RU2031858C1

RU2031858C1 - Method of sewage treatment from dyes

Info

Publication number: RU2031858C1
Authority: RU
Inventors: Н.А. Задорина; С.Б. Бабкина; А.А. Забабурин; Н.А. Мещеряков
Original assignee: Тамбовский филиал Межхозяйственного объединения "Полимаш"
Priority date: 1992-01-27
Filing date: 1992-01-27
Publication date: 1995-03-27

Abstract

FIELD: sewage treatment. SUBSTANCE: method involves destruction of dyes with oxidizing reagent - calcium peroxide. Process is carried out in the presence of catalyst - compounds containing cations of copper and/or manganese. Method ensures to decolorize sewage completely, and to diminish quantity and consumption of added components of reaction, and to accelerate precipitation also. EFFECT: improved method of sewage treatment. 2 cl

Description

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от красителей путем реагентной деструкции и может быть использовано для обеспечения и повышения биологической окисляемости сточных вод, содержащих органические красители. The invention relates to methods for treating wastewater from dyes by reagent degradation and can be used to provide and increase the biological oxidation of wastewater containing organic dyes.

Известен способ очистки сточных вод, содержащих красители, включающий введение более двух реагентов для деструкции красителя: окислитель - перманганат калия, катализатор-сульфат железа и ряд химических реагентов для осаждения окрасочного шлама (пропиленгликоль, аллиловый спирт, растворитель). Завершающие стадии обработки сточных вод - нейтрализация, отстаивание, отделение осадка (шлама). A known method of purification of wastewater containing dyes, including the introduction of more than two reagents for the destruction of the dye: the oxidizing agent is potassium permanganate, an iron sulfate catalyst and a number of chemicals for the precipitation of paint sludge (propylene glycol, allyl alcohol, solvent). The final stages of wastewater treatment - neutralization, sedimentation, separation of sludge (sludge).

Основными недостатками известного способа очистки окрашенных сточных вод являются низкая эффективность используемых реагентов по обесцвечиванию красителей, хорошо растворимых в воде, а также большой набор реагентов-шламоосадителей и, следовательно, сложная технология очистки сточных вод. При этом окраска жидкой фазы сохраняется после всех стадий обработки вод. The main disadvantages of the known method for the treatment of colored wastewater are the low efficiency of the reagents used to bleach dyes that are readily soluble in water, as well as a large set of sludge separating reagents and, therefore, the complex technology of wastewater treatment. In this case, the color of the liquid phase is retained after all stages of water treatment.

Цель изобретения заключается в создании способа очистки сточных вод, позволяющего повысить степень очистки от красителей и упростить технологию очистки. The purpose of the invention is to create a method of wastewater treatment, which allows to increase the degree of purification from dyes and simplify the purification technology.

Для этого в способе очистки сточных вод от красителей, заключающемся в деструкции красителей окисляющим реагентом в присутствии катализатора, в качестве окисляющего реагента применяют перекись кальция, а в качестве катализатора используют соединения, содержащие медь и/или марганец, например оксид меди, оксид марганца, сернокислую медь. To do this, in the method of wastewater treatment from dyes, which consists in the degradation of dyes by an oxidizing reagent in the presence of a catalyst, calcium peroxide is used as an oxidizing reagent, and compounds containing copper and / or manganese, for example copper oxide, manganese oxide, sulfate, are used as a catalyst copper.

Перекись кальция вводят в сточные воды в виде водной суспензии или порошка в количестве 0,5-1,0 г перекиси на 1 г красителя. Катализатор вводят в сточные воды в виде порошка или раствора (в случае применения солей) из расчета 0,3-0,8 г основного вещества на 1 г красителя. Calcium peroxide is introduced into the wastewater in the form of an aqueous suspension or powder in an amount of 0.5-1.0 g peroxide per 1 g of dye. The catalyst is introduced into the wastewater in the form of a powder or solution (in the case of salts) at the rate of 0.3-0.8 g of the basic substance per 1 g of dye.

