Застосування|вживання| методу коагуляції для глибокої доочистки біологічно очищених |обчищених| стічних вод
Номенклатура виробництв барвників на хімічному заводі різноманітна|різноманітна|, виробництва багатостадійні і відрізняються утворенням великих об'ємів|обсягів| сильнозабруднених| стічних вод. Такі стічні води піддаються біологічній і хімічній очистці|очистці| (БХО) в аеротенках заводу. Біологічне очищення|очистка| стічних вод дозволяє видалити|віддаляти| 70–80% органічних речовин, що знаходяться|перебувають| в них. Проте|однак| після|потім| очищення|очистки| такі стічні води мають ще помітну кольоровість|колірність| і містять|утримують| деяку залишкову кількість органічних речовин (табл. 3). Скидання|скид| в річку|ріку|, яка є |з'являється| водоймищем першої категорії, таких стічних вод без додаткового (глибокого) очищення|очистки| недопустиме. Їх доочистка від залишку органічних речовин необхідна також і в разі|у разі| повторного використання для потреб|нужди| технічного водопостачання на заводі.
Таблиця 3.
Характеристика стічних вод
| Найменування показників | Характеристика стічної води | Ступінь очищення, % | |
| До біологічного очищення | Після|потім| біологічного очищення | ||
| рН | 8,2 – 8,5 | 7,0 – 8,0 | - |
| Кольоровість, град. | 650 – 750 | 250 – 350 | 50 – 60 |
| ХСКбіхр., г О2/м3 | 700 – 750 | 100 – 150 | 80 – 85 |
| БСКполн., г О2/м3 | 400 – 450 | 35 – 40 | 85 – 90 |
| Азот амонійний, г/м3 | 6,0 – 7,0 | 3 – 5 | - |
| Азот нітратів, г/м3 | 3,0 – 4,0 | 8 – 10 | - |
| Сухий залишок, г/м3 | 1,5 – 1,7 | 1,4 – 1,5 | - |
| Прожарений залишок, г/м3 | 0,9 – 1,1 | 0,9 – 1,0 | - |
Одним із методів глибокої доочистки біологічно очищених промислових стічних вод – є метод коагуляції. Дослідження по коагуляційній доочистці стічних вод проводили по методиках і на спеціально виготовлених установках. Як коагулянти досліджували сульфат алюмінію Al2(SO4)3·18Н2О, хлорид заліза FeCl3·6Н2О, сульфат двовалентного заліза FeSO4·18Н2О і сульфат тривалентного заліза Fe2(SO4)3·7Н2О. Розраховані дози коагулянтів у вигляді 10%-ного| розчину вносили у воду, яка очищалась|очищувала|. Ефективність дії коагулянта (табл. 4) оцінювали за ступенем знебарвлення стічної води при різних величинах рН
|Таблиця 4.
Вплив коагулянтів і величини рН| на ступінь|міру| доочистки біологічно очищених|обчищених| стічних вод Івано-Франківського ЗТОС
| Коагулянти | Ступінь знебарвлення, % | ||||
| Величина рН | |||||
| 7,1 | 7,8 | 9,5 | 10,5 | 11,9 | |
| Al2(SO4) 3 | 53,2 | 66,7 | 80,0 | - | - |
| FeSO4 | 32,4 | 42,1 | 50,0 | 51,2 | 57,4 |
| Fe2(SO4) 3 | 36,8 | 44,7 | 50,0 | 54,7 | 55,9 |
| FeCl3 | 33,5 | 44,7 | 48,6 | 55,3 | 56,1 |
Примітка: Кольоровість води перед доочисткою складала 350 град., дози коагулянтів у всіх дослідах складали 150 г/м3 із розрахунку на Al2О3 і Fe2О3).
Як видно|показний| з|із| наведених у таблиці 4 результатів експериментів, максимальне знебварвлення стічних вод досягається при використанні як коагулянту сульфату алюмінію. Перевага його використання в порівнянні з іншими коагулянтами полягає в тому, що значний ступінь|міра| знебварвлення досягається вже при величині рН| 7-8, близької до рН| стічної води, узятої для дослідження. Це не вимагає попередньої підготовки стічних вод після|потім| біологічного очищення|очистки|, необхідної для коректування величини рН| перед введенням|вступом| коагулянта. Аналогічним чином вивчений вплив величини рН| і доз сульфату алюмінію, як коагулянту, на ступінь|міру| коагуляційної доочистки стічних вод від органічних речовин (по ХСКбіхр.) та їх знебарвлення. Отримані результати приведені в таблицях 5 і 6, із|із| яких видно, що при величині рН 7,0–8,0 і дозі коагулянта 100–200 г/м3 (у перерахунку на Al2О3), ступінь знебарвлення стічної води складав до 85%. Зміст органічних речовин у воді, що очищається по ХСКбіхр., знижувався на 45-48%.
Таблиця 5.
Вплив величини рН на ступінь доочистки стічних вод сульфатом алюмінію при дозі 200 г/м3 (на Al2О3)
| Величина рН до очищення | Характеристика стічної води після очищення | Величина рН стічної води після доочистки | ||||
| Кольоровість | ХСКбіхр. | |||||
| Град. | Ступінь |міра| доочистки,% | мгО2/л | Ступінь |міра| доочистки,% | |||
| 4,4 | 238,0 | 105,0 | 0,0 | 3,5 | ||
| 5,7 | 140,0 | 70,35 | 4,25 | |||
| 6,5 | 98,0 | 38,85 | 4,72 | |||
| 7,5 | 87,5 | 60,9 | 5,4 | |||
| 8,05 | 70,0 | 60,0 | 42,5 | 5,75 | ||
Примітка: Кольоровість води до очищення складала 350 град., ХСКбіхр. 105 г О2/м3.
