LV14789B

LV14789B - Koksnes p&amacr;rstr&amacr;des uz&ncedil;&emacr;mumu notek&umacr;de&ncedil;u att&imacr;r&imacr;&scaron;anas pa&ncedil;&emacr;miens no lign&imacr;na un hemicelulozes viel&amacr;m

Info

Publication number: LV14789B
Application number: LVP-12-115A
Authority: LV
Inventors: Galija ŠUĻGA; Jūlija BROVKINA; Brigita Neiberte; Jurijs OZOLIŅŠ; Romāns NEILANDS
Original assignee: Latvijas Valsts Koksnes Ķīmijas Institūts; Rīgas Tehniskā Universitāte
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2015-02-20
Also published as: LV14789A

Description

IZGUDROJUMA APRAKSTS

Izgudrojums attiecās uz notekūdeņu attīrīšanu no lignīna un hemicelulozes vielām, kas rodas kā koksnes maigās hidrolizēs procesā, tā arī tās dziļākā ķīmiskajā pārstrādē, kā arī dabas ūdeņu attīrīšanu.

Ir zināms, ka koksnes ķīmiskās un mehāniskās pārstrādes rūpniecības notekūdeņu attīrīšanā kā koagulantus izmanto alumīnija sāļus -alumīnija sulfātu, alumīnija hlorīdu un polialumīnija hlorīdu, kuru devas vidēji sastāda 80-400 mg/l. Ir noteikts [1], ka BSP5 un krāsainības samazināšanai papīra rūpniecības notekūdeņos par 88-90%, ir nepieciešams 300-400 mg/l alumīnija sulfāta. Notekūdeņu temperatūras pazemināšana no 22 līdz 2°C vairākas reizes palielina alumīnija sulfāta optimālo devu un optimālo flokulācijas laiku [2], Ir noteikts [3], ka alumīnija hlorīds pie pH 6.0 un devas 100110 mg/l apmērā, ir spējīgs efektīvi atdalīt lignīnu no notekūdeņiem. Tomēr, atsevišķos gadījumos [4, 5] polialumīnija hlorīds (PAC) ir vairāk efektīvs, salīdzinot ar sērskābes alumīniju un alumīnija hlorīdu. Ir zināms, ka PAC izmantošanas gadījumā optimālais vides pH ir 6.0 [6], bet optimālās devas variē koncentrācijas intervālā 80-110 mg/l (7]. Kā parādīja veiktie eksperimenti ar modeļšķīdumu, kas imitē kokapstrādes ražotnes notekūdeņus, optimālā PAC deva sastāda 100 mg/l [8], Tajā pašā laikā kompozīcijas koagulanti uz PAC bāzes efektīvāk koagulē notekūdeņu šķīstošos un koloidālos savienojumus, pilnīgāk izmantojot atsevišķu sastāvdaļu priekšrocības un samazinot optimālo pielietošanas devu. Polialumīnija hlorīdu izmanto dažādos koagulantu sastāvos, piemēram, ar kalcija oksīdu vai hlorīdu [9], ar dzelzs oksīdiem vai halogenīdiem [10, 11, 12], ar dabīgo bišofitu [13, 14], ar silīcijskābi un dzelzi [15]. Piedāvāts ari PAC izmantošanas veids ar katjonu akrilamīda un dimetilaminoetilmetakrila kopolimēru [16], ar katjonu flokulantu uz poliakrilamīda bāzes [17]. Eksistē arī atsevišķas notekūdeņu attīrīšanas metodes, kas ietver to apstrādi pa stadijām, sākumā ar alumīnija sulfātu, pēc tam ar polialumīnija hlorīdu [18, 19, 20].

Daudzskaitlīgie zinātniskie pētījumi parādīja ozonēšanas metodes efektivitāti dažādu ražotņu notekūdeņu apstrādē: tekstilrūpniecības [21], koksnes pārstrādes [22, 23, 24, 25, 26, 27]. Ozonēšanas izmantošana ļauj samazināt fenolu saturošu un citu toksisku organisko vielu daudzumu, to destrukcijas ceļā un palielināt to biodegradācijas spēju.

Ir zināms paņēmiens [11] saskaņā ar kuru polialumīnija koagulanta šķīdumam pievieno dzelzs halogenīdu ar metāla jonu koncentrāciju no 1.35 līdz 4.5 mol/litrā. Par polialumīnija koagulantu izmanto polialumīnija hlorīdu ar bāziskumu 40-83%. Šīs metodes trūkums ir neliela efektivitāte koagulējot notekūdeņos esošos piemaisījumus, kuriem ir neitrāla vai skāba pH vērtība.

Saskaņā ar patentu [19], notekūdeņu apstrāde tiek veikta secīgi ar alumīnija sulfātu un pēc tam ar alumīnija oksihlorīdu. Šāds paņēmiens ļauj samazināt koagulanta patēriņu, saglabājot tā efektivitāti. Šī paņēmiena trūkums ir koagulanta daudzpakāpju ievadīšana.

Ir zināma apvienotā ozonēšanas un koagulācijas metode ūdens attīrīšanai, pie tam daudzos gadījumos ozonēšanu veic pirms koagulācijas [28, 29, 30]. Savukārt sākotnēja ozonēšana ar sekojošu koagulācijas izmantošanu var nelabvēlīgi ietekmēt lignīna un hemicelulozes vielu nogulsnēšanu, par cik ozonēšana veic to destrukciju līdz mazmolekulāriem fragmentiem, kas ņemot vērā to paaugstināto šķīdību ūdenī, slikti pakļaujas koagulācijai ar ķīmiskiem reaģentiem. Ir zināms notekūdeņu attīrīšanas veids [31], kurā ozonēšana seko pēc notekūdeņu koagulācijas ar kompozīcijas koagulantu uz A1C1₃ bāzes. Tomēr, lai sasniegtu pietiekoši lielus piesārņota ūdens attīrīšanas rādītājus, pēc šī paņēmiena izmanto paaugstinātu koagulanta devu (>100 mg/1) un paaugstinātu ozonēšanas laiku (3 stundas).

Tuvākais tehniskais risinājums pieteiktajam paņēmienam ir patents [20], kurš attiecās uz notekūdeņu attīrīšanu no suspendētām vielām ar alumīnija sulfāta un PAC maisījumu, kas ņemti masas attiecībā (0.3-0.7)/(0.7-0.3) pārrēķinot uz alumīniju. Paņēmiens nodrošina ekonomiski izdevīgu tehnoloģiju uz polialumīnija hlorīda izmaksu rēķina. Tajā pašā laikā nesasniedz augstu notekūdeņu attīrīšanas pakāpi.

MĒRĶIS -notekūdeņu attīrīšanas paņēmiena izstrāde, ar kuru tiek sasniegts augstākais lignīna un hemicelulozes vielu attīrīšanas līmenis, zemākā atlikušā alumīnija koncentrācija un zemāka notekūdeņu krāsainības pakāpe temperatūras intervālā 14°C-40°C, kas ļauj atgriezt patērēto ūdeni tehnoloģiskā ciklā.

Izvirzītais mērķis sasniegts ar divstadijas notekūdeņu attīrīšanas procesu, kur pirmajā stadijā notiek kompozīcijas koagulanta AICĶPAC ar masas attiecību tajā 1.5/1 un 1/1 pievienošana notekūdeņiem, bet otrajā stadijā notiek filtrāta, kas iegūts pēc koagulāta, kas satur lignīna un hemicelulozes vielas, atdalīšanas no ūdens nostādināšanas un filtrācija ceļā, apstrāde ar ozonu.

