodnota CHSKcr klesla o 75 %.

Příklad 8

Postup shodný jako u příkladu 1, s tím rozdílem, že do lázně byly dány tyto komponenty: 0,4 g/1 reaktivního barviva C. I. Reactlve Red 2 a 0,2 g/1 Na2CO3. Lázeň byla po hydrolýze podrobena sorpčnímu čištění s dávkou sorpčního polyesterového prášku 5 g/1. Pro modifikaci barviva byl přidán kationaktivní modlfikátor (sloučenina formaldehydu s dikyandlamidem) v koncentraci 1 g/1. Bylo zachyceno 90 % barviva.

Příklad 9

Pracovní prací voda pro praní bavlněného materiálu, s obsahem reaktivních barviv, která byla odebrána z třetí prací vany konvenčního vanového širokopracího stroje, __byla podrobena sorpčnímu čištění analogicky jako u příkladu 7. Bylo zachyceno 90 % barviva.

Claims (4)

1. Způsob čištění odpadních vod z bareven a prádelen , s obsahem organických a anorganických barviv, pomocí sorpčních polymerních materiálů, vyznačený tím, že se barviva zachycují sorpčním polymerním materiálem na bázi polyesteru a / nebo polyamidu, o měrném povrchu 5 až 150 m²/g, který se přivádí do styku s odpadní vodou v množství 1 až 10 g/1 a zadržuje se proti odplavování, případně s přídavkem kationaktlvního modlfikátoru na bázi reakčního produktu formaldehydu s dlkyandiamidem, který se do odpadní vody přidává před jejím, stykem se sorpčním polymerním materiálem v koncentraci 0,5 až 5 g/1.

VYNALEZU

2. Způsob čištění odpadních vod podle bodu 1, vyznačený tím, že čištěná odpadní voda se přivádí do styku se sorpčním polymerním materiálem při průchodu skrz jeho vrstvu.

3. Způsob Čištění odpadních vod podle bodu 1, vy- * značený tím, že čištěná odpadní voda se přivádí do styku se sorpčním polymerním materiálem ve formě prášku o velikosti částic 0,001 až 0,1 mm.

4. Způsob čištění odpadních vod podle bodu 1, vyznačený tím, že sorpční polymerní materiál se přivádí do styku s odpadní zbytkovou a / nebo prací lázní o teplotě 20 až 95 °C.