Способ обработки шлам-лигнина

 

Изобретение относится к области обработки осадков сточных вод, в частности шлам-лигнина целлюлозно-бумажной промышленности. Шлам-лигнин обрабатывают флокулянтом, гидрофобизатором и обезвоживают. В качестве гидрофобизатора используют аммониевую соль октилбетатиопропионовой кислоты. Положительный эффект: за счет увеличения водоотдачи осадка сокращается время пребывания осадка на стадии обезвоживания, что позволяет увеличить производительность вакуум-фильтров, фильтр-прессов, флотомашин. 2 табл.

Изобретение относится к области обработки осадков сточных вод, в частности шлам-лигнина целлюлозно-бумажной промышленности, а также может быть использовано в химической, гидролизной и других областях промышленности, где обработка осадков является одной из наиболее трудных, дорогостоящих и наименее разработанных проблем.

Известен способ подготовки осадков к обезвоживанию механическими методами (на вакуум-фильтрах, на фильтр-прессах) с использованием в качестве химических реагентов для коагуляции хлорного железа, сернокислого окисного железа и других реагентов в сочетании с известью [Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. М., Стройиздат, 1975, с.21-42].

В целлюлозно-бумажной промышленности формирование свойств осадка начинается на стадии очистки сточной воды, включающей обработку коагулянтом сернокислым алюминием. При этом количество осадка - шлам-лигнина с влажностью 99,7-99,8% составляет 7-10% очищаемых сточных вод. Известен способ обработки осадка, в частности шлам-лигнина химической очистки ЦБП, флокулянтами с последующим механическим обезвоживанием (Альтовский Г.С. Современное состояние и основные направления развития технологии обработки осадков сточных вод. Советско-американский симпозиум по обработке осадков сточных вод. М.,1975, с. 5-15] . К недостаткам способа можно отнести плохую водоотдачу осадка при последующем механическом обезвоживании и, как следствие, высокую влажность осадка.

Для увеличения водоотдачи необходимо изменить структуру твердой фазы осадков. Изменение структуры приводит к количественному перераспределению форм связи влаги в сторону увеличения содержания свободной воды вследствие уменьшения общего количества связанной воды. Такое изменение структуры осадков позволяет добиваться более глубокого и быстрого их обезвоживания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки осадка, в частности шлам-лигнина, включающий обработку коагулянтом, флокулянтом и реагентом гидрофобизатором АНП-2 с последующим механическим или флотационным обезвоживанием [Авторское свидетельство СССР N 1061411, кл. С 02 F 11/14 (прототип)]. Этот способ реализован на Байкальском целлюлозно-бумажном комбинате.

В связи с ограниченностью производства и, в особенности, со сложностью поставок АНП-2, а также с его относительно высокой токсичностью ведется поиск и целенаправленный синтез менее токсичных и более эффективных реагентов-гидрофобизаторов.

Предлагаемое изобретение решает задачу снижения влажности осадка за счет увеличения его водоотдачи.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки шлам-лигнина, включающем обработку флокулянтом, гидрофобизатором и обезвоживание, в качестве гидрофобизатора используется аммониевая соль октилбетатиопропионовой кислоты формулы C8H17SCH2CH2COONH4.

Использование аммониевой соли октилбетатиопропионовой кислоты формулы C8H17SCH2CH2COONH4 в качестве гидрофобизатора является отличием от прототипа, что обусловливает соответствие заявляемого технического решения критерию "новизна".

Использование в качестве реагента-гидрофобизатора аммониевой соли октилбетатиопропионовой кислоты, содержащей в своем составе длинноцепочечный алкильный радикал C8H17- с одной стороны будет способствовать улучшению процесса гидрофобизации поверхности частиц осадка, а с другой, благодаря наличию атома S, группы COONH4 лучшей адсорбции реагента на поверхности осадка с образованием прочного гидрофобного слоя. Происходит количественное перераспределение форм связей воды в сторону увеличения содержания свободной воды вследствие уменьшения общего количества капиллярно связанной воды. Такое целенаправленное изменение структуры осадка позволяет добиться более глубокого обезвоживания.