Metodiskā daļa

Lai atrisinātu izvirzīto uzdevumu, tika izmantots polialumīnija hlorīds (PAC) Polypacs-30 (bāziskums- 80%, AI2O3 masas daļa -35%), bet no alumīnija sāļiem: alumīnija hlorīds AlCl3*6H₂O un alumīnija sulfāts A1₂(SO4)3*16H₂O. Koagulanta sagatavošanai tika ņemts nepieciešamais koagulanta iesvars sausā veidā un atšķaidīts destilētā ūdenī. Pievienojamā kompozīcijas koagulanta devu variēja no 50 līdz 150 mg/l ar koagulantu attiecību kompozīcijā pec masas 0.1/1-0.5/1 (alumīnija hlorīds / polialumīnija hlorīds). Kā prototipu izmantoja kompozīcijas koagulantu uz alumīnija sulfāta un polialumīnija hlorīda bāzes, kura attiecība starp A1₂(SO4)3 un PAC pārrēķinot uz alumīnija saturu, variēja intervālā attiecīgi 0.7 / 0.3 - 0.3 / 0.7. Komponentu attiecības, pēc alumīnija sastāva, pārrēķināšanai uz to masas attiecību pieteiktā paņēmiena kompozīcijas koagulantā, vērā ņēma to, ka PAC Polypacs-30 satur aptuveni 18.5% alumīnija, bet tīrs alumīnija sulfāts 15.75% alumīnija. Iegūtais pārrēķins parādīja, ka A1₂(SO4)3 / PAC komponentu masas attiecības pieteiktajā paņēmienā variē intervālā 2.7/1-0.5/1.

Kokapstrādes ražotņu notekūdeņus imitēja izmantojot modeļšķīdumu, kuru ieguva hidrolizējot bērza skaidas 0.01M NaOH šķīdumā. Modeļšķīduma pH tika mainīts plašā intervālā (3.0-10.0 pH vienības). Skaidu un šķidrās fāzes masas attiecība sastādīja 1:50. Apstrādes temperatūra 90°C. Kopējais apstrādes laiks sastādīja apmēram 6 stundas 20 minūtes (40-50 minūtes temperatūras sasniegšanai, 90°C uzturēšana 4 stundu garumā, 1.5 stundas sistēma atdzisa). Iegūto notekūdeņu modeļšķīdumu filtrēja, lai atdalītu sīkdispersas daļiņas. Iegūto modeļšķīdumu raksturoja sekojoši parametri: kopējais koksnes izcelsmes piesārņojuma saturs, kas pamatā sastāvēja no hemicelulozes un lignīna vielām (HLV) - 1400 mg/l, krāsainība 746 mg/l Pt, ĶSP — 1285 mgO/1, virsmas spraigums- 43.4 mN/m, kinemātiskā viskozitāte - 3.81 mPa-s. Modeļšķīduma sausnes elementārais un funkcionālais sastāvs parādīts 1. tabulā.

1. Tabula. Modeļšķīduma sausnes elementārais un funkcionālais sastāvs

c,%	H, %	O,%	S,%	N,%	och₃,%	CO, %	OH_kop, %
37.70	4.70	57.16	0.14	0.30	2.29	1.15	10.15

Kā parādīja komponentu sastāva izpēte, modeļšķīdums par 75-80% sastāvēja no hemicelulozes vielām, kuras no modeļšķīduma izdalīja ar etilspirtu, iepriekš nogulsnējot tajā lignīnu saturošas vielas ar 20% sērskābi [32]. Klasona lignīna saturs nogulsnēs nepārsniedza 10%. Zemmolekulārās lignīna un hemicelulozes vielas, lignīnkarbohidrātu kompleksi un citas ekstraktvielas sastādīja 10-15%.

Modeļšķīduma un kompozīcijas koagulanta apjoma attiecība sastādīja 1:1, tādēļ piesārņojuma līmenis modeļšķīduma sistēmā ar koagulantu bija 2 reizes zemāks, nekā sākuma modeļšķīdumā. Eksperimenti tika veikti temperatūras intervālā 14 - 40°C.

Modeļšķīduma koagulācija tika veikta pēc sekojošas metodikas. 50 ml modeļšķīdumam, nepārtraukti maisot ar magnētisko maisītāju ar 100 apg/min, pievieno 5 Omi koagulanta šķīduma. Pēc 1 minūtes sistēmai pievieno nepieciešamo HC1 daudzumu, lai sasniegtu vajadzīgo pH vērtību (4.0 - 9.0 pH vienības). Pēc pH vērtības sasniegšanas, sistēmas maisīšanu turpina vienu minūti pie magnētiskā maisītāja griešanās ātruma 200 apg/min, un 2 minūtes pie 40 apg/min. Pēc 120 minūtēm kopš šķīduma apstrādes tas tiek filtrēts caur stikla šķiedru filtru ar šūnu izmēru 16-40 pm, bet filtrāts analizēts, lai noteiktu:

- filtrātā absorbciju pie 490 nm, izmantojot spektrofotometru Genesys 10UV un ķiveti ar biezumu 1 cm, lai noteiktu kopējo lignīna un hemicelulozes vielu saturu pēc modeļšķīduma apstrādes ar koagulantiem. Pēc kalibrēšanas līknes noteica piesārņojuma atlikuma koncentrāciju;

- filtrātā absorbciju pie 280 nm, izmantojot spektrofotometru Genesys 10UV un ķiveti ar biezumu 1 cm, lai noteiktu lignīna vielu saturu, izmantojot attiecīgās kalibrēšanas līknes;

- krāsainību (LVS EN ISO 7887:1994);

- alumīnija koncentrāciju filtrātā (EOCT 18165-89);

- ķīmisko skābekļa patēriņu (LVS EN ISO 6060:1989);

- kopējo organisko oglekli (LVS EN 1484:2000).

Lai imitētu ražotņu notekūdeņu attīrīšanas apstākļus pie paaugstinātas un pazeminātas temperatūras, izmantoja sekojošu kompozīcijas koagulantu modeļšķīduma koagulācijas metodiku.

Koagulācijai pie temperatūras 40°C, izmantoja modeļšķīdumu ar temperatūru 60°C un kompozīcijas koagulanta šķīdumu ar temperatūru 20°C. Koagulēšanas temperatūra sastādīja 40 (±1) °C, kas tika uzturēta koagulāta nostādināšanas procesā ar termostata palīdzību. Koagulāciju pie zemas temperatūras veica sajaucot modeļšķīdumu ar koagulanta šķīdumu, kuru temperatūra bija 14°C. Koagulēšanas temperatūru vienādu ar 14 (±1) °C uzturēja ar termostatu, kas tika atdzesēts ar ūdensvada ūdeni.

Koagulācijas efektivitāti noteica, salīdzinot apstrādājamā modeļšķīduma sākuma rādītājus ar filtrāta iegūtajiem rādītājiem pēc koagulācijas, izmantojot sekojošu formulu:

Efektivitāte,% =

4nod Sķ ΜAn

100%, kur od.jķ

A_fil - HLV, lignma, TOC saturs filtratā; filtrāta krāsainības pakape un ĶSP vērtība

Anod.^. - HLV, lignīna, TOC saturs modeļšķīduma; modeļšķīduma krāsainības pakāpe un ĶSP vērtība

Lai veiktu notekūdeņu attīrīšanas efektivitātes salīdzināšanu pēc to apstrādes ar koagulantiem, noteica starpību starp HLV un lignīna atdalīšanas lielumiem, kas iegūti ar pieteikto sastāvu un kompozīcijas koagulantu pēc prototipa. Lai salīdzinātu atlikušā alumīnija koncentrāciju sistēmā pēc tās apstrādes ar koagulantu tika izmantoti rādītāji, kas iegūti dalīšanas ceļā, dalot atlikušā alumīnija koncentrāciju modeļšķīdumā, kas apstrādāts ar koagulantu sastāviem pēc prototipa ar atlikuša alumīnija koncentrāciju modeļšķīdumā, kas apstrādāts ar koagulantiem pēc pieteiktā paņēmiena.

Ozonēšanas procesam tika izmantots ozona ģenerators ar ražošanas jaudu 5 gO₃/h. Ar dotā ģeneratora palīdzību ozons tika ražots, apstrādājot sauso gaisu ar elektrisko lādiņu. Izmantota ozonatora uzbūve ir analoģiska ozonatora modelim, kas tika izmantots notekūdeņu attīrīšanai zināmajā darbā [33]. Filtrāts, kas tika iegūts pēc koagulanta atdalīšanas, ar apjomu 1 litrs, tika ievietots cilindriskā traukā ar tilpumu

1.2 1 un ozonēts ar barbotāžas metodi. Ozona-gaisa maisījuma padeve sastādīja 20 1/minūtē, ozona koncentrācija maisījumā 0.6 mg/1. Ozonēšanas laiku variēja 15-150 minūšu intervālā.

Izvirzītais mērķis tiek sasniegts, pievienojot notekūdeņiem ar pH vērtību 6-7 kompozīcijas koagulantu, kas sastāv no PAC un A1C1₃ masas attiecībās 1/1 un 1.5/1, ar sekojošu filtrāta ozonēšanu, kas iegūts pēc koagulāta atdalīšanas nostādināšanas ceļā.