Способ включает последующее перемешивание смеси, отстаивание и отделение осадка. The method includes subsequent mixing of the mixture, sedimentation and separation of the precipitate.

В дальнейшем бесцветная сточная жидкость сливается с осадка и может быть снова использована в технологии для растворения сухого красителя на подготовительной к крашению стадии. Subsequently, the colorless wastewater is drained from the sediment and can be used again in the technology to dissolve the dry dye in the preparatory stage for dyeing.

В результате оборотного водоснабжения расход воды в технологии красильно-отделочных производств может быть сокращен примерно на одну треть (с 24 тыс. до 14 тыс. м³/сут).As a result of recycled water supply, water consumption in the technology of dyeing and finishing production can be reduced by about one third (from 24 thousand to 14 thousand m ³ / day).

Применение только одного из предложенных реагентов эффекта обесцвечивания не дает. The use of only one of the proposed reagents does not give a bleaching effect.

Специфической особенностью способа является использование перекиси кальция в присутствии катализирующей добавки. При этом следует отметить, что ни одна из перекисей другого металла не дает эффекта быстрого обесцвечивания и перевода окраски в осадок. В то же время выбор катализатора может быть широким. Здесь одинаково эффективно проявляется влияние как окислов, так и солей металлов переменной валентности, в частности меди, марганца, кобальта, или их смеси. Наиболее дешевыми среди перечисленных являются соединения меди. A specific feature of the method is the use of calcium peroxide in the presence of a catalytic additive. It should be noted that none of the peroxides of the other metal gives the effect of rapid discoloration and the transfer of color to the precipitate. At the same time, the choice of catalyst can be wide. Here, the effect of both oxides and metal salts of variable valence, in particular copper, manganese, cobalt, or a mixture thereof, is equally effectively manifested. The cheapest of these are copper compounds.

Предложенный способ позволяет полностью обесцветить сточные воды, уменьшить количество и расход вносимых компонентов реакции и ускорить осаждение осадка. Он эффективен по отношению к наиболее трудно обесцвечивающемуся красному красителю, а также к красителям других цветов и их смеси. The proposed method allows to completely discolour the wastewater, reduce the amount and consumption of the introduced reaction components, and accelerate sedimentation. It is effective against the most difficult to bleach red dye, as well as dyes of other colors and their mixtures.

Дополнительным преимуществом предлагаемого способа является снижение химического и биологического потребления кислорода (ХПК и БПК) в очищаемых сточных водах за счет насыщения последних кислородом и повышение тем самым эффективности завершающей стадии биологической доочистки вод. An additional advantage of the proposed method is to reduce the chemical and biological consumption of oxygen (COD and BOD) in the treated wastewater due to the saturation of the latter with oxygen and thereby increasing the efficiency of the final stage of biological water treatment.

Экспериментальная проверка способа обесцвечивания окрашенных сточных вод производилась с использованием наиболее трудно разрушаемых красителей, прежде всего красного цвета, а также оранжевого, сине-черного цветов и их смеси. An experimental verification of the method of decolorizing colored wastewater was carried out using the most difficult to destroy dyes, especially red, as well as orange, blue-black and a mixture thereof.

Концентрация красителя в имитируемой сточной воде была принята на уровне (300 мг/л) или выше заложенной в заводскую проектную документацию действующих очистных сооружений Моршанского камвольно-суконного объединения (271 мг/л). The concentration of the dye in the simulated wastewater was adopted at the level (300 mg / l) or higher than the Morshan worsted-wooded association (271 mg / l) incorporated in the plant design documentation of the existing treatment facilities of the Morshansky Worsted Cloth Association.

Эффективность обесцвечивания определялась по показателю интенсивности окраски (ИК) в соответствии с "Методикой определения цветности по разбавлению в сточных водах". The bleaching efficiency was determined by the indicator of color intensity (IR) in accordance with the "Method for determining color by dilution in wastewater."

