Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования

ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,757

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ КОАГУЛЯНТОВ И МОДИФИЦИРОВАННЫХ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИМЕРОВ (МВРП) В ПРОЦЕССЕ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Жумаханова Р.К. 1 Абишева Р.Ж. 1 Кылышбаева Г.Б. 1 Мырзабаева Ж.К. 1 Алшынбаев О.А. 1
1 «Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауэзова»
Одним из важнейших направлений государственной экологической политики Республики Казахстан является регулирование производственной деятельности в целях минимизации экологических последствий деятельности промышленных предприятий. В данной работе используемые природные коагулянты и модифицированный ВРП используется главным образом для снижения устойчивости дисперсных систем и, в конечном счете, достижения разделения фаз золей, суспензий, эмульсий, которые являются неотменной частью промышленных сточных вод. В результате проведенных исследований была определена эффективная совместимость при применении коагулянта и модифицированного ВРП-флокулянта в процессе очистки оборотной сточной воды в различных отраслях промышленности, в частности производств цветной металлургии.
коагулянт
флокулянт
водорастворимый полимер (ВРП)
бентониты
промышленные отходы (сточные воды).
1. Запольский А.К., Баран А.А. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. – Л.: Химия, 1987. – С.178-188.
2. Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод. – М.: Стройиздат, 1984. – С.200-201.
3. Небера В.П. Флокуляция минеральных суспензий. – М.: Недра, 1983. – С.230-247.
4. Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества: свойства и применение. – 2 изд., перераб.и доп. – Л.: Химия, 1981. – С. 300-304.
5. ГОСТ 2874-82 «Питеьвая вода».

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:

Таблица 1

Методика получения нового модифицированного водорастворимого полимера (ВРП) серии МоПАН

Композиция

Компоненты

Нитрон

Гидрооксись

натрия

Отходы жирных кислот (ПО «Шымкентмай»)

Нитролигнин

(гидролизные производства)

МоПАН-1

1

0,4

0,2

-

МоПАН-2

1

0,4

-

0,1

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

Содержание

оксидов,

% по массе

Месторождение

Дарбазинское

Урангайское

SiO2

60,3

51,26

Al2O3

16,06

14,85

Fe2O3

5,36

5,58

FeO

1,07

0,55

CaO

1,27

4,9

MgO

2,23

2,58

Na2O+K2O

3,57

1,88

п.п.п.

9,63

6,48

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.


Библиографическая ссылка

Жумаханова Р.К., Абишева Р.Ж., Кылышбаева Г.Б., Мырзабаева Ж.К., Алшынбаев О.А. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ КОАГУЛЯНТОВ И МОДИФИЦИРОВАННЫХ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИМЕРОВ (МВРП) В ПРОЦЕССЕ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ // Международный журнал экспериментального образования. – 2014. – № 3-1. – С. 107-109;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=4673 (дата обращения: 21.06.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074