Izgudrojuma būtība tiek pamatota ar koagulācijas efektivitātes rezultātiem, kas iegūti salīdzinot kompozīcijas koagulantu pēc pieteiktās metodes ar prototipu. Rezultāti apkopoti tabulās 2-5 un konkrētos koagulācijas procesa realizācijas piemēros.

2. Tabulā ir parādīti rezultāti par ietekmi uz HLV un lignīna vielu atdalīšanu, kā arī uz atlikušā alumīnija koncentrāciju modeļšķīdumā pie dažādām apstrādes temperatūrām, kas sasniegti apstrādājot modeļšķīdumu pie pH = 6.0 ar kompozīcijas koagulantu ar dažādu sastāvu pēc pieteiktā paņēmiena un prototipa ar koagulanta devu 100 mg/1. Iegūto rezultātu analīze parāda, ka pieteiktie kompozīcijas koagulanta sastāvi AICI3/PAC, masas attiecībās 1/1 un 1.5/1, raksturojas ar augstāku modeļšķīdumā attīrīšanas pakāpi no HLV un lignīna vielām, nekā pārējie pieteiktie sastāvi. Salīdzinot modeļšķīdumā attīrīšanas kvalitāti ar šiem pieteiktajiem koagulanta sastāviem attiecībā pret prototipa sastāviem, var redzēt, ka pie T=14°C HLV atdalīšana palielinās par 8%, lignīna par 7%, turklāt atlikušā Al saturs modeļšķīdumā samazinās līdz 2.5 reizēm. Pie T=20°C HLV atdalīšanas palielināšanās ir līdz 10%, lignīna - līdz 11%, bet atlikušā Al koncentrācija samazinās līdz 2.0 reizēm. Pie T=40°C HLV atdalīšanas pieaugums ir līdz 18%, lignīna - līdz 21%, bet atlikušā Al satura koncentrācija samazinās līdz 2.3 reizēm.

I. Piemēri, kas parāda pieteikto kompozīcijas koagulantu sastāvu efektivitāti modeļšķīdumā attīrīšanā pie dažādām temperatūrām:

Piemērs 1. (2. tab.)

Glāzē, kas satur 50 ml modeļšķīdumā ar istabas temperatūru, maisot ar magnētisko maisītāju pie 100 apg/min, tiek pievienots kompozīcijas koagulants AICI3/PAC masas attiecībās AlCb:PAC = 1:1, kompozīcijas koagulanta deva 100 mg/1. Modeļšķīdumu ar koagulantu notitrē līdz pH 6.0. Sistēmas samaisīšana norisinājās 1 minūti pie 200 apg/min, 2 minūtes pie 40 apg/min. Pēc izveidotā koagulāta atdalīšanas no apstrādātā ūdens, nostādinot 120 minūšu laikā un nofiltrējot, iegūtais filtrāts tika analizēts. Iegūtais filtrāts raksturojas ar sekojošiem parametriem: HLV atdalīšana - 95.3%, lignīna atdalīšana - 65.6%, krāsainības samazināšana LV 14789

2. Tabula. Kompozīcijas koagulantu sastāvu pec pieteikta paņēmiena un prototipu ietekme uz modeļšķiduma attīrīšanas efektivitāti no hemicelulozes un lignīna vielām pie dažādām temperatūrām: apstrādes pH 6.0, koagulantu deva 100 mg/1

O 0 © d

ļ/gui ‘iļBņņj B(īOBJļU93U05J ĪV

0,102

0,234 ļ

0,044

0,089

0,099

0,100

0,089

0,094

suiu§[q

45,5

40,3 I

64,9

66,2

61,7

61,0

64,3

7—| VT

τ·—i

tO

to

CN

©

ΛΊΗ

tr?

r<

oo

στ

VT

u

tO

VT

00

l>

θ'

00

io3

j/gui ‘ņjņjļļļj

©

00

i—H

VT

Tt

04 τ—4

u

£ ό

rfioBJļU33uoq

09

to ©

©

r—r

04

o σΓ

o CO ICC C

IV

©

θ'

©

O

o

03 Lh O Oh

o

o3

stnuSn

ντ

04

to

00

©

CN

©

i-K

O

Ϊ23

Tt

VT

V?

O?

©

οΓ

©*

©

04

c3

VT

ντ

to

VT

’d^-

VT

I

Ό

N

H

©

στ

©

Tt

r-

T—<

Tt

Ί5Ρ

ΛΤΗ

tr?

©

tr?

to~

VT

©

+-»

00

CN

OV

r-

00

ē' 103 CO

I/gui ‘ejĶiļņj

r-

> »<

Tt

στ

04

Tt

©

o £

BljOBJļU99UOq

QO

ov τ—H

VT 04

Γ/Τ

©

,06

o i—H

04

VO

©

υ

IV

CU o

©

;vs

©

ω

TT

suiugļq

H S

Tt oo

3,2

Η-1 H

5,6

©^ ©

Tf^ ©

CN στ

©^ c<?

VT

ur

Ό

VT

VO

VT

Ph

M

τ—l

T—M

H

©

στ

T—4

στ

ΛΤΗ

rf

Ph

r—(

VO

OC

rC

d

οΓ

oo

r-·

CN

00

>·

r-

—H

tob

bb

ob

dJ)

bb

tb

bū

£

ļ/gui ‘Blioizodiuo^

27

67

50

40

30

20

ot

sazop nļUBin§BOļļ

—

C

-H

~Sb

bfi

bt

OD

bu

bfi

bl)

'Sb

£

στ

©

o

στ

VT

to

00

©

r^-(

ντ

04

©

'··

VT

στ

OV

h·®

(SEqļ09ļUB

d

^-¹

04

i—-H

susbui BļUB[n§BOJļ oad)

< Ph

Ph

o

PAC,

U

o <

d <

d <c

SAtJļSBS Sļirejn§12C»[

Ph

sviioizodujoļļ

’T· o (Z3 cr

T- o <Z) cr

cr d <

CT d

cr d

m d

re d <

cr d

<

88.0%, organiskās vielas samazināšana (ĶSP) - 44.4%, alumīnija koncentrācija filtrātā sastāda 0.061 mg/l.

Piemērs 2. (2. tab.)

Glāzē, kas satur 50 ml modeļšķīduma ar temperatūru 13 (±1°C), maisot ar magnētisko maisītāju pie 100 apg/min, tiek pievienots kompozīcijas koagulanta šķīdums AICI3/PAC, masas attiecībās A1C1₃:PAC = 1:1, 14 (±1°C) temperatūrā, kompozīcijas koagulanta deva 100 mg/l (šķīdumu sagatavošanu un koagulācijas procesu pie temperatūras 14 (±1°C) skat. augstāk metodiskajā daļā). Modeļšķīdumu ar koagulantu notitrē līdz pH 6.0. Sistēmu maisīja 1 minūti pie 200 apg/min, 2 minūtes pie 40 apg/min. Pēc iegūtā koagulāta atdalīšanas no apstrādātā ūdens, nostādinot 120 minūšu laikā pie 14 (±1°C) un nofiltrējot, iegūtais filtrāts tika analizēts. Iegūtais filtrāts raksturojas ar sekojošiem parametriem: HLV atdalīšana - 91.9%, lignīna atdalīšana - 65.6%, krāsainības samazināšana - 84.4%, organiskās vielas samazināšana (ĶSP) - 40.6%, alumīnija koncentrācija filtrātā sastāda 0.074 mg/l.

Piemērs 3. (2. tab.)

Glāzē, kas satur 50 ml modeļšķīdumu ar temperatūru 60°C, maisot ar magnētisko maisītāju pie 100 apg/min tiek, pievienots kompozīcijas koagulanta šķīdums AICI3/PAC, masas attiecībās A1C1₃:PAC = 1:1, istabas temperatūrā, kompozīcijas koagulanta deva 100 mg/l (šķīdumu sagatavošanas procesu un koagulācijas procesu pie temperatūras 40 (±1°C) skat. augstāk metodiskajā daļā). Modeļšķīdumu ar koagulantu notitrē līdz pH= 6.0. Sistēmu maisīja 1 minūti pie 200 apg/min, 2 minūtes pie 40 apg/min. Pēc iegūtā koagulāta atdalīšanas no apstrādātā ūdens, nostādinot 120 minūšu laikā pie 40 (±1°C) un nofiltrējot, iegūtais filtrāts tika analizēts. Iegūtais filtrāts raksturojas ar sekojošiem parametriem: HLV atdalīšana - 87.6%, lignīna atdalīšana - 64.9%, krāsainības samazināšana - 75.8%, organiskās vielas samazināšana (ĶSP) - 36.0%, alumīnija koncentrācija filtrātā sastāda 0.044 mg/l.

