RU2234463C1

RU2234463C1 - Method for purifying of high-concentrated alkaline sewage water

Info

Publication number: RU2234463C1
Application number: RU2003105403/15A
Authority: RU
Inventors: В.П. Панов (RU); В.П. Панов; н К.Е. Слобод (RU); К.Е. Слободян; Н.Е. Панова (RU); Н.Е. Панова
Original assignee: Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-08-20

Abstract

FIELD: purifying of sewage water, in particular, clarification of high-concentrated alkaline sewage water and waste solutions of leather, fur and other industries.

SUBSTANCE: method involves preliminarily diluting sewage water with wash or recycling water to suspended substance content of 8-15 g/l and pH value of at least 9.5, followed by coagulation and flocculation clarification, with magnesium chloride being used as coagulant in an amount of 0.2-2 g/l and polyacrylamide or sulfomethylene salt of 2-methyl 5-vinylpyridine being used as flocculant in an amount of 1-5 mg/l.

EFFECT: increased extent of purification, provision for simultaneous separation of suspended substances, increased utilization of sludge and reduced power consumption.

4 ex

Description

Изобретение относится к очистке сточных вод, в частности к осветлению высококонцентрированных щелочных сточных вод и отработанных растворов кожевенных, меховых, целлюлознобумажных производств. Сложность очистки подобных стоков обусловлена высоким содержанием взвешенных веществ, других примесей, в том числе легко летучих при изменении рН, малой скоростью осаждения шламов, большими объемами шламов по отношению к объемам очищаемых вод.The invention relates to wastewater treatment, in particular to the clarification of highly concentrated alkaline wastewater and waste solutions of leather, fur, pulp and paper industries. The difficulty in cleaning such effluents is due to the high content of suspended solids and other impurities, including those that are easily volatile when the pH changes, the low rate of sludge sedimentation, and large volumes of sludge relative to the volumes of treated water.

Известна система очистки щелочных стоков отмочно-зольных операций кожевенного производства с помощью динамических мембран (G.Balducci, R.Giunti. Guoio, pelli. mater, cone., 1994, 70, №5, с.91-203). При использовании мембран, изготовленных нанесением гидроксида циркония на пористые трубы, очищалось 1700 м³ воды в год при величине ХПК стоков 50 г/л с хорошими показателями очистки. Однако метод дорог, применим при малых объемах стоков, требует предварительного удаления основного количества взвешенных веществ.A known system for cleaning alkaline effluents of soaking and ash operations of leather production using dynamic membranes (G. Balducci, R. Giunti. Guoio, pelli. Mater, cone., 1994, 70, No. 5, pp. 91-203). When using membranes made by applying zirconium hydroxide to porous pipes, 1700 m ^{3 of} water per year was purified with a COD of effluents of 50 g / l with good cleaning performance. However, the road method, applicable for small volumes of effluent, requires the preliminary removal of the bulk of suspended solids.