Применение в качестве гидрофобизатора аммониевой соли октилбетатиопропионовой кислоты из просмотренной научно-технической и патентной литературы не выявлено, а именно его применение позволяет повысить водоотдачу осадка, снизить его влажность и, тем самым, повысить эффективность обезвоживания. Это свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Способ осуществляется следующим образом. Осадок химически очищенной сточной воды шлам-лигнин обрабатывают реагентом-гидрофобизатором аммониевой солью октилбетатиопропионовой кислоты и флокулянтом. Затем шлам-лигнин направляют на механическое или флотационное обезвоживание (фильтр-прессы, вакуум-фильтры, центрифуги, флотационные камеры).

Аммониевая соль октилбетатиопропионовой кислоты получена по способу, описанному ранее [Трофимов Б.А. Вавилова А.Н., Бородина Н.М. "Sulfur Letters, volume 4, June 1986, p. 185-190] , взаимодействием октилмеркаптана C8H17SH с акриловой кислотой H2C=CHCOOH в присутствии гидроксида калия и диметилсульфоксида с последующей обработкой жидким аммиаком. Температура не превышала 50-55oC, время реакции 4 часа, количественный выход аммониевой соли 70%. Строение доказано методами элементного анализа и данными ИК-спектроскопии. C11H25O2SN. Вычислено, %: С 56,13; H 10,71; S 13,62; N 5,95. Найдено, %: С 56,67; Н 10,80; S 13,50; N 5,88. ИК-спектр, см-1: 1710-1720 (VС=O).

Реагент практически нетоксичен, летальная доза LD-300 мг/кг.

Пример 1. Пробу шлам-лигнина цеха переработки осадка Байкальского целлюлозно-бумажного комбината (расход сернокислого алюминия по иону алюминия 18,4 мг/л; содержание абсолютно сухого вещества 3,5 г/л; pH среды 5,8) обрабатывают флокулянтом полиакриламидом (ПАА) с расходом 0,38 мг/л. После двух часов контакта пробу фильтруют через бумажный фильтр.

Пример 2. Пробу шлам-лигнина с такими же характеристиками, как в примере 1, обрабатывают сначала реагентом гидрофобизатором АНП-2 в количестве 80 мг/л, концентрация раствора - 1% и затем добавляют ПАА с расходом 0,38 мг/л. После двух часов контакта пробу фильтруют через бумажный фильтр.

Пример 3. Пробу шлам-лигнина с такими же характеристиками, как и в примере 1, обрабатывают сначала реагентом гидрофобизатором аммониевой солью октилбетатиопропионовой кислоты в количестве 80 мг/л, концентрация раствора - 1% и затем добавляют ПАА с расходом 0,38 мг/л. После двух часов контакта пробу фильтруют через бумажный фильтр.

Сравнительные с прототипом результаты обезвоживания шлам-лигнина приведены в таблице 1.

Как видно из таблицы, скорость фильтрации по предлагаемому способу возрастает в сравнении с результатами фильтрации с обработкой АНП-2 в 1,7-1,99 раза. По предлагаемому способу через 9 мин фильтрования осадка объем фильтрата достигает максимальной величины и составляет 97 мл, в то время как по прототипу через 15 мин объем фильтрата составляет 93 мл.

Пример 4. Пробу шлам-лигнина цеха переработки осадка Байкальского целлюлозно-бумажного комбината с концентрацией взвешенных веществ 3,5 г/л насыщали воздухом при давлении 0,2 МПа. Затем обрабатывали флокулянтом ПАА с расходом 0,38 мг/л и вводили реагенты гидрофобизаторы АНП-2 и C8H17SCH2CH2COONH4 с расходом 2-8 г/кг, концентрация раствора реагента - 1%. Результаты обезвоживания шлам-лигнина напорной флотацией приведены в таблице 2.

Как видно из таблицы, при введении нового реагента гидрофобизатора достигаются лучшие результаты и по флотационному обезвоживанию шлам-лигнина по сравнению с прототипом. Так, скорость флотационного обезвоживания, выраженная через константу скорости, по предлагаемому способу возрастает в 1,6-2,0 раза. Преимущество предлагаемого реагента сохраняется и при меньших его расходах (2-4 г/кг). Причем при любых дозах нового реагента в осветленной воде содержится меньше взвешенных веществ, чем при использовании АНП-2.