Piemērs 4. (2. tab.)

Atbilstoši piemēram 1., kas atšķiras ar to, ka masas attiecības ir AICĶPAC =1.5:1. Pēc sistēmas koagulēšanas 120 minūšu garumā, koagulējamā sistēma tika filtrēta un filtrāts analizēts. Tika iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana - 91.9%, lignīna atdalīšana - 57.8%, krāsainības samazināšana - 86.0%, organiskās vielas samazināšana (ĶSP) - 37.7%, alumīnija koncentrācija filtrātā sastāda 0.075 mg/l.

Piemērs 5. (2. tab.)

Atbilstoši piemēram 2., kas atšķiras ar to, ka masas attiecības ir A1C1₃:PAC 1.5:1. Tika iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana - 86.3%, lignīna atdalīšana 59.0%, krāsainības samazināšana - 83.2%, organiskās vielas samazināšana (ĶSP) 28.9%, alumīnija koncentrācija filtrātā sastāda 0.063 mg/1.

Piemērs 6. (2. tab.)

Atbilstoši piemēram 3., kas atšķiras ar to, ka masas attiecības ir AICĶPAC = 1.5:1. Tika iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana - 87.6%, lignīna atdalīšana 66.2%, krāsainības samazināšana - 76.1%, organiskās vielas samazināšana (ĶSP) 32.7%, alumīnija koncentrācija filtrāta sastāda 0.089 mg/1.

3. Tabula parāda modeļšķīduma attīrīšanas rezultātus pie pazeminātas temperatūras ar pieteiktajiem koagulanta sastāviem un koagulanta sastāviem pēc prototipa, koagulanta deva 100 mg/1, atkarībā no vides pH. Salīdzinot modeļšķīduma attīrīšanas kvalitāti ar pieteiktiem koagulantu sastāviem attiecībā pret prototipa sastāviem redzams, ka izņemot pH = 5.0, pieteiktie kompozīcijas koagulanta sastāvi efektīvāk attīra modeļšķīdumu nekā prototipa koagulanta sastāvi. Pie pH= 6.0 HLV atdalīšanas pieaugums sastāda ap 20%, lignīna ap 12%, bet atlikušā alumīnija koncentrācija modeļšķīdumā pēc tā apstrādes samazinās līdz 3.0 reizēm. Pie pH= 7.0 HLV atdalīšana palielinās līdz 31%, lignīna līdz 14%, bet atlikušā Al koncentrācija modeļšķīdumā pēc tā apstrādes samazinās līdz 2 reizēm. Pie pH= 8.0 HLV atdalīšana palielinās līdz 54%, lignīna līdz 26%, bet atlikušā Al koncentrācija modeļšķīdumā pēc tā apstrādes samazinās līdz 4 reizēm. Tajā pat laikā, modeļšķīduma apstrāde pie pH > 8.0 paaugstina filtrāta sārmainību un var negatīvi ietekmēt ozonēšanu un attīrītā ūdens kvalitāti.

II. Piemēri, parāda pieteikto kompozīcijas koagulantu sastāvu efektivitāti modeļšķīduma attīrīšanā pie dažādām temperatūrām pie noteiktām apstrādes pH vērtībām.

Piemērs 7. (3. tab.)

Atbilstoši piemēram 2., kas atšķiras ar to, ka koagulāciju veica pie modeļšķīduma un koagulanta sistēmas pH= 6,0. Tika iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana 91.9%, lignīna atdalīšana - 65.6%, krāsainības samazināšana - 84.4%, alumīnija koncentrācija filtrātā sastāda 0.074 mg/1.

3. Tabula. pH vērtības ietekme uz modeļšķiduma attīrīšanas efektivitāti no hemicelulozes un lignma vielām, izmantojot pieteiktos kompozīcijas koagulantus un koagulantus pēc prototipa pie zemās apstrādes temperatūras 14(±1°C), koagulantu deva 100 mg/1

			ļ/Sui ‘EJBJllP Bfļ0BJļU30U05[ ļV		CO CN ©	0,518		0,127	0,178
	©				O\	©		a\	KD
			bUļUrf l' \|		cn	ko'’			©
						CN		VD	VD
					©	ok		T—t	KO
			ATH			00		CD	r-T
					vd	CN		00	OO
			ļ/āui ‘BļRIļļg		I ©	DT		l> CN	CN CD
			EflOB4ļU90UO>[ jy		cN ©	CN o		7—( ©	o
		u
	©	103 4-»	suiu§n		ko	CN		00	<N
		>		©			r-	vd
		fekti			vd	Tļ-		VD	VD

		u			cd	ko		t>	©
		ATH		©			CN	CD
		o				^o		O-s	00
NU >		ai

		03	1/§UI ‘BļBJļļlJ		o ©	VD		Tj- r-	CD KO
0-1		aju at<	BflORIļUaOUOlļ JV		©	CN ©		© ©	©^ ©

	© KO	4-* o &	suiuāig		oo	CN cd		KD vd	^Orv O\
		iesā			vd	VD		KO	VD
						1—(
		Pk				r—1	>	O\	CD
			ATH			CN	<<	7—<	ko
				(Z)	00	t>	H	OK	00
				Π i			tt
				>—1			<
			I/Sui Tļrnipj	H O	CD 00	CN σκ	:ktie s	o VD	ko CD
			BfīOEJļUSOUOlļ IV	H S	©	r- ©	Γ- o	©
	©		suiuān	Ph	(N VD	ko^ CN	PETEl	oo VD	oo VD
					VD	VD	VD	VD
					KO	©		©	©
			ATH			Κθ			7—<
					00	r-		C\	O\
j/Sui ‘azop nļuqn§B0>[		© ©	© © 7“^		© ©	© ©
				>>	r-		©	o
				CN	KO		VD
I/§uj ‘uljoizoduioiļ		mg/1: mg/1	mg/1: mg/1		~ ab
sszop nļuqnSBO>{			Ē ^E	60 C Ē ^E
				CD	CD		©	©
					CD		VD	KO
					1—t
					VD			7—1
				CN	©		T—H	VD
	(seqi03iuE		d	d			7—1
SBSBUI BļUBjnāBOlļ		< CL	< Ph		u <	o < P-i
osd) SABļSBS SļUBjnāBOJļ			cn		P-
SBfļOIZOduiOļJ		o CZ3	' Tt o tt)		CO o	cn d
				C4	CN		<
				<	<

Piemērs 8. (3. tab.)

Atbilstoši piemēram 2., kas atšķiras ar to, ka koagulāciju veica pie modeļšķīduma un koagulanta sistēmas pH= 7.0. Iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana - 92.7%, lignīna atdalīšana - 57.8%, krāsainības samazināšana - 86.0%, alumīnija koncentrācija sastāda 0.127 mg/1.

Piemērs 9. (3. tab)

Atbilstoši piemēram 5., kas atšķiras ar to, ka koagulācija tika veikta pie modeļšķīduma un koagulanta sistēmas pH= 6.0. Iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana - 86.3%, lignīna atdalīšana - 59.0%, krāsainības samazināšana - 83.2%, alumīnija koncentrācija filtrātā sastāda 0.063 mg/1.

Piemērs 10. (3. tab.)

Atbilstoši piemēram 5., kas atšķiras ar to, ka koagulāciju veica pie modeļšķīduma un koagulanta sistēmas pH= 7.0. Tika iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana 83.0%, lignīna atdalīšana - 55.2%, krāsainības samazināšana - 75.5%, alumīnija koncentrācija filtrātā sastāda 0.132 mg/1.

