Способ очистки сточных вод красильных производств

 

Использование: очистка сточных вод, загрязненных набором красителей разных видов, находящихся в растворенном и дисперсном состояниях, а также поверхностно - активными веществами (ПАВ), солями и другими загрязнителями. Сущность изобретения: обработка сточных вод полиэлектролитами, введении (со) полимеров четвертичных аммониевых оснований в количестве 0,5 - 50% от концентрации сухих веществ сточных вод. Эффект очистки усиливается при режиме кислотности pH 2 - 12, и введении (со)полимеров четвертичных аммониевых оснований в количестве 5 - 25% от концентрации сухих веществ сточных вод. В качестве полиэлектролитов используют полидиметиламиноэтилметакрилата диметилсульфат; 1,2-диметил-5-винилпиридиний-метилсульфат и сополимеры их мономеров с акриламидом. Способ обеспечивает высококачественную очистку многокомпонентных сточных вод красильных производств, содержащих смесь красителей различных типов и ПАВ в присутствии неорганических солей. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к способам очистки многокомпонентных сточных вод, загрязненных набором красителей разных видов, находящихся в растворенном и дисперсном состояниях, а также поверхностно-активными веществами (ПАВ), солями и другими загрязнителями.

Наиболее близким является способ очистки сточных вод от красителей, сущность которого заключается в следующем: в сточную воду, содержащую краситель (основной ярко-голубой или основной ярко-зеленый, или пурпурин) 0,001-1 мг/л, вводят 0,2 мг железной или медной, или ванадиевой соли полиакриловой кислоты (ПАК). Реакционную смесь в колбе перемешивают в течение 20 мин. В результате окислительной деструкции краситель обесцвечивается. Нерастворимую в воде соль Fe (ПАК) или Cu (ПАК), или V (ПАК) отделяют декантацией или фильтрованием. После этого определяют остаточное содержание красителя.

Процент очистки составляет 100-99,5%. Процесс ведут в присутствии пероксида водорода при обычной температуре, нормальном давлении и рН 6,0-7,3.

Недостатками данного способа являются: потери красителя вследствие его деградации, загрязнение сточной воды продуктами окислительной деструкции красителя, невозможность очистки многокомпонентных вод от смесей красителей разной природы и ПАВ.

Целью изобретения является возможность очистки сточных вод красильного производства, содержащих смеси красителей разных видов и ПАВ в присутствии неорганических солей.

Способ очистки сточных вод на основе обработки среды полиэлектролитом заключается в том, что вводят (со)полимеры четвертичных аммониевых оснований в количестве 0,5-80% от концентрации сухих веществ сточных вод.

Кроме того, дополнение способа заключается в введении (со)полимеров в количестве 5-25% от концентрации сухих веществ при рН 2-12. Интервалы доз (со)полимеров обусловлены различием сточных вод по составу.

Для осуществления способа серию мерных цилиндров объемов 50 мл одновременно заполняют 50 мл сточной воды красильного производства. Характеристика сточной воды приведена в примерах. Затем в каждый цилиндр вводят водный раствор полимера диметиламиноэтилметакрилата диметилсульфата (ДМАЭМА.ДМС) или 1,2-диметил-5-винилпиридинийметилсульфата (ДМВП.МС), или сополимера их мономеров с акриламидом (ДМАЭМА.ДМС+АА или ДМВП.МС+АА). Концентрация раствора (со)полимера 0,5 г/дл. Раствор вводят в объеме 0,01-5 мл, что соответствует концентрации 1-500 мг/л в системе. После перемешивания систему выдерживают в покое в течение 20 мин и образовавшиеся нерастворимые комплексы красителей, ПАВ и (со)полимера отделяют фильтрацией. Измеряют оптическую плотность (D) фильтрата на спектрофотометре при длине волны ( λ_max), соответствующей максимуму поглощения исходной окрашенной сточной воды. Величина D пропорциональна остаточной концентрации красителей. Зависимость степени очистки от концентрации (со)полимера, выраженную в виде графика или таблицы, используют для определения оптимальной концентрации (со)полимера, т.е. минимальной концентрации, введение которой обеспечивает максимальную степень очистки (см. табл. 1). Содержание ПАВ до и после очистки определяют по традиционной методике.

Группа примеров N 1.