Для сточных вод, содержащих наряду со взвешенными веществами и органические примеси, предложено использовать процесс выпаривания сточных вод (Патент РФ 2081838, МПК С 01, опуб. 20.06.1997 г.) с последующим подогревом пара до 250-400°С в слое инертного материала, смешением с кислородом или воздухом и пропусканием полученной смеси через слой катализатора. Очищенный пар охлаждают до 120°С и компримируют, используя теплоту конденсации для испарения очищаемой воды. Способ энергоемок, сложен в использовании, малоприменим для периодически работающих производств типа кожевенно-меховых.For wastewater containing organic matter along with suspended solids, it is proposed to use the wastewater evaporation process (RF Patent 2081838, IPC S 01, publ. 06/20/1997), followed by heating the steam to 250-400 ° C in an inert material layer by mixing with oxygen or air and passing the resulting mixture through a catalyst bed. The purified steam is cooled to 120 ° C and compressed using the heat of condensation to evaporate the purified water. The method is energy-intensive, difficult to use, of little use for periodically operating industries such as leather and fur.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является способ очистки сточных вод от взвешенных веществ (твердых и жидких), в котором в качестве коагулята используется смесь природного бишофита (раствора хлорида магния) и гидроксохлорид алюминия (патент РФ №2064444, МПК С 02 F 1/52, опубл. 27.07.1996 г.). Использование подобного коагулята позволяет расширить диапазон рН при обработке воды до 8-11, скоагулировать эмульгированные органические примеси (жирные кислоты). Вместе с тем предложенные решения не позволяют применять смеси для очистки высококонцентрированных щелочных стоков из-за высокой остаточной концентрации алюминия в очищенной воде при рН более 8 вследствие растворимости алюминатов. Для концентрированных сточных вод требуются очень большие затраты смеси (до 30 г/л), что приводит к большим объемам шламов и малой скорости разделения фаз. Уменьшение рН до 8-9 при коагуляции приводит к резкому снижению эффективности хлорида магния (бишофита) как коагулянта, мало применим к сульфидсодержащим сточным водам из-за возможности выделения в газовую фазу сероводорода.The closest in technical essence to the claimed method is a method of wastewater treatment from suspended solids (solid and liquid), in which a mixture of natural bischofite (solution of magnesium chloride) and aluminum hydrochloride is used as a coagulum (RF patent No. 2064444, IPC C 02 F 1 / 52, published on July 27, 1996). The use of such a coagulum allows you to expand the pH range during water treatment to 8-11, coagulate emulsified organic impurities (fatty acids). However, the proposed solutions do not allow the use of mixtures for the treatment of highly concentrated alkaline effluents due to the high residual concentration of aluminum in purified water at a pH of more than 8 due to the solubility of aluminates. Concentrated wastewater requires very large mixture costs (up to 30 g / l), which leads to large volumes of sludge and a low rate of phase separation. A decrease in pH to 8–9 during coagulation leads to a sharp decrease in the effectiveness of magnesium chloride (bischofite) as a coagulant; it is of little use for sulfide-containing wastewaters due to the possibility of releasing hydrogen sulfide into the gas phase.

Техническим результатом заявляемого решения является очистка концентрированных щелочных сточных вод и отработанных растворов, в том числе стоков кожевенных производств, содержащих примеси сульфидов, с одновременным выделением взвешенных веществ и частично органических примесей при пониженных затратах энергии, реагентов при утилизации шламов.The technical result of the proposed solution is the purification of concentrated alkaline wastewater and waste solutions, including wastewater from tanneries containing sulphide impurities, with the simultaneous release of suspended solids and partially organic impurities at reduced energy costs, reagents for the disposal of sludge.

Технический результат достигается тем, что высококонцентрированные стоки или отработанные растворы с высоким рН (более 9,5) предварительно разбавляют промывными водами производства или оборотными очищенными отработанными растворами до содержания взвешенных веществ 8-15 г/л, вводят коагулянт в дозах 0,2-2 г/л, в качестве которого используют хлорид магния и флокулянт в дозах 1-5 мг/л, причем в качестве флокулянтов применяют вещества, не приводящие к осаждению сульфидов, например полиакриламид (ПАА) или ВПК (сульфометиленовую соль 2-метил 5-винилпиридина), смесь перемешивают, а шлам выделяют отстаиванием.The technical result is achieved by the fact that highly concentrated effluents or spent solutions with a high pH (more than 9.5) are pre-diluted with wash water or recycled purified waste solutions to a suspended solids content of 8-15 g / l, a coagulant is introduced in doses of 0.2-2 g / l, which is used as magnesium chloride and flocculant in doses of 1-5 mg / l, and substances that do not lead to the deposition of sulfides, for example polyacrylamide (PAA) or MIC (sulfomethylene salt of 2-methyl 5-vinylp, are used as flocculants ridina) and the mixture stirred and separated by settling sludge.

