RU2060959C1

RU2060959C1 - Method to clear sewage from synthetic surface-active substances

Info

Publication number: RU2060959C1
Application number: RU93055727A
Authority: RU
Inventors: Д.Г. Господинов; В.А. Пронин; А.В. Шкарин
Original assignee: Новосибирский государственный научно-инженерный центр "Экогеология" МПС РФ
Priority date: 1993-12-14
Filing date: 1993-12-14
Publication date: 1996-05-27

Abstract

FIELD: sewage clearance from synthetic anion surface-active substances in any industry branch, that uses or produces surface-active substances. SUBSTANCE: method provides for usage of electrocoagulation and sorption operations. Electrocoagulation duration is 10 - 40 minutes, schungite is used as sorbent. It is preferable to use schungite calcined under temperature of 500 - 550 C for 2-3 hours. EFFECT: improve sewage clearance from synthetic anion surface-active substances. 2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к очистке сточных вод, содержащих анионные синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), и может быть использовано в различных отраслях, связанных с производством и применением СПАВ. The invention relates to the treatment of wastewater containing anionic synthetic surfactants (SAS), and can be used in various industries related to the production and use of SAS.

В настоящее время для очистки сточных вод от СПАВ широко применяются электрохимические методы, например электрокоагуляцию. Currently, electrochemical methods, such as electrocoagulation, are widely used to treat wastewater from surfactants.

Известен способ очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ [1] согласно которому сточные воды подвергают обработке хлоридом кальция с последующей электрокоагуляцией с алюминиевым анодом при плотности тока 0,010-0,12 А/см² в течение 15-12 мин.A known method of treating wastewater from surfactants [1] according to which the wastewater is subjected to treatment with calcium chloride followed by electrocoagulation with an aluminum anode at a current density of 0.010-0.12 A / cm ² for 15-12 minutes

Введение в воду добавки хлорида кальция предотвращает пассивирование анода, но в то же время создает новый источник загрязнения воды. Кроме того, данный метод также не обеспечивает очистку от СПАВ до величины предельно допустимой концентрации. The introduction of calcium chloride additives in water prevents passivation of the anode, but at the same time creates a new source of water pollution. In addition, this method also does not provide cleaning from surfactants to the maximum permissible concentration.

Как правило, сточные воды сложно очищать от СПАВ каким-то одним методом. Поэтому часто применяются технологии очистки, сочетающие различные способы, например электрокоагуляцию и сорбцию. As a rule, wastewater is difficult to clean from surfactants by any one method. Therefore, cleaning technologies that combine various methods, such as electrocoagulation and sorption, are often used.

Наиболее близким к заявляемому объекту по технической сущности является способ очистки воды от поверхностно-активных веществ [2] включающий электролиз с использованием алюминиевых электродов, с последующим пропусканием воды через сорбент. В соответствии с этим способом в очищаемую воду перед электролизом вводят перхлорат натрия до концентрации его в воде, равной 0,01-0,05 Н, затем воду направляют в блок электрокоагулятора, где поддерживают напряженность электрического поля 30 В/см. После обработки в электрическом поле вода подвергается фильтрации через механический фильтр и далее поступает на сорбционные колонки с ионообменной смолой и активированным углем. Closest to the claimed object in technical essence is a method of purifying water from surface-active substances [2] comprising electrolysis using aluminum electrodes, followed by passing water through a sorbent. In accordance with this method, sodium perchlorate is introduced into the purified water before electrolysis to its concentration in water equal to 0.01-0.05 N, then the water is sent to the electrocoagulator unit, where the electric field strength is 30 V / cm. After treatment in an electric field, the water is filtered through a mechanical filter and then fed to sorption columns with an ion-exchange resin and activated carbon.

Применение данного способа позволяет повысить качество очищаемой воды, однако добавка перхлората натрия вносит в воду дополнительные загрязняющие компоненты. Кроме того, этот метод требует использования дорогих и дефицитных сорбентов, какими являются ионообменная смола и активированный уголь. Введение дополнительной операции фильтрования через механический фильтр увеличивает время технологического процесса и замедляет скорость очистки. В целом известная технология представляется достаточно сложной и дорогостоящей. The use of this method improves the quality of the water being purified, however, the addition of sodium perchlorate introduces additional polluting components into the water. In addition, this method requires the use of expensive and scarce sorbents, such as ion-exchange resin and activated carbon. The introduction of an additional filtering operation through a mechanical filter increases the process time and slows down the cleaning rate. In general, well-known technology seems quite complicated and expensive.