Допустимое значение ИК - 1:40 для сточных вод, поступающих на биологическую доочистку. The permissible IR value is 1:40 for wastewater entering biological treatment.

При ИК > 1:40 наблюдаются большие потери биофлоры. At IR> 1:40, large losses of bioflora are observed.

В качестве химических реагентов в предложенном способе используются следующие соединения:
- кальция перекись по ТУ 6-09-3850-75 в виде порошка или суспензии в воде;
- водорода перекись по ГОСТу 10929-76 любой концентрации.The following compounds are used as chemical reagents in the proposed method:
- calcium peroxide according to TU 6-09-3850-75 in the form of a powder or suspension in water;
- hydrogen peroxide according to GOST 10929-76 of any concentration.

- кальция гидрат окиси по ТУ 6-18-75-75 в виде 5-10%-ного водного раствора (известковое молоко), имеющегося в действующей промышленной технологии очистки сточных вод на стадии нейтрализации;
- купорос медный по ГОСТу 19349-84 в виде порошка или водного раствора;
- меди оксид по ГОСТу 16539-79 в порошкообразном состоянии;
- марганца оксид по ГОСТу 16539-79 в порошкообразном состоянии;
- гопкалит (смесь окислов меди и марганца в соотношении 60:40) по ТУ 6-16-2432-80.- calcium oxide hydrate according to TU 6-18-75-75 in the form of a 5-10% aqueous solution (milk of lime), available in the existing industrial technology for wastewater treatment at the stage of neutralization;
- copper sulfate in accordance with GOST 19349-84 in the form of a powder or aqueous solution;
- copper oxide in accordance with GOST 16539-79 in a powdered state;
- manganese oxide in accordance with GOST 16539-79 in a powdered state;
- hopcalite (a mixture of copper and manganese oxides in a ratio of 60:40) according to TU 6-16-2432-80.

Способ очистки сточных вод от красителей проиллюстрирован примерами. A method of treating wastewater from dyes is illustrated by examples.

П р и м е р 1. В реактор с раствором красного красителя, имитирующего окрашенную сточную воду, с концентрацией 300 мг/л при перемешивании дозируют порошкообразную перекись кальция в количестве 300 мг на 1 л сточной воды. Затем в тот же реактор вводят раствор медного купороса с содержанием 250 мг/л. По истечении 2-3 мин перемешивание прекращают. PRI me R 1. In a reactor with a solution of red dye simulating colored wastewater, with a concentration of 300 mg / l, with stirring, metered powder of calcium peroxide in the amount of 300 mg per 1 liter of wastewater. Then a solution of copper sulfate with a content of 250 mg / L is introduced into the same reactor. After 2-3 minutes, stirring is stopped.

Обработанную таким образом сточную воду сливают в отстойник. Время осветления (отделения осадка) сточной воды в отстойнике - 10-15 мин. Прозрачную практически бесцветную жидкость сливают с осадка и подают на контроль показателя интенсивности окраски. Определено ИК = =1:2. The wastewater treated in this way is discharged into a sump. The time of clarification (separation of sludge) of wastewater in the sump is 10-15 minutes. A transparent, almost colorless liquid is drained from the precipitate and fed to control the indicator of color intensity. Determined by IR = 1: 2.

П р и м е р 2. В смесителе готовят водную суспензию перекиси кальция из известкового молока (5% Са(ОН)₂) и 33-37% перекиси водорода. Молярное соотношение компонентов при этом может быть следующим:
Н₂О₂:Са(ОН)₂ = (2-5):1
Смесь компонентов перемешивают. Температура в зоне реакции не превышает 30^оС.PRI me R 2. In the mixer prepare an aqueous suspension of calcium peroxide from milk of lime (5% Ca (OH) ₂ ) and 33-37% of hydrogen peroxide. The molar ratio of the components may be as follows:
H ₂ O ₂ : Ca (OH) ₂ = (2-5): 1
The mixture of components is mixed. The temperature in the reaction zone does not exceed 30 ^about C.