При применении широко используемых коагулянтов - солей алюминия или железа для очистки щелочных стоков остаточное содержание металлов в очищенной воде превышает ПДК в сотни и тысячи раз, образуются тонкодисперсные осадки, плохо фильтрующиеся. В щелочных средах при рН 9,5 и выше хлорид магния легко гидролизуется, коагулирует частицы примесей, а остаточные концентрации магния в воде находятся на уровне 5-20 мг/л при ПДК в воде рыбохозяйственных водоемов 40 мг/л. Наличие магния в шламах не препятствует их утилизации.When using widely used coagulants - aluminum or iron salts for the purification of alkaline effluents, the residual metal content in the treated water exceeds the MPC by hundreds and thousands of times, and fine precipitates are formed that are poorly filtered. In alkaline media at pH 9.5 and higher, magnesium chloride is easily hydrolyzed, coagulates particles of impurities, and residual concentrations of magnesium in water are at the level of 5-20 mg / l with MPC in water of fishery reservoirs of 40 mg / l. The presence of magnesium in the sludge does not prevent their disposal.

Увеличение дозы коагулянта выше 2 г/л и флокулянта более 5 мг/л не приводит к повышению эффективности процесса и экономически нецелесообразно. Разбавление стоков промывными водами, в которых содержание взвешенных веществ не превышает 500 мг/л, или очищенными отработанными растворами, содержащими 1-2 г/л взвешенных веществ до концентрации менее 8 г/л приводит к существенному росту оборота вод, а более 15 г/л не обеспечивает при коагуляции разрушения агрегативной устойчивости системы и эффективной очистки.Increasing the dose of coagulant above 2 g / l and flocculant more than 5 mg / l does not increase the efficiency of the process and is not economically feasible. Dilution of wastewater with wash water, in which the content of suspended solids does not exceed 500 mg / l, or purified waste solutions containing 1-2 g / l of suspended solids to a concentration of less than 8 g / l leads to a significant increase in water turnover, and more than 15 g / l does not provide for coagulation of destruction of the aggregative stability of the system and effective cleaning.

Предлагаемое решение позволяет обеспечить высокую эффективность очистки высококонцентрированных щелочных стоков и отработанных растворов с малым потреблением малотоксичных магниевых солей, исключив подогрев и ее нейтрализацию с одновременным обеспечением возможностей утилизации шламов и дальнейшей очисткой стоков до нормативных требований обычными методами. Способ позволяет проводить очистку стоков и растворов, содержащих примеси сульфидов, исключив загрязнение атмосферы токсичным сероводородом.The proposed solution allows for high efficiency of the treatment of highly concentrated alkaline effluents and spent solutions with a low consumption of low toxic magnesium salts, eliminating heating and its neutralization while providing the possibility of utilizing sludge and further treating effluents to standard requirements using conventional methods. The method allows the purification of effluents and solutions containing impurities of sulfides, eliminating the pollution of the atmosphere with toxic hydrogen sulfide.

Пример 1. Отработанный раствор отмочно-зольных операций кожевенного производства с содержанием 26 г/л взвешенных веществ, 3,1 г/л сульфидов смешивали с коагулянтом (хлоридом магния) в дозах 1,5 г/л и флокулянтом (полиакриламидом) 5 мг/л при 22°С и рН 12,4, после перемешивания в течение 3 минут и отстаивания в течение 6 часов осаждения осадка не наблюдалось, агрегативная устойчивость системы не нарушалась.Example 1. The waste solution of the soaking and ash operations of the leather industry with a content of 26 g / l of suspended solids, 3.1 g / l of sulfides was mixed with a coagulant (magnesium chloride) in doses of 1.5 g / l and flocculant (polyacrylamide) 5 mg / l at 22 ° C and pH 12.4, after stirring for 3 minutes and settling for 6 hours, sedimentation of the precipitate was not observed, the aggregative stability of the system was not violated.