Нарастание скорости флотационного обезвоживания дает возможность сократить время пребывания шлам-лигнина во флотационной камере, что позволит существенно увеличить производительность флотомашин. Предлагаемый реагент нетоксичен и отличается простотой синтеза (синтез одностадийный), доступностью исходных реагентов, возможностью) организации производства на предприятиях Иркутской области и может быть успешно использован в качестве эффективного гидрофобизатора вместо АНП-2 для фильтрационного и флотационного обезвоживания шлам-лигнина.

Формула изобретения

Способ обработки шлам-лигнина, включающий обработку флокулянтом, гидрофобизатором и обезвоживание, отличающийся тем, что в качестве гидрофобизатора используют аммониевую соль октилбетатиопропионовой кислоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Гуминовый концентрат, способ его получения, устройство для электрохимического получения гуминового концентрата (варианты). способ очистки воды от примесей, способ обезвоживания вязкотекучих сред, способ детоксикации органических соединений, способ утилизации осадков сточных вод, способ создания почв из естественных и искусственных грунтов и восстановления плодородия деградированных почв, способ компостирования органических отходов, способ утилизации осадков водопроводных вод // 2125039
Изобретение относится к области охраны и восстановления окружающей среды, более точно к технологиям, обеспечивающим восстановление загрязненных техногенными продуктами объектов окружающей среды, а точнее заявляемое изобретение касается гуминового концентрата, способа его получения, устройства для электрохимического получения гуминового концентрата, способа очистки вод от неорганических, органических и микробиологических примесей, способа обезвоживания вязкотекучих сред, способа детоксикации органических соединений, способа утилизации осадков сточных вод, способа создания почв из естественных и искусственных грунтов и восстановления свойств и плодородия деградированных почв, способ компостирования органических отходов, способ утилизации осадков водопроводных вод
Изобретение относится к химической технологии, а именно к обезвреживанию загрязненного грунта несимметричным диметилгидразином

Изобретение относится к обработке промышленных и бытовых сточных вод, а именно к обработке отстоя сточных вод (ОСВ), состоящей из нескольких стадий, включающих химическое и термическое воздействие

Изобретение относится к способу получения жидкого бессернистого органического топлива из отходов, образующихся после очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод
Изобретение относится к способам химической обработки осадка сточных вод перед обезвоживанием и может быть использовано в цехах мехобезвоживания на очистных сооружениях, на станциях биохимической очистки хозяйственно-фекальных вод

Изобретение относится к экологии и может быть использовано при утилизации осадков сточных вод, образующихся на городских станциях аэрации

Изобретение относится к способу получения твердого тела, практически нерастворимого в воде и незагрязненного

Изобретение относится к очистке сточных вод и может быть использовано на биологических очистных сооружениях целлюлозно-бумажной, угольной, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также на городских очистных сооружениях

Изобретение относится к способам переработки избыточного активного ила биологических очистных сооружений очистки сточных вод, содержащих тяжелые металлы

Изобретение относится к экологии и может быть использовано при утилизации осадков сточных вод, образующихся на городских станциях аэрации

Изобретение относится к способам обезвреживания и последующей утилизации высоковязких отходов промышленных сточных вод

Изобретение относится к обработке промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод и может быть использовано при отделении взвешенных частиц размером менее 5 мкм, в том числе и активного ила из сточных вод
Изобретение относится к области процессов разделения твердой и жидкой фаз гетерогенной системы и может быть использовано при очистке сточных вод, в угледобывающей, углехимической, горнорудной, пищевой, химической промышленности, индустрии строительных материалов при выделении твердой фазы целевого компонента из суспензии

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к способам очистки жидких отходов бурения, и может быть использовано непосредственно на буровой или на специализированных полигонах при очистке и обезвреживании буровых сточных вод и отработанных буровых растворов

Изобретение относится к области дозирования химреагентов в системе нефтесбора и утилизации сточной воды

Изобретение относится к способам обработки осадков сточных вод, высококонцентрированных суспензий, шламов и спиртоводрожжевых бард и может быть использовано на станциях водоочистки и предприятиях спиртово-дрожжевой промышленности

Изобретение относится к области обработки осадков сточных вод, в частности шлам-лигнина целлюлозно-бумажной промышленности

Наверх