4. Tabula parāda modeļšķīduma attīrīšanas rezultātus pie pazeminātas temperatūras ar pieteiktajiem koagulanta sastāviem un koagulanta sastāviem pēc prototipa atkarībā no koagulantu devas. Iegūto rezultātu analīze parāda, ka pieteiktie kompozīcijas koagulanta sastāvi AICI3/PAC, masas atiecībās 1/1 un 1.5/1 ar devu 75125 mg\l pH intervālā 6.0-7.0 pie koagulācijas temperatūras 14°C, raksturojas ar augstāku modeļšķīduma attīrīšanas pakāpi no HLV un lignīna vielām salīdzinājumā ar prototipa sastāviem. Modeļšķīduma attīrīšana ar pieteiktajiem sastāviem norādītajos apstākļos salīdzinājumā ar koagulantu pēc prototipa, parāda, ka ar devu 75 mg/1 HLV atdalīšana no modeļšķīduma pieaug līdz 72%, lignīna atdalīšana līdz 36%, bet atlikušā Al koncentrācija modeļšķīdumā pēc tā apstrādes samazinās līdz 7.0 reizēm. Ar devu 100 mg/1 HLV atdalīšana palielinās līdz 31%, lignīna par 14%, bet atlikušā Al koncentrācija modeļšķīdumā pēc tā apstrādes samazinās līdz 3.4 reizēm. Ar pievienošanas devu 125 mg/1 HLV atdalīšana palielinās līdz 21%, lignīna līdz 13%, bet atlikušā Al koncentrācija modeļšķīdumā pēc tā apstrādes samazinās līdz 4 reizēm. Tajā pašā laikā modeļšķīduma apstrāde ar pieteiktajiem koagulanta sastāviem ar devu augstāku par 125 mg/1 nenoved pie būtiska hemicelulozes un lignīna vielu atdalīšanas pieauguma.

4. Tabula. Kompozīcijas koagulanta devas ietekme uz modeļšķīduma attīrīšanas efektivitāti no hemicelulozes un lignīna vielām, izmantojot pieteiktos kompozīcijas koagulantus un koagulantus pēc prototipa pie pH 6.0-7.0 un apstrādes temperatūras 14(±1°C)

UC

I/Sui ‘BļBJļjg ūfpviļU9ouoq IV

0,117 1

1 0,143 1

0,095 |

0,039 |

| 0,382 I

| 0,166 1

i 0,068 1

[ 0,015 |

suļuāiņ

kD © UC

UC kO UC

o, »—< ©

00 r- UC

CN CC uc

oo Tt

(N UC UC

Ok uc

O

Ok

t-»

t·»

T—H

re

Os

ATH

cc

Uk

ko*

kO

©

(N

τ—1

r-

OO

00

r-

OO

Ok

I/Sui ‘Bjņiļpj

CC

CN

Ok

Tt

CN

kO

Ok

kO

EiļOĪUļU99UO}[

UC CN

©

CC ©

CN ©

CC

CC CN

©

uc ©

IV

©

UC

suiuSn

kO

cc

r-

kO

uc

OO

CN

©

Ok

re

uc

kO

uc

UC

k£>

Tt

uc

UC

o^x

Ok

©

CC

©

o

Os

©

O īS

ATH

Cc

o?

Ok

l<

uc

t

r-

00

Ok

P-

kO

00

OO

T

J/SUI ‘EļĶlļlTJ

r-

_{i [}

Tt

CC

ί“Ή

Tt

Γ-

CN

Bfļ9g.ņU99U(»[

Ok

UC CN

©

kO ©

kO CN

Tt CN

CN

CC

o

IV

o

O

©

o

O

©

Tb Ē

o

©

103 C

sinu§n

kO

CN

kO

o

t'

kO

CN

OO

<N

c3

©

Ϊ22

II

Oo

cc

uc

ot

II

©”

Tt

r-

uc

;> <L> Q

3

a p.

uc

>—1 >

kO

uc

a ©

uc

Tt

1—( >

uc

o3 zs

κΓ¹

ATH

C/j

Tt'

CN

H 00

Ok TH

CC ko

OO CL

CC ©

kO

H co

Γ-χ (N

c? CC

ιίΰ⁵ 4—» o

H

oo

r-

< 00

Ok

00

P

Γ-

kO

< CZ)

Ok

OO

& ic3

|/Sui ‘gļEJļilJ

O H

Tt

UC

ω

CN

CC

o H

CC

Ok

1—-1

Ok

“1

CC

Bfl9RIļU99UO5[

o

cc kO

Tt kO

Ē

Ok ©

©

O Pi

uc uc

uc Tt^

H

00 cc^

Tt

b-i

IV

£

©'

o

Ē

©

P-l

o

<©

ω l—i

©

uc

suiuSn

uc^ cT

OO ©

Ph

kO cc

rt

oo^

Ok kC

ω Ph

uc

CN Ok

cc

CN

kO

UC

CC

r-4

CC

CN

Ok

Tt

Os

CC

ATH

m

θ7

CN

Ok'

Tt'

©

oo

cc

^1—1

Ok

00

co

r-H

U)

CC

l/Sui Tļgniij

UC

kO

uc

OO

r-

Efļ9gUU99UO5J

cc 00

00 Tt

CN

uc r-

1 1 1

Tt kO

00 kO

IV

©

suiuSiq

CN uc

CN^ οά

<o Tt' CN

Ok Tt

Tt cc CN

© ©

uc ko

kO ce

ATH

<o oo

cc^ OO 1—4

t> CN

Tt T—<

l> CN CC

©, ©

ko τ—S

r—4

r—1

UC

1

l>

UC

τ—4

CN

©

kn

CN

©

UC

(SEqi99IļļE

u

d^-

(d

r,

^^-1

SESEUI EļUEļn§EO>[

< P-l

Ž

o

d'

< P-l

Ph

U 2

o < Pl

oad) SAVļSBs BļUB[n§ūoq

m

CL

P-,

m

i-L

SBiļoļzoduioļg

o CZ) rs

o 00 (S

m d

m d <

' •«τ o <Z) rs

^r 'T o cz) rs

m d <

<c d <

<

III. Piemēri, kas parāda pieteikto kompozīcijas koagulantu sastāvu efektivitāti modeļšķīduma attīrīšanas izmantošanā ar pieteiktajām devām un pieteiktajām apstrādes pH vērtībām:

Piemērs 11. (4. tab.)

Atbilstoši piemēram 2., kas atšķiras ar to, ka kompozīcijas koagulanta deva sastādīja 75 mg/1, modeļšķīduma un koagulantu sistēmas pH= 6.0. Iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana - 91.4%, lignīna atdalīšana - 63.6%, krāsainības samazināšana - 82.2%, alumīnija koncentrācija fīltrāta sastāda 0.092 mg/1.

Piemērs 12. (4. tab.)

Atbilstoši piemēram 2., kas atšķiras ar to, ka kompozīcijas koagulanta deva sastādīja 100 mg/1, modeļšķīduma un koagulantu sistēmas pH= 6.0. Iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana - 91.9%, lignīna atdalīšana - 65.6%, krāsainības samazināšana - 84.4%, alumīnija koncentrācija filtrātā sastāda 0.074 mg/1.

Piemērs 13. (4. tab.)

Atbilstoši piemēram 2., kas atšķiras ar to, ka kompozīcijas koagulanta deva sastādīja 125 mg/1, modeļšķīduma un koagulantu sistēmas pH= 6.0. Tika iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana - 89.3%, lignīna atdalīšana - 59.7%, krāsainības samazināšana - 90.6%, alumīnija koncentrācija filtrātā sastāda 0.039 mg/1.

Piemērs 14. (4. tab.)

Atbilstoši piemēram 8., kas atšķiras ar to, ka kompozīcijas koagulanta deva sastādīja 100 mg/1, modeļšķīduma un koagulantu sistēmas pH= 7.0. Tika iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana - 92.7%, lignīna atdalīšana - 57.8%, krāsainības samazināšana-86.0%, alumīnija koncentrācija filtrātā sastāda 0.127 mg/1.

Piemērs 15. (4. tab.)

Atbilstoši piemēram 8., kas atšķiras ar to, ka kompozīcijas koagulanta deva sastādīja 125 mg/1, modeļšķīduma un koagulantu sistēmas pH= 7.0. Tika iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana - 87.9%, lignīna atdalīšana - 55.8%, krāsainības samazināšana -76.7%, alumīnija koncentrācija sastāda 0.019 mg/1.

Piemērs 16. (4. tab.)

