Спосіб флотаційної очистки стічних вод

Изобретение относится к области обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, и может быть использовано для глубокой очистки промышленных стоков красильных и отделочных цехов текстильных предприятий, содержащих взвешенные вещества, ПАВ, красители и другие специфические загрязнения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ флокуляционной очистки сточных вод, предусматривающий очистку промышленных и бытовых сточных вод с целью повторного их использования в техническом водоснабжении производительностью 400дм3/час. Он состоит из следующих стадий; флокуляции суспендированных частиц и органических веществ неорганическим флокулянтом (полиалюминийхлоридом в количестве 200мг/дм3), реагентная флотация с соотношением воздух/сточные воды в диапазоне от 1 ´ 10-2 до 1 ´ 10-4 и последующая флотация с соотношением воздух/сточные воды в диапазоне от 3 до 10. Данные по очистке стоков известным способом приведены в табл.1. Известный способ позволяет очистить сточную воду до стандартных параметров технической воды (последняя используется, например, для мойки машин и других технических нужд). Однако, как видно из табл.1, после реагентной и безреагентной флотации остаточная концентрация взвешенных веществ, ПАВ, органических веществ, азотсодержащих соединений (соответственно 10; 2; 10; 20мг/дм3). Поэтому необходима дорогостоящая стадия доочистки на активном угле с последующей электролитическо-флотационной сепарацией и обеззараживанием хлором, что делает известный способ экономически невыгодным при больших объемах очищаемой воды (например, для очистки стоков текстильной промышленности с целью повторного использования воды для процесса крашения тканей), где среднее потребление воды составляет 1000м3/сут. Кроме того, большой расход неорганического флокулянта (полиалюминийхлорида - 200мг/дм3) на стадии реагентной флотации приводит к образованию большого объема флотошлама. Последний трудно утилизируется и, как правило, подлежит захоронению, что приводит к загрязнению окружающей среды. Следует также отметить, что с флотошламом безвозвратно теряется ПАВ. Таким образом, известный способ очистки сточных вод требует усовершенствования в направлении увеличения глубины очистки на стадии флотации, что позволит упростить и сделать более экономичной стадию доочистки, а всю технологию очистки сточных вод малоотходной. Задачей изобретения является разработка способа флотационной очистки сточных вод, который бы обеспечивал высокую глубину очистки при низком расходе реагента и малом объеме флотошлама, а также возможность утилизации ПАВ и безотходность технологии за счет утилизации флотошлама: Достигаемый изобретением результат обеспечивается изменением порядка проведения стадий безреагентной и реагентной флотации флотационной очистки, заменой неорганического флокулянта на катионный органический флокулянт. Для решения поставленной задачи предложен способ очистки сточных вод, который, согласно изобретению, включает реагентную и безреагентную флотацию, и отличается тем, что перед реагентной флотацией осуществляют безреагентную, а в качестве флокулянта используют органический катионный флокулянт. Установлено, что изменение порядка стадий флотации (по изобретению сначала безреагентная, затем реагентная) позволяет извлечь на стадии безреагентной флотации до 90% ПАВ, которые можно повторно использовать для технологических нужд. В результате эффективного удаления ПАВ из очищаемой сточной воды происходит дестабилизация системы и для извлечения оставшихся в очищаемой воде органических загрязнений (ПАВ, прямых красителей) на стадии реагентной флотации требуется значительно меньший расход флокулянта (15 - 25мг/дм3). Кроме того, замена неорганического на органический, а именно катионный, повышает эффективность флотационной очистки (глубина очистки от ПАВ 0,91мг/дм3, красителей 0,5мг/дм3, взвешенных веществ 2мг/дм3) и резко сокращает объем флотошлама. Полученный флотошлам после отстоя можно утилизировать в производстве керамических изделий (в качестве выгорающей добавки) или сжечь, т.е. способ позволяет организовать практически безотходную технологию очистки сточных вод текстильных предприятий. Способ реализуется следующим образом. Очистке подвергали сточные воды цеха крашения Николаевской чулочной фабрики, содержащие прямые (анионные) красители в количестве 50 - 150мг/дм3, ХПК 200 - 500мг О/дм3, ПАВ 50 - 150мг/дм3. Воду подают на безреагентную флотацию при объемном соотношении воздух/сточная вода (0,5 - 2,5) : 1. Процесс ведут в течение 5 - 15мин. Образующийся флотоконденсат (1 - 3% объема очищаемой воды) направляют на фильтр с алюмосиликатным материалом (кварцевый песок, клиноптилолит) для удаления взвешенных веществ до остаточной концентрации 5 - 1мг/дм3, а полученный фильтрат с концентрацией ПАВ 2,7г/дм3 повторно используют в технологических процессах. Остаточная концентрация загрязнений в воде, прошедшей безреагентную флотацию, составляет: взвешенных веществ 25 - 100мг/дм3, анионных красителей 50 - 150мг/дм3, ХПК 180 - 450мг О/дм3, ПАВ 10 - 30мг/дм3. В воду после безреагентной флотации добавляют катионный органический флокулянт полидиметилдиаллиламмоний хлорид (ВПК-402), четвертичные аммониевые соли на основе полистирола (ВПК-101), полиэтиленамин (ПЭЛ), поливинилпирролидоны (ПВП), полимер пиридиновой соли (ППС), сополимер метакриламида и диэтиаминоэтилметакрилата (Амифолк), полиаминоалкиловые эфиры метакриловой кислоты (ПААЭМАК), в количестве 10 - 20мг/дм3 и подают на реагентную при объемном соотношении воздух : сточная вода (1,5 - 10-2 : 1 - 10-1) : 1. Процесс ведут в течение 5 15мин. Остаточная концентрация загрязнений после реагентной флотации составляет: красителей 0,3 - 0,5мг/дм3, ПАВ 0,1 - 1мг/дм3, взвешенных веществ 1 - 2мг/дм3, ХПК 20 - 60мг О/дм3. Режимы при объемном соотношении воздух/сточные воды (0,5 - 2,5) : 1 при безреагентной флотации и (1,5 ´ 10-2 - 1 ´ 10-1) : 1 при объемном соотношении воздух/сточные воды, а также дозе реагента 20мг/дм3 являются оптимальными в изобретении при проведении способа очистки сточных вод. Образующиеся флотошламы в количестве 0,025 - 0,5% от общего количества сточных вод с влажностью 90 - 92% отводят на дальнейшую утилизацию. Поскольку в состав флотошлама входят, в основном, только органические соединения, его можно утилизировать в производстве керамических изделий в качестве выгорающей добавки либо сжечь. Время процесса составляет 5 - 15мин. Очищенные сточные воды имеют остаточную концентрацию загрязнений: красителей 0,3 0,5мг/дм3, ПАВ 0,1 - 1г/дм3, взвешенных веществ 0,5 - 2мг/дм3, ХