Scientific journal

International Journal of Experimental Education

ISSN 2618–7159

ИФ РИНЦ = 0,425

Введение

Одним из важнейших направлений государственной экологической политики Республики Казахстан является регулирование производственной деятельности в целях минимизации экологических последствий деятельности промышленных предприятий.

Отходы крупных промышленных предприятий, такие как сточные воды, являются источниками загрязнений как подземных, так и поверхностных вод, попадают в почву, самоочищение которых происходит длительное время или вообще не подлежит очистке. Таким образом, решение проблемы окружающей среды является одним из самых актуальных проблем нашего современного общества.

В данной работе, коагулянты и флокулянты используются главным образом для снижения устойчивости дисперсных систем и достижения в конечном счете, разделения фаз золей, суспензий, эмульсий.

Многие промышленные дисперсии и оборотные воды предприятий представляют собой сложные многокомпонентные системы[1], в которых присутствует большое число подлежащих концентрированию или удалению разнородных примесей: отличающиеся размером, электроповерхностными свойствами и гидрофильностью твердые частицы, органические вещества и др.

Коагулянты и флокулянты применяются для очистки промышленных сточных и природных вод от взвешенных и коллоидно-дисперсных веществ. При этом однотвременно снижается цветность,бактериальная загрязненность, а в отдельных случаях запахи и привкусы воды. Очищенные сточные воды используют примущественно в оборотном водоснабжении промышленных предприятий, и в меньшей мере – в сельском хозяйстве для орошения.

Большим разнообразием отличаются требования к качеству воды для производственно-технических целей, они зависят от специфики производства и особенностей технологического процесса. На производстве вода используется для технических целей в качестве реагента, для приготовления растворов и суспензий, а также в качестве теплоносителя в энергетике для питания паровых катлов и парогенераторов атомных электростанций, для охлаждения различного технологического оборудования.

Если вода используется для технологических целей, то чем чище производимый продукт, тем меньше посторонних примесей должно содержаться в очищенной воде.

Для регулирования устойчивости дисперсных систем в последнее время все шире применяются различные водорасторимые полимеры, весьма малые добавки которых могут радикально изменить стабильность дисперсий. Это широко используется при очистке природных и промышленных сточных вод от дисперсных примесей, концентрировании и обезвоживании суспензий, для улучшения фильтрационных характеристик осадков и структуры почв и т.п.

Высокомолекулярные вещества – чрезвычайно эффективные флокулянты дисперсных систем, приводящие к снижению агрегативной и седиментационной устойчивости дисперсий.

Применение флокулянтов является одним из существенных факторов интесификации процессов очистки воды от коллоидно-дисперсных веществ. Они ускоряют хлопьеобразование, осаждение хлопьев, увеличивают плотность коагулянта и степень осветления воды. В осветлителях со взвешенным осадком флокулянты способствуют увеличению содержания частиц во взвешенном слое и уменьшению выноса взвесей из него, что стабилизирует работу аппаратов и повышает их производительность. Улучшаются адгезионные свойства коагулированой взвеси и фильтрата (очищаемой воды), увеличивается скорость фильтрования, сокращается расход воды на промывку, повышается грязеемкость фильтров, а также увеличивается производительность отстойников, осветлителей, фильтров, центрифуг и другого оборудования, используемого для разделения жидкой и твердой фаз.

На основании вышеизложенного нами был разработан метод получения нового модифицированного водорастворимого полимера (ВРП) серии МоПАН. В результате исследований были определены оптимальные соотношения компонентов получаемых композиций МоПАН-1 и МоПАН-2. Полученные данные позволяет сделать вывод, что наименьшее значение водотодачи и суточного отстоя наблюдается при следующих соотношениях компонентов:

Для очистки промышленных сточных и природных вод флокулянты, как правило, используются совместно с электролитами- коагулянтами.

В данной работе в качестве природного коагулянта были использованы бентонитовые глины южного региона республики Казахстан, таких месторождений как Дарбазинского и Урангайского.

Таблица 2

Химический состав бентонитовых глин – Дарбазинского и Урангайского месторождений

Бентониты являются важным видом минерального сырья, имеющим широкое применение во многих ведущих отраслях промышленности с начала пршлого столетия. Эта тонкодисперсная коллоидная ллина обладает высокой связующей способностью , абсорбционной и каталитической способностью, что позволяет широко ее использовать в процессах очистки вод.

Исследования по изучению свойсв бентонитовых глин Дарбазинского и Урангайского месторождений показали, что бентониты Урангайского месторождения характеризуются сравнительно низкими показателями коллоидальности и незначительным набуханием обьема при увлажнении. Это свидетельствует о преобладании кальция в их ионообменном комплексе. Содержание оксида алюминия преобладает в бентонитовых глинах Дарбазинского месторождения, а, как известно [1], с повышением содержания водорастворимого оксида алюминия в коагулянте повышается его обесцвечивающая способность. На основании полученных данных можно сделать вывод, что наиболее эффективная очистка воды будет сопровождаться в присутствии такого коагулянта, как бентонитовая глина Дарбазинского месторождения.

Целью данной работы являлось исследование эффективности совместного применения коагулянта и флокулянта в процессе очистки оборотной сточной воды в различных отраслях промышленности, в частности свинцового производства.

На основания полученных исследований были определены последовательность введения коагулянта и флокулянта, влияние температуры и дозы флокулянта и коагулянта на процесс очистки воды.

Последовательность введения реагента имеет большое значеие в процессе очистки [2]. Нами было выяснено, что наиболее целесообразно вводить флокулянт после завершения коагуляции через 3-5 минут при сухом и 1-2 минуты при мокром дозировании реагентов после введения коагулянта. При таком порядке введения реагентов наблюдается наибольшой эффект осветления. Вероятно, это связано с тем, что на первой стадии образуются глобулы, которые на второй стадии образуются с флокулянтами макромолекулы (флокулы) оседающие с большей скоростью. Временное ограничение связано с тем, что кратковременное и не очень интенсивное перемешивание способствует достижению макромолекулами частиц дисперсной фазы, в результате чего образуются флокулы, а вот длительное и интенсивное перемешивание их разрушает или же расширенные сегменты макромолекул на поверхности свертываются и вызывают сжатие флокул.

Важной особенностью технологии применения флокулянта совместно с коагулянтом является приготовление и дозирование рабочих растворов [4]. Рабочие растворы готовятся с такой концентрацией, значение которых определяется дозой реагента. В процессе исследований были приготовлены растворы ВРП с концентрацией 0,25-1,0%, которые во время дозирования разбавляли до 0,02-0,1%. При данной дозировке наблюдается стабилизация дисперсной системы. При больших дозах флокулянта образуется сетка ассоциированных молекул полимера, препятствующая сближению и агрегации частиц, что приводит к ухудшению эффективности процесса очистки.

Доза коагулянта также является одним из важнейших технологических параметров процесса очистки воды [3]. Нами было выяснено, что большое влияние на дозу коагулянта оказывает температура воды. В то время как на флокулянта температура оказывает незначительное влияние даже в таком интервале температур, как 0-300 С. В случае коагулянта с уменьшением температуры доза коагулянта сильно возрастает, особенно в случае мутных вод. С уменьшением мутности воды влияние температуры сказываетсяв меньшей мере.

Таким образом, в результате проведенных исследований были получены оптимальные технологические параметры процесса очистки промышленных сточных вод свинцового производства при совместно присутствии бентонитовых глин Дарбазинского и Урангайского месторождений и модифицированного ВРП серии МоПАН, имеющие не маловажное значение в технологии очистки вод.