Atbilstoši piemēram 5., kas atšķiras ar to, ka kompozīcijas koagulanta deva sastādīja 75 mg/1, modeļšķīduma un koagulantu sistēmas pH= 6.0. Tika iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana - 82.4%, lignīna atdalīšana - 57.1%, krāsainības samazināšana-81.4%, alumīnija koncentrācija filtrātā sastāda 0.103 mg/1.

Piemērs 17. (4. tab.)

Atbilstoši piemēram 5., kas atšķiras ar to, ka kompozīcijas koagulanta deva sastādīja 100 mg/1, modeļšķīduma un koagulanta sistēmas pH= 6.0. Iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana - 86.3%, lignīna atdalīšana - 59.0%, krāsainības samazināšana - 83.2%, alumīnija koncentrācija filtrāta sastāda 0.063 mg/1

Piemērs 18. (4. tab.)

Atbilstoši piemēram 5., kas atšķiras ar to, ka kompozīcijas koagulanta deva sastādīja 125 mg/1, modeļšķīduma un koagulanta sistēmas pH= 6.0. Tika iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana - 91.0%, lignīna atdalīšana - 63.6%, krāsainības samazināšana - 90.2%, alumīnija koncentrācija filtrāta sastāda 0.024 mg/1.

Piemērs 19. (4. tab.)

Atbilstoši piemēram 10., kas atšķiras ar to, ka kompozīcijas koagulanta deva sastādīja 100 mg/1, modeļšķīduma un koagulanta sistēmas pH= 7.0. Tika iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana - 83.0%, lignīna atdalīšana - 55.2%, krāsainības samazināšana - 75.5%, alumīnija koncentrācija filtrāta sastāda 0.132 mg/1.

Piemērs 20. (4. tab.)

Atbilstoši piemēram 10., kas atšķiras ar to, ka kompozīcijas koagulanta deva sastādīja 125 mg/1, modeļšķīduma un koagulanta sistēmas pH= 7.0. Tika iegūti sekojoši rezultāti: HLV atdalīšana - 85.6%, lignīna atdalīšana - 55.2%, krāsainības samazināšana - 78.0%, alumīnija koncentrācija filtrātā sastāda 0.056 mg/1.

Otrā attīrīšanas stadija ir filtrāta, kas iegūts pēc koagulāta nostādināšanas un apstrādātā modeļšķīduma filtrācijas, ozonēšana ar barbotēšanas metodi. 5. Tabulā ir doti rezultāti, kas iegūti ozonējot apstrādātā modeļšķīduma filtrātus pēc koagulācijas ar pieteiktajiem koagulanta sastāviem AlCfi/PAC, masas attiecībās 1/1 un 1.5/1, pie pH= 6.0, koagulanta devas 100 mg/1, pie pazeminātas un istabas temperatūrās. Ozonēšanas laiks sastādīja 60 min, kas tika izvēlēts, balstoties uz filtrāta krāsainības samazināšanās atkarību no ozonēšanas laika. Iegūto rezultāta analīze parāda, ka modeļšķīdumu, kas apstrādāti ar pieteiktajiem koagulanta sastāviem pazeminātās temperatūrās, filtrātu ozonēšana ļauj palielināt HLV atdalīšanu līdz 10 %, lignīna līdz 35% un samazināt krāsainību līdz 13%. Ozonējot filtrātus, kas iegūti koagulācijas ceļā istabas temperatūrā, HLV atdalīšana palielinās līdz 7.6%, lignīna līdz 36%, krāsainības samazināšanās līdz 10.8%.

IV. Piemēri, kas parāda ozonēšanas efektivitāti, ozonējot filtrātu, kas iegūts pēc modeļšķīduma apstrādes ar pieteiktajiem koagulanta sastāviem ar pieteikto devu un pieteikto pH vērtību ar tālāku koagulāta nostādināšanu un apstrādātā šķīduma filtrēšanu:

Piemērs 21. (5. tab.)

Atbilstoši piemēram 1., kas atšķiras ar to, ka filtrāts pēc koagulāta atdalīšanas tika pakļauts ozonēšanai barbotāžas reaktorā 60 minūtes, ozona koncentrācija 0.6 mg/l. Pēc ozonēšanas, filtrātu raksturoja sekojoši rādītāji: HLV atdalīšana - 99.4%, lignīna atdalīšana - 94.2%, krāsainības samazinājums - 96.8%, TOC samazinājums 92.1%.

Piemērs 22. (5. tab.)

Atbilstoši piemēram 4., kas atšķiras ar to, ka filtrāts pec koagulāta atdalīšanas tika pakļauts ozonēšanai barbotāžas reaktorā 60 minūtes, ozona koncentrācija 0.6 mg/l. Pēc ozonēšanas filtrātu raksturoja sekojoši rādītāji: HLV atdalīšana - 99.5%, lignīna atdalīšana - 93.5%, krāsainības samazinājums - 96.4%, TOC samazinājums 91.1%.

Piemērs 23.(5. tab.)

Atbilstoši piemēram 2., kas atšķiras ar to, ka filtrāts pēc koagulāta atdalīšanas tika pakļauts ozonēšanai barbotāžas reaktorā 60 minūtes, ozona koncentrācija 0.6 mg/l. Pēc ozonēšanas filtrātu raksturoja sekojoši rādītāji: HLV atdalīšana - 97.9%, lignīna atdalīšana - 96.1%, krāsainības samazinājums - 96.8%, TOC samazinājums 92.4%.

Piemērs 24. (5. tab.)

Atbilstoši piemēram 5, kas atšķiras ar to, ka filtrāts pēc koagulāta atdalīšanas tika pakļauts ozonēšanai barbotāžas reaktorā 60 minūtes, ozona koncentrācija 0.6 mg/l. Pēc ozonēšanas filtrātu raksturoja sekojoši rādītāji: HLV atdalīšana - 95.7%, lignīna atdalīšana - 93.5%, krāsainības samazinājums - 96.4%, TOC samazinājums -90.3%.

Koagulācijas spējas palielināšanās jaunajam kompozīcijas koagulantam pēc pieteiktās metodes attiecībā uz koagulantu pēc prototipa, ir tā dēļ, ka sistēmā AICI3/PAC pārsvarā izveidojas daudzkodolu Al-kompleksi, kuriem piemīt polimēra un lielmolekulāra struktūra. To pierāda kompozīcijas koagulantu salīdzinošie pētījuma rezultāti, izmantojot Ferrona metodi un jonu masspektroskopiju. Pirmā metode pamatojas uz savstarpējo monomēro, polimēro un lielmolekulāro alumīnija formu reakcijas kinētiku ar Ferrona reaktīvu [34]. Alumīnija sāļu savstarpējās iedarbības rezultātā ar reaģentu, parādās iekrāsoti kompleksi, kuru optiskais blīvums

5. Tabula. Ozonešanas ietekme uz hemicelulozes un lignīna vielu izdalīšanas efektivitāti no filtratiem, kas iegūti pēc koagulācijas c3 α

o

N

O c3

CO <D ©

Ό co ’jB co cd §

>co

C o

N

O ©

©

K

CL

C r i ° c*n

C cs o

• rH

CL

S

O

ŠP

C/3

N

O

I o

S '53 tu 'CL e3

c3	X® ©X	cqiuresciN	oo KO	KO	OO KO	KO
oagulācij rācijas ur onēšanas	<D		o>	O\	Os	OS
icS
L—>	suiu§iq	(N Tt	un m	τ—Ί UO	un cn
,<L>		o>	O\	OS	Os
4s 44 N

O d O	O			un	ok	t>
Pē	CO IftS	ATH	o?	o?	r<	un
c		Os	σ\	Os	05
	c3
	ĪS3
			o	o	rt	<N
c3	Ό	EĢTUn’SRlN	oo	ko		m
	N		oo	oo	00	00