Тот же раствор разбавили оборотными промывными водами до содержания взвешенных веществ 15 г/л, сульфидов 1,8 г/л, смешали с хлоридом магния дозами 2 г/л и полиакриламидом в дозах 5 мг/л при 22°С и рН 12,3. ХПК исходного раствора - 15,4 г О₂/л. После 2 часового отстаивания содержание взвешенных веществ в осветленной воде уменьшилось до 1,4 г/л, ХПК до 8 г/л, содержание сульфидов 1,78 г/л, рН до 11,9. Степень очистки воды по взвешенным веществам составила 92%, по ХПК - 52%.The same solution was diluted with reverse wash water to a suspended solids content of 15 g / l, sulfides 1.8 g / l, mixed with magnesium chloride in doses of 2 g / l and polyacrylamide in doses of 5 mg / l at 22 ° C and pH 12.3 . COD of the initial solution - 15.4 g O ₂ / L. After 2 hours of settling, the content of suspended solids in clarified water decreased to 1.4 g / l, COD to 8 g / l, sulfide content of 1.78 g / l, pH to 11.9. The degree of water purification for suspended solids was 92%, for COD - 52%.

Пример 2. При использовании стоков того же состава, что и в первом примере, после разбавления до 15 г/л при введении 2 г/л хлорида магния (коагулянта) и 2 мг/л ВПК через 2 часа отстаивания остаточное содержание взвешенных веществ уменьшилось до 1,02 г/л, ХПК до 6,4 г/л, рН до 11,8. Степень очистки по взвешенным веществам достигла 93% по ХПК - 58%.Example 2. When using drains of the same composition as in the first example, after dilution to 15 g / l with the introduction of 2 g / l of magnesium chloride (coagulant) and 2 mg / l of MIC after 2 hours of settling, the residual content of suspended solids decreased to 1.02 g / l, COD up to 6.4 g / l, pH up to 11.8. The degree of purification for suspended solids reached 93% for COD - 58%.

Пример 3. Сточные воды разбавили оборотными водами до остаточного содержания взвешенных веществ 9,2 г/л, ХПК 9,8 г/л при рН 10,3.Example 3. Wastewater was diluted with circulating water to a residual suspended solids of 9.2 g / l, COD 9.8 g / l at pH 10.3.

В них ввели 0,2 г/л хлорида магния и 5 мг/л ВПК. После часового отстаивания содержание взвешенных веществ уменьшилось до 1,22 г/л, ХПК до 5 г/л, рН до 9,8. Объем шлама составил 21% от объема очищаемого раствора.They introduced 0.2 g / l of magnesium chloride and 5 mg / l of MIC. After an hour of settling, the content of suspended solids decreased to 1.22 g / l, COD to 5 g / l, pH to 9.8. The volume of sludge amounted to 21% of the volume of the purified solution.

Пример 4. Отработанный раствор от производства кожи разбавили до остаточного содержания взвешенных веществ 8 г/л, ХПК 7 г/л, при рН 11,9 смешали с хлоридом магния в дозе 1 г/л и полиакриламид - 2 мг/л и подвергли отстаиванию в течение 1 часа. Через час в жидкой фазе содержание взвешенных веществ составило 0,28 г/л, т.е. степень очистки достигла 96,5%, по ХПК - 23%, рН 11,4. Объем шлама через час составил 35% объема исходного раствора. После отделения шлама продолжали его отстаивание в течение 8 часов, при этом объем шлама уменьшился до 15%.Example 4. The spent solution from the production of skin was diluted to a residual suspended matter content of 8 g / l, COD 7 g / l, at pH 11.9 mixed with magnesium chloride at a dose of 1 g / l and polyacrylamide - 2 mg / l and subjected to sedimentation within 1 hour. After an hour in the liquid phase, the content of suspended solids was 0.28 g / l, i.e. the degree of purification reached 96.5%, for COD - 23%, pH 11.4. The volume of sludge after an hour was 35% of the volume of the initial solution. After separation of the sludge, sedimentation was continued for 8 hours, while the volume of sludge was reduced to 15%.

Claims

The method of purification of highly concentrated alkaline wastewater, including mixing them with magnesium chloride, flocculation of sludge, its separation and disposal, characterized in that the wastewater is pre-diluted with washing or circulating water to a suspended matter content of 8-15 g / l at pH = 9.5 and higher, after which magnesium chloride is introduced as a coagulant in doses of 0.2-2 g / l and polyacrylamide (PAA) or sulfomethylene salt of 2-methyl 5-vinylpyridine (MIC) in doses of 1-5 mg / l, mixed and clarified by settling .