Целью изобретения является повышение степени очистки сточной воды от СПАВ. The aim of the invention is to increase the degree of purification of wastewater from surfactants.

Для достижения этой цели в способе очистки сточных вод от синтетических поверхностно-активных веществ, включающем операцию электрокоагуляции с последующим пропусканием воды через сорбент, согласно изобретению время электролиза воды при электрокоагуляции составляет 10-40 мин, а в качестве сорбента применяют шунгит. To achieve this, in a method for treating synthetic surfactants from wastewater, including the operation of electrocoagulation followed by passing water through a sorbent, according to the invention, the time of electrolysis of water during electrocoagulation is 10-40 minutes, and shungite is used as the sorbent.

Целесообразно в качестве сорбента использовать шунгит, прокаленный при 500-550^оС в течение 2-3 ч.It is expedient to use as a sorbent shungite calcined at 500-550 ^C for 2-3 hours.

Время электрокоагуляции 10-40 мин это оптимальный интервал, в течение которого степень извлечения СПАВ в пенный концентрат достигает максимума. После 40 мин электрокоагуляции пена постепенно начинает опадать, и СПАВ снова переходит в сточную воду. Применение в качестве сорбента природного материала карельского шунгита, представляющего собой горную породу, содержащую углерод и кремнезем в химически активной форме, обеспечивает хорошее качество очистки сточных вод от СПАВ. Наиболее высокую степень очистки (92,2%) дает использование шунгита, модифицированного путем прокаливания в течение 2-3 ч при 500-550^оС. В этих условиях происходит резкое возрастание числа пор размерами 80-200

, которые весьма благоприятны для сорбции СПАВ.Electrocoagulation time of 10-40 min is the optimal interval during which the degree of extraction of surfactants in the foam concentrate reaches a maximum. After 40 minutes of electrocoagulation, the foam gradually begins to fall, and the surfactant again passes into the wastewater. The use of natural material of Karelian shungite as a sorbent, which is a rock containing carbon and silica in a chemically active form, provides good quality of wastewater treatment from surfactants. The most highly purified (92.2%) obtained by using shungite modified by calcining for 2-3 hours at 500-550 ° ^C. Under these conditions, there is a sharp increase in the number of pore sizes 80-200

which are very favorable for the sorption of surfactants.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Сточные воды, содержащие анионоактивные СПАВ, подают в электродную камеру электрокоагулятора и подвергают электролизу в течение 10-40 мин. Затем вода поступает в отстойную зону электрокоагулятора, где отстаивается в течение 1-3 ч. Далее раствор пропускают через сорбционную колонку, заполненную шунгитом, модифицированным в результате термообработки при 500-550^оС в течение 2-3 ч.Wastewater containing anionic surfactants is fed into the electrode chamber of the electrocoagulator and subjected to electrolysis for 10-40 minutes. The water then flows into the settling zone electrocautery where to stand for 1-3 hours. The solution was passed through a sorption column filled shungite modified as a result of heat treatment at 500-550 ^C for 2-3 hours.

П р и м е р 1. Производственные сточные воды, содержащие после флотации 2,3 мг/л анионоактивных СПАВ (препарат "Элва-2"), пропускали через лабораторный электрокоагулятор со скоростью 50 мл/мин, где поддерживалось на алюминиевых электродах напряжение постоянного тока 12 В. Плотность тока колебалась в пределах 60-70 А/м². Время нахождения растворов в электродной камере составляло 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 мин. Далее растворы поступали в отстойную зону электрокоагулятора, где отстаивались в течение 2 ч. В каждом из растворов, подвергнутых электролизу в течение указанных периодов времени, определяли содержание СПАВ на выходе из отстойной зоны электрокоагулятора фотоколориметрическим методом (см. табл. 1).PRI me R 1. Industrial wastewater containing after flotation 2.3 mg / l anionic surfactants (preparation "Elva-2") was passed through a laboratory electrocoagulator at a speed of 50 ml / min, where a constant voltage was maintained on aluminum electrodes current 12 V. The current density ranged from 60-70 A / m ² . The residence time of the solutions in the electrode chamber was 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 min. Then, the solutions entered the settling zone of the electrocoagulator, where they settled for 2 hours. In each of the solutions subjected to electrolysis for the indicated time periods, the content of surfactants was determined at the outlet from the settling zone of the electrocoagulator by the photocolorimetric method (see Table 1).