—! O
3 icd bo »53 44	k? 4—> o	suiu§iq	5,6	OC Γ-	5,6	Ο_Λ Os
O	&		KO	un	KO	un
Λ p	ICtf
O 3	co		m	Os	Os	cn
IQ P-i	CD	ATH	un		r—4	KO
	P-i		<Os	Os	Os	00
	o o		o	o	m	cn
			CM	<N	τ-H	i—-4
	H
			o	o	o	o
	CU	KO	KO	ko	ko
			'Sb		~bb	bb
			ε	ε	ε	ε
I/Sui ‘Bijoizoduiol·}	: 50	: 40	: 50	©
sazop nļUBļnSBO^ļ	—«	j—,		—M
			OD	OD	bO	bO
			ε	ε	ε	ε
			o	©	ο	o
			un	KO	un	KO
				rH
			'· ·	un		un
(SBqīO9IļļB		τ—7¹	_Λ	r—i
sbsbui Bļirein§eo5[	u <	d‘	ο <	d¹
oad) SABļSBS ^jire[n§E0}ļ	PL	P.	PL
SBfioļzoduio^ļ	cn o	co o	CO ο	cn 0
			<	Al·	<	<

pie 370 nm tiek mērīts laikā. Monomērās alumīnija formas (Ali) ar Ferrona reaģentu reaģē 1 minūtes laikā, polimērās alumīnija formas (A1₂A1_]O) ar Ferrona reaģentu reaģē 120 minūšu laikā, bet lielmolekulārās formas un amorfa alumīnija fāze (AlnAbi, A1(OH)₃) reaģē lēni vai nereaģē vispār [35], Saskaņā ar iegūtajiem rezultātiem, kas parādīti 6. tabulā, Al-daudzkodolu kompleksu saturs pieteiktajā kompozīcijas koagulantā pārsniedz to daudzumu sākotnējā PAC,kā arī sistēmā Aķ/SCLfi/PAC, tajā pat laikā alumīnija monomēro formu saturs ir vairāk PAC un tā kompozīcijās ar A1₂(SO₄)₃.

6. Tabula

PAC, A1₂(SO₄)₃/PAC un AlCfi/PAC hidrolīzes produktu formu saturs

Koagulants	Aķ, %	Al_b, %	Al_c, %
PAC	16.6	66.6	16.8
A1₂(SO₄)₃/PAC (1/1 pēc masas)	16.4	67.2	16.4
A1C1₃/PAC (1/1 pēc masas)	10.3	72.6	17.1
Al_a- alumīnija monomēru formas, Alf alumīnija po	imeu formas, Al_c - alumīnija

lielmolekulārās formas un amorfa fāze

Otrā salīdzināšanas metode ir balstīta uz kompozīcijas koagulantu hidrolīzes produktu formu kvalitātes analīzi ar jonu masspektroskopiju uz ierīces GCMSQP2010 (Shimadzu, Japāna). Lai iegūtu jonus no šķīduma gāzes formā, jonizāciju veica ar izsmidzināšanu elektriskajā laukā ar potenciālu 3500 V un Teilora konusa spriegumu - 70 V [36], Alumīnija formu analīze tika veikta pēc raksturīgiem signāliem kuru intensitāte nav mazāku par 20%. Iegūtie PAC un kompozīcijas koagulantu spektra dati parādīti 1. attēlā.

PAC spektram (1 .a attēls) ir raksturīgi monomēru alumīnija formu signāli pie 78.8 un 98.9 m/z, tetramēram formām [Al₃0₄(H₂0)o-5]⁺ pie 145.1, 162.2, 181.2 m/z. Savukārt, intensīvi signāli pie 231.1 un 337.0 m/z atbilst lielmolekulārām formām attiecīgi [A1i₃O₁₈(H₂O)₀__2AT un [Al₁₃O₁₈(OH)(H₂O)₀4]²⁺.

Kompozīcijas koagulantam A1₂(SO₄)₃/PAC (l.b attēls), ir raksturīgi monomēru alumīnija formu signāli [Al(OH)₂(H₂O)i_₂]⁺ - 97.0 m/z, dimēru [Al2O2(OH)(H2O)0-4]⁺- 103.0, 157.1 m/z, tetramēru [Al30₄(H₂0)o-5]⁺ - 145.8, 163.1 m/z, tetramēru [Α1₄Ο5(ΟΗ)(Η₂Ο)ι.5]⁺ - 188.0, 205.1, 222.8 m/z un pentomēru alumīnija formu [ΑΚΟγ]* - 246.9 m/z. Mazak intensīvs signāls pie 327.6 m/z norada uz lielmolekulāru alumīnija formu [Ali₃Oi₈(OH)(H₂O)₀4]²⁺klātbūtni.

1. Attēls. ESĪ-MS spektri PAC (a), A1₂(SO₄)₃/PAC (b) un A1C1₃/PAC (c)

Savukārt pieteiktajā kompozīcijas koagulantā A1C1₃/PAC (l.c attēls), bez norādītajām alumīnija monomērām un polimērām formām, izejot no intensīviem signāliem, ir izteikta lielmolekulāru formu veidu [A1i₂O]7]²⁺ - 297.6 m/z, [A1i3Oi8(OH)(H20)o.4]²⁺ - 327.6 m/z un [A1i4O₂₀(H₂O)₀-i]²⁺ - 348.9 m/z klātbūtne, ko nenovēro kompozīcijas koagulantā A1₂(SO₄)₃/PAC. Tika novēroti signāli 400-550 m/z diapazonā, kas raksturīgi lielmolekulārām alumīnija formām ar 9, 10 un 16 alumīnija atomiem struktūrā [37].

Saskaņā ar iegūtiem rezultātiem, pieteiktais kompozīcijas koagulants A1C1₃/PAC raksturojas ar lielu lielmolekulāru formu tādu kā [AI12O17]² ¹, [Al]3Oi8(OH)(H20)o-4]²⁺, [A1i40₂q(H₂0)o-i]²⁺ daudzumu un daudzveidību, salīdzinot ar sākotnējo PAC un sistēmu AbCSOrta/PAC. Tā pat, atšķirībā no PAC un Ah/SCbT/PAC, pieteiktajā AICI3/PAC novēro lielmolekulāru alumīnija formu klātbūtni ar 16 alumīnija kodoliem struktūrā, kuri nav Al saturošos koagulantos.

Iegūtie rezultāti par notekūdeņu, kas izveidojas koksnes maigās hidrolizēs rezultātā, attīrīšanas efektivitāti parāda, ka pieteiktā paņēmiena izmantošana salīdzinājumā ar prototipu, ļauj, pie tām pašām kompozīcijas koagulanta devām, ievērojami paaugstināt notekūdeņu attīrīšanas pakāpi, samazināt tā krāsainību un atlikušā alumīnija koncentrāciju, kas, savukārt, ļauj attīrīto ūdeni atgriezt tehnoloģiskajā ciklā.

Informācijas avoti, kas tika ņemti vērā, rakstot pieteikumu:

[1] K).M. TepHoSepoKCKHŪ. TexHonorna κομ6ηηηροβ3ηηοη (ļjn3HKO-XHMHuecKoR n SnojioranecKon ohhctkh ογοηημχ Boņ u,ejunojio3HO - 6yMa>KHbix npeflnpHBTHii c nojiyueHneM agcopSema - KoaryjiaHTa Ha ocHOBe o6pa3yromnxca oca^KOB. International Environmental Symposium „Pulp and paper Technologies for a cleaned world, Paris, April, 1993 [2] F. Xiao, B.J. Zhang, J. Ma Yi, P. Yi, C.W. Cui. Effects of low temperature on floc fractal dimensions and shape factors during alum coagulation. Journal of Water Supply: Research, Technology - AQUA, 58 (1), 2009, pp. 21-27 [3] IO.M. TepHoSepejKCKHĪi, A.B. JīopeHņcoH, A.E. JJaruneBa. Koaryjiau,Ha cyjib(ļ)aTHoro JīnrHHHa xnopuflOM anioMHHHa. JKypHan npmGiaaHoīi χημηη, 72(9), 1999, CTp. 1498-1501 [4] V.C. Srivastava, I. Deo Mali. Treatment of pulp and paper mill wastewaters with poly aluminum chloride and bagasse fly ash. Colloids and surface A: Physicochem. Eng. Aspects 260, 2005, pp. 17-28 [5] A.L. Ahmad, S.S. Wang, T.T. Teng, A. Zuhaiti. Improvement of alum and PAC1 coagulation by polyacrylamides (PAMs) for the treatment of pulp and paper mill wastewater. Chemical Engineering Journal, 137, 2008, pp.510-517 [6] Z. Yang, B. Gao, Q. Yue. Coagulation performance and residual aluminium speciation of A^SCLE and polyaluminium chloride (PAC) in Yellow river water treatment. Chemical Engineering Journal, 165, 2010, pp. 122-132 [7] G. Bogoeva-Gaceva, A. Buzarovska. Discoloration of synthetic dyeing wastewater using polyaluminium Chloride. G.U. Journal of Science, 21 (4), 2008,pp.123-128 [8] J- Brovkina, G. Shulga, J. Ozoliņš. The colloidal stability of wood originated pollutants in the presence of aluminium salts. Scientific Journal of Riga Technical University Material Science and applied Chemistry, 23, 2011, pp. 98-102.