Время перемешивания после введения компонентов - 3 мин. The mixing time after the introduction of the components is 3 minutes

Полученную суспензию перекиси кальция с содержанием основного вещества, равным 200 мг/л, дозируют в реактор со сточной водой с концентрацией красящих веществ 380 мг/л. Одновременно при перемешивании дозируют порошкообразную окись марганца в количестве 130 мг/л сточных вод. The resulting suspension of calcium peroxide with a basic substance content of 200 mg / L is metered into a reactor with wastewater with a concentration of coloring matter of 380 mg / L. At the same time, with stirring, metered powder of manganese oxide in the amount of 130 mg / l wastewater.

Время смешения в реакторе 3-4 мин. The mixing time in the reactor is 3-4 minutes.

Далее, как и в примере 1, обработанную сточную воду подают в осветитель для отстаивания. Время осаждения осадка - 20 мин. Осветленная сточная вода имеет желтоватый оттенок. Найдено ИК = 1:6. Further, as in example 1, the treated wastewater is supplied to the illuminator for settling. The sedimentation time of the sediment is 20 minutes The clarified sewage has a yellowish tint. Found IR = 1: 6.

Условия экспериментов и полученные результаты для примеров 3-15 приведены в таблице. The experimental conditions and the results obtained for examples 3-15 are shown in the table.

В примерах 3-15 даны количественные соотношения используемых реагентов - перекиси кальция и катализатора, характеристики эффективности обесцвечивания сточных вод по цветности и показателю ИК. In examples 3-15, the quantitative ratios of the reagents used are calcium peroxide and the catalyst, the characteristics of the effluent decolorization by color and IR index.

Как следует из экспериментальных данных, во всех примерах степень интенсивности окраски была существенно ниже допустимого значения 1:40. As follows from the experimental data, in all examples, the degree of color intensity was significantly lower than the permissible value of 1:40.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что при соотношении реагентов в пределах 0,5-1,0 г перекиси кальция и 0,3-0,8 г катализатора на 1 г красителя окраска практически была бесцветной. The results obtained indicate that when the ratio of the reagents is in the range of 0.5-1.0 g of calcium peroxide and 0.3-0.8 g of catalyst per 1 g of dye, the color was practically colorless.

Оттенки растворов наблюдались только в отдельных примерах. Shades of solutions were observed only in separate examples.

Найденное соотношение реагентов представляется оптимальным. Нижняя граница их содержания определяется достижением эффекта обесцвечивания до ИК 1: 40, верхняя граница лимитируется экономической целесообразностью расхода реагентов. The found ratio of reagents seems optimal. The lower limit of their content is determined by the achievement of the bleaching effect up to IR 1: 40, the upper limit is limited by the economic feasibility of reagent consumption.

В промышленных условиях непрерывного процесса очистки сточных вод есть основания считать, что процессы обесцвечивания красящих веществ в результате деструкции и осаждения пройдут полнее и быстрее за счет взаимоускоряющего влияния этих двух процессов. In industrial conditions of the continuous process of wastewater treatment, there is reason to believe that the processes of decolorization of coloring materials as a result of degradation and deposition will be more complete and faster due to the mutually accelerating effect of these two processes.

Claims

1. METHOD FOR CLEANING WASTE WATER FROM DYES, comprising treating water with an oxidizing reagent in the presence of a catalyst, characterized in that calcium peroxide is used as the oxidizing reagent, and compounds containing copper and / or manganese cations are used as the oxidizing reagent.

2. The method according to claim 1, characterized in that the calcium peroxide is administered in the form of a powder or suspension, compounds containing cations of copper and / or manganese, in the form of a powder or solution in an amount of 0.3-0.8 g / g of dye.