З метою з'ясування механізму видалення органічних забруднень із стічної води, що визначають її кольоровість і ХСКбіхр. проведені кінетичні дослідження ступеню знебарвлення води і зниження її ХСКбіхр. Як видно з рис. 1, максимум знебарвлення води досягається за 10-15хв. після внесення коагулянту, а максимальне зниження ХСКбіхр відбувається через 50–60 хв. Це свідчить про те, що видалення органічних речовин із стічної
Таблиця 6.
Вплив доз сульфату алюмінію на ступінь|міру| доочистки стічних вод при рН| 7,8.
| Дози коагулянта, г/м3 (на Al2О3) | Характеристика стічної води після доочистки | Величина рН стічної води після доочистки | |||
| Кольоровість | ХСКбіхр. | ||||
| Град. | Ступінь|міра| доочистки,% | гО2/м3 | Ступінь |міра| доочистки,% | ||
| 70,0 | 81,9 | 5,4 | |||
| 63,0 | 71,4 | 4,7 | |||
| 56,0 | 63,0 | 4,5 | |||
| 52,5 | 57,75 | 4,15 | |||
| 52,5 | 55,65 | 4,05 | |||
| 49,0 | 52,5 | 4,00 | |||
| 45,5 | 52,5 | 3,85 |
Примітка: Кольоровість води до очищення складала 350 град., ХСКбіхр. 105 г О2/м3.
 | Рис.3. Вплив часу обробки стічних вод коагулянтом на ступінь їх знебарвлення (Ец, крива 1) та відділення органічних речовин (Ехск, крива 2). |
води, які обумовлюють її кольоровість і ХСКбіхр. протікає по однаковому, в даному випадку, сорбційному механізму. Для встановлення рівноваги в процесі сорбції органічних речовин, швидкість якої, як відомо, визначається дифузією речовини, що сортирується в порах сорбенту із розчину до поверхні сорбенту потрібний певний проміжок часу. Це і призводить до тривалості сорбційних процесів.
На пілотній установці (рис. 4) проведені дослідження по вивченню можливості використання процесу коагуляційної доочистки біологічно очищених стічних вод у зваженому шарі коагулянту - сульфату алюмінію. В процесі досліджень встановлено (Рис.5), що на ступінь доочистки стічних вод в зваженому шарі гідролізованого коагулянту
Рис. 4. Схема двохтупінної пілотної установки коагуляційної очистки стічних вод з рециркуляцією осаду гідролізованого коагулянту: 1- реактор для підлужчиння стічних вод; 2,3 – коагулятор-освітлювач; 4,5 – шламоущільнювач; 6 – ємкість для приготування розчину коагулянту.
 | Рис. 5. Вплив лінійної швидкості потоку стічних вод на ступінь їх знебварвлення (Ец) і видалення органічних речовин (Ехск). Доза коагулянту 100г/м3 (із розрахунку на Al2О3). Коагулянт – сульфат алюмінію. |
більший вплив, за інших рівних умов, має лінійна швидкість руху рідини в освітлювачі. Для досягнення найбільш ефективної доочистки стічних вод по кольоровості і ХСКбіхр, необхідною умовою має бути точне дотримання лінійної швидкості потоку рідини в освітлювачі, яка повинна перевищувати величину 2·10-6 м/с. Незначне збільшення лінійної швидкості потоку призводить до різкого зменшення ступеню доочистки стічних вод. Таким чином, ефективна доочистка біологічно очищених стічних вод може бути успішно здійснена обробкою їх коагулянтом сульфатом алюмінію. При цьому процес доочистки ефективно проводити в освітлювачах із шаром зваженого осаду коагулянту.
Висновки:
1. Використання алюміній- і залізовмісних | стоків дозволяє досягти вищого ступеню|міри| доочистки стічних вод, понизити|знизити| дозу коагулянту, збільшити навантаження по гідравліці на освітлювачі і отримати|одержувати| декілька меншу кількість коагуляційних шламів.
2. Після|потім| такої доочистки стічні води можуть бути скинуті у водоймище без нанесення йому екологічної шкоди|шкоди| або піддані додатковій обробці – коректування мінерального складу, стабілізація з|із| повторним поверненням у водооборотні цикли підприємства.
Список літератури:
1. Островка В.І., Чесновська О.С., Мороз В.О, Попов Є.В. Застосування методу коагуляції для глибокої доочистки біологічно очищених стічних вод// Материали VI Всеукраинської науково-практичної конференції «Охорона навколишнього середовища промислових регіонів як умова сталого розвитку України». – м. Запоріжжа – 2010.
2. Островка В.И и др. В кн.: Матеріали ХI Всеукраїнської наукової конференції студентів, магістрантів і аспірантів «Екологічні проблеми регіонів України», м. Одеса (21-25 квітня 2009 г.), с. 15-16, 59-60.
3. Кульский Л.А., Глоба Л.И. Использование адгезионных и адсорбционных процессов для удаления из воды взвесей и микроорганизмов. – Киев.: Наукова Думка, 1973, 86 с.
4. Шевченко М.А., Лизунов В.В. Технология обработки воды. Изд. «Будівельник», К., 1980, 116 с.
5. Островка В.И., Ливке В.А., Бехер Р.М., Резниченко В.В., Николаева Д.И., Рябуха Т.И. Доочистка сточных вод анилинокрасочной промышленности методом коагуляции. Химия и технология воды, 1981, 3, №3, с. 260-263.
УДК 541.64:542.954
Кондратов С.А., Олейник В.В.