[9] X. īlanoHe, A. IlajiOHHeMH, P. TaHTTOHeH, Π. Poycy. IlaTeHT RU 2408543C2 - Cnoco6 yņajieHHa πηγηηηβ H3 bo^ei -10.01.2011.

[10] K).IO. Chaophh, JI.B. KojiecHHKOB. IlaTeHT RU 2410328C1 - CnocoS no.TVMeHH» i<oary.THHTa /ļjia npoMbimjieHHbix ctohheīx βολ - 27.01.2011.

[11] H.S. Vincent, A. Christian. Patent USA 4417996 - Aqueous basie polyaluminum halide Solutions - 16.09.1982 [12] S.J. Lee, Y.J. Lee, S.H. Nam. Improvement in the coagulation performance by combining Al and Fe coagulants in water purification. Korean Journal Chem. Eng., 25 (1), 2008, pp. 505-512 [13] Η.Υ. EbiKagopoB, C.C. PaaneHKo. Πβτθητ RU 2064444C1 - Cnoco6 ohhctkh ctohheix βοα ot B3BeiueHHbix BeipecTB - 27.07.1996 [14] H.A. HoBaKOB, Η.Υ. EbiKa/topoB, C.C. PaņneHKO, O.K. >KoxoBa, E.E, Υτκηηη.

IlaTeHT RU 2122973C1 - CnocoS nojivncHna TBepņoro xjiopajnoMHHHHCoflepxcamero KoaryjiaHTa (BapHaHTbi) - 10.12.1998 [15] Β. Y. Gao, Q.Y. Yue, B.J. Wang. Properties and coagulation performance of coagulant poly-aluminium-ferric-silicate chloride in water and wastewater treatment. Journal of Environmental Science and Health Part A, 41, 2006, pp. 1281-1292 [16] H.E. MeJibHHKOBa. naTeHT RU 2114068C1 - CocTaB ajm o6pa6oTKH npOMbIIHJieHHbIX H 6bIT0BbIX CTOHHbIX BO/t - 27.06.1998 [17] B.H. JIyKepneHKO, Jļ.H. MacnoB, T.M. lUaGanHHa, B.A. MonnaHOB. 3a»BKa Ha H3o6peTeHHe RU 2007100306A - VHHBepcajībHbiii cnoco6 ohhctkh bo^ei -20.07.2008.

[18] M.C. Kevin, C. Kenneth, G. Dean. Floc morphology and cyclic shearing recovery: comparison of alum and polyaluminium coagulants. Water research, 38, 2004, pp. 486-494 [19] Φ.Β. KapMa3HH0B, M.B. EaņanoB, Μ.Γ. Hobhkob, E.A. ĒBenbcoH, A.E. AnņpeeBa. ĪIaTeHT RU 2218310C1 - Cnoco6 ohhctkh ManoMyTHbix ηβ6τηειχ boa- 10.12.2003 [20] Α.Ή. IUhihkhh. ĪIaTeHT RU 2234464C1 - CnocoG ohhctkh ctorhek Boņ ot B3BemaHHbix BeipecTB - 20.08.2004 [21] A. Al-Kdasi, A. Idris, K. Saēd, C.T. Guan. Treatment of textile wastewater by advanced oxidation processes - a review. Global Nest: The Int. J., 6(3), 2004, pp. 222-230 [22] M.R. Assalin, E. dos Santos Almeida, N. Duran. Combined system of activated sludge and ozonation for the treatment of kraft effluent. Int J Environ Res Public Health. 6(3), 2009, pp. 1145-1154 [23] H.J. Oeller, G. Weinberger. Reduction in residual COD in biologically treated paper mill effluents by means of combined Ozone and Ozone/UV reactor stages. Water Sci. Technol., 35 (2-3), 1997, pp. 269-276 [24] M.C. Yeber, J. Rodriquez, J. Baeza, N. Duran, H. Mansilla. Advanced oxidation of a pulp mill bleaching wastewater. Chemosphere, 39 (10), 1999, pp. 1679-1688 [25] R. Freire, A. Kunz, N. Duran. Some Chemical and toxicological aspects about paper mill effluent treatment with ozone. Environ.Technol., 21, 2000, pp. 717— 721 [26] A. Mohammed, D.W. Smith. Effects of ozone on kraft process pulp mill effluent. Ozone: Sci. Eng. 14, 1992, pp. 461-485.

[27] L. Roy-Arcand, F. Archibald. Selective removal of resin and fatty acids from mechanical pulp effluents by ozone. Water Res. 30 (5), 1996, pp. 1269-1279 [28] T. Li, X. Yan, D. Wang, F. Wang. Impact of preozonation on performance of coagulated flocs. Chemosphere, 75(2), 2009, pp. 187-192 [29] M. Edwards, M.M. Benjamiņ. Transformation of NOM by ozone and its effect on iron and aluminium solubility. J. Am. Water Works Assoc., 84 (6), 1992, pp.56-66 [30] P, Bose, D.A. Reckhow. The effect of ozonation on natūrai matter removal by alum coagulation. Water Research., 41 (7), 2007, pp. 1516-1524 [31] N.K. Herath, Y. Ohtani, H. Ichiur. Color and phenolic compounds reduction of Kraft Pulp Mill effluent by ozonation with some pre-treatment’s. Am. J. Sci. Ind. Res., 2 (5), 2011, pp. 798-806 [32] Z. Liu, Υ. Ni, Ρ. Fatehi, Α. Saeed. Isolation and cationization of hemicelluloses from pre-hydrolysis liquor of krafit-based dissolving pulp production process. Biomass and Bioenergy, 35, 2011, pp. 1789-1796 [33] C.H. Koa, P.H. Hsieha, M.W. Changb, J.M. Chemb, S.M. Chiangc, C.J. Tzengd. Kinetics of pulp mill effluent treatment by ozone-based processes. Journal of Hazardous Materials, 168 (2), 2009, pp. 875-881 [34] W. Zhou, B. Gao, Q. Yue, L. Liu, Y. Wang. Al-Ferron kinetics and quantitative calculation of Al(III) species in polyaluminum chloride coagulants. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 278, 2006, pp.235-240 [35] D.R. Parker, P.M. Bertsch. Identification and quantification of the Α1₁₃tridecameric polycation using ferron. Environ. Sci. Technol. 26 (5), 1992, pp. 908-914 [36] H. Zhao, H. Liu, J. Qu. Aluminum speciation of coagulants with low concentration: Analysis by electrospray ionization mass spectrometry. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 379, 2011, pp. 43-50 [37] H. Zhao, H. Liu, J. Qu. Effect of pH of the aluminum salts hydrolysis during coagulation process: Formation and decomposition of polymeric aluminum species. Journal of Colloid and Interface Science, 330, 2009, pp. 105-112

Claims

Pretenzijas

1. Koksnes pārstrādes uzņēmumu notekūdeņu attīrīšanas paņēmiens no lignīna un hemicelulozes vielām, kas iekļauj notekūdeņu koagulāciju ar kompozīcijas koagulantu, kas satur polialumīnija hlorīdu (PAC), atšķiras ar to, ka par otru komponentu izmanto alumīnija hlorīdu (A1C1₃) masas attiecībās AICĶPAC = 1.5/1 - 1/1 un tālāku filtrāta ozonēšanu, kas iegūts pēc koagulāta atdalīšanas no apstrādātiem notekūdeņiem nostādināšanas un filtrācijas ceļā.

2. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, atšķiras ar to, ka koagulācija notiek temperatūras intervālā 14°C-40°C.

3. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, atšķiras ar to, ka koagulācija notiek pH vērtības intervālā 6.0-7.0.

4. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, atšķiras ar to, ka koagulācijas norisē pievieno 75-125 mg/l koagulanta.

5. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, atšķiras ar to, ka filtrāts, kas iegūts pēc koagulāta atdalīšanas no apstrādātiem notekūdeņiem nostādināšanas un filtrācijas ceļā, tiek pakļauts ozonēšanai barbotāžas reaktorā 60 minūtes, ozona koncentrācija sastāda 0.6 mg/l.