В серию цилиндров емкостью 50 мл наливают 50 мл сточной воды, которая имеет рН 7 и содержит смесь красителей: пяти прямых и одного дисперсного; смесь ПАВ: стеорокса 6, препарата ОП-10-4 7, порошка "Лотос", ДЦУ; смесь неорганических солей: сульфатов и хлоридов и других вспомогательных веществ. Концентрация сухих веществ равна С_с.в. = 0,058 г/дл. Затем последовательно вводят в них водный раствор полимера ДМАЭМА.ДМС концентрации 0,5 г/дл в количестве 0,01-5 мл, системы перемешивают, выдерживают в покое в течение 20 мин, фильтруют через бумажный фильтр (белая лента) и измеряют оптическую плотность фильтрата при λ = 540 нм. Зависимость степени очистки от концентрации полимера (С_п) представлена в табл.1.

Из полученных данных следует, что эффект осветления наблюдается в широком интервале концентраций ДМАЭМА.ДМС (3-290 мг/л), что соответствует количеству 0,5-50% от концентрации сухих веществ сточной воды. Оптимальный интервал концентрации данного полимера составляет 5-9% от концентрации сухих веществ сточной воды. При осветлении сточной воды оптимальной концентрации полимера ПАВ удаляются на 80%.

Группа примеров N 2.

В сточные воды с аналогичной примерам 1 характеристикой по составу при рН 2 и концентрации сухих веществ С_с.в. = 0,065 г/дл вводят 0,5%-ный водный раствор сополимера ДМВП. МС+АА, содержащего 83 мольн.% катионных групп, в тех же количествах, что в группе примеров 1. Полученные системы перемешивают, выдерживают в покое в течение 20 мин, фильтруют и измеряют D фильтрата аналогично примерам 1. Степень очисти сточной воды с использованием данного сополимера в зависимости от его концентрации в системе приведена в табл.2.

Как видно из приведенных примеров, осветление воды с рН 2 наблюдается при введении сополимера ДМВП. МС+АА в количестве 0,5-50% от концентрации сухих веществ сточной воды. Эффект улучшается при введении 9-20% сополимера от концентрации сухих веществ сточной воды. Содержание ПАВ уменьшается на 71% (см.пример 8).

Группа примеров N 3.

Очищают сточную воду с аналогичным составом и тем же сополимером, что и в примерах группы 2, но при рН 1. Процесс идет аналогично, как и при рН 2, однако, высокая кислотность среды делает использование способа нецелесообразным.

Группа примеров N 4.

Сточную воду и сополимер используют аналогично примерам группы 2 и 3, но при рН 7. Эффективность очистки от концентрации сополимера приведена в табл.3.

Из табл.3 видно, что процесс осветления наблюдается при введении ДМВП. МС+АА в количестве 0,5-50% от концентрации сухих веществ сточной воды. Эффект максимален в интервале добавок сополимера 11-25% от С_с.в. Содержание ПАВ уменьшается на 70% (см. пример 11).

Группа примеров N 5.

Используют сополимер и сточную воду, аналогичные группе примеров N 4. Очистку проводят при рН 12. Зависимость степени очистки сточной воды от концентрации ДМВП.МС+АА при рН 12 приведена в табл.4.

Из таблицы следует, что при введении ДМВП.МС+АА в сточную воду с рН 12 осветление наблюдается в интервале доз 0,5-50% от концентрации сухих веществ. Оптимальный эффект очистки соответствует интервалу 5-25% от С_с.в. При этом содержание ПАВ уменьшается на 65% (см.пример 6).

Группа примеров N 6.

Сточную воду с тем же составом, что в примерах группы 2-5, но с рН 13 очищают ДМВП. МС+АА (83 мольн.% катионных групп). Процесс идет аналогично, как и при рН 12, однако, использовать данный способ нецелесообразно из-за агрессивности среды.

Использование предложенного способа очистки сточных вод красильных производств обеспечивает, по сравнению с существующими способами, следующие преимущества: выведение смесей красителей разной природы (на 97-99%) и ПАВ (на 65-80% ) в присутствии неорганических солей в широком интервале рН при сохранении качества очистки, уменьшении общего количества используемых реагентов, повторное использование выделенных красителей в качестве пигмента для отделочных материалов, создание замкнутого цикла оборотных вод красильного производства.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД КРАСИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ, включающий обработку полиэлектролитами, отличающийся тем, что в качестве полиэлектролитов используют (со)полимеры четвертичных аммониевых оснований, выбранных из ряда: полидиметиламиноэтилметакрилата диметилсульфат, 1,2-диметил-5-винилпиридиний метилсульфат, сополимеры их мономеров с акриламидом и вводят их в обрабатываемую воду в количестве 0,5 - 50% от концентрации сухих веществ сточных вод.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что (со)полимеры четвертичных аммониевых оснований вводят в количестве 5 - 25% от концентрации сухих веществ сточных вод при рН 2 - 12.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3