После электрокоагуляции растворы пропускали через адсорбционную колонку диаметром 45 мм, заполненную природным шунгитом с размерами зерен 3-5 мм, где он образовал слой высотой 450 мм. Продолжительность процесса сорбции СПАВ шунгитом 20 мин. After electrocoagulation, the solutions were passed through an adsorption column with a diameter of 45 mm filled with natural schungite with grain sizes of 3-5 mm, where it formed a layer 450 mm high. The duration of the sorption of surfactants shungite 20 min

После сорбции осуществляли контроль концентрации СПАВ в воде вышеуказанным методом. After sorption, the concentration of surfactants in water was monitored by the above method.

Результаты анализов показаны в табл. 1. The results of the analyzes are shown in table. 1.

П р и м е р 2. Производственные сточные воды, содержащие после флотации 2,3 мг/л анионоактивных СПАВ, пропускали через лабораторный электрокоагулятор по способу, описанному в примере 1. PRI me R 2. Industrial wastewater containing after flotation 2.3 mg / l anionic surfactants were passed through a laboratory electrocoagulator according to the method described in example 1.

После электрокоагуляции раствор пропускали через адсорбционную колонку, заполненную шунгитом, модифицированным в результате термообработки при 400, 450, 500, 550, 600, 650^оС в течение 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 ч. После сорбции осуществляли контроль концентрации СПАВ в воде. Результаты контроля представлены в табл. 2.After electrocoagulation, the solution was passed through an adsorption column filled with shungite, modified as a result of heat treatment at 400, 450, 500, 550, 600, 650 ^о С for 1.0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0; 3.5; 4.0 hours. After sorption, the concentration of surfactants in water was monitored. The control results are presented in table. 2.

Проведенные исследования показали, что при очистке сточных вод от анионоактивных СПАВ наиболее эффективным является совмещение методов электрокоагуляции и сорбции. При электрокоагуляции большое значение имеет время электролиза воды, причем установлено, что оптимальным является время 10-40 мин. Хорошие результаты дает использование в качестве сорбента шунгита, прокаленного при 500-550^оС в течение 2-3 ч, так как в этих условиях значительно повышаются адсорбционные способности шунгита по отношению к анионным СПАВ за счет увеличения количества пор размером 80-200

(наиболее благоприятные размеры для сорбции СПАВ).Studies have shown that when treating wastewater from anionic surfactants, the most effective is the combination of electrocoagulation and sorption methods. During electrocoagulation, the time of electrolysis of water is of great importance, and it was found that the time is optimal 10-40 minutes. Good results are obtained by the use as a sorbent shungite calcined at 500-550 ^C for 2-3 hours, since in these conditions significantly increase the adsorption capacity of shungite with respect to anionic surfactants by increasing the amount of a pore size of 80-200

(the most favorable sizes for the sorption of surfactants).

Использование заявляемого способа обеспечивает высокую степень очистки воды и позволяет уменьшить содержание анионоактивных СПАВ до предельно допустимых концентраций. Using the proposed method provides a high degree of water purification and allows to reduce the content of anionic surfactants to the maximum allowable concentrations.

Claims

1. The method of purification of wastewater from synthetic surfactants, including the operation of electrocoagulation followed by passing water through a sorbent, characterized in that the time of electrocoagulation is 10 40 minutes, and shungite is used as a sorbent.

2. The method according to claim 1, characterized in that as the sorbent use shungite, calcined at 500 550 ^o C for 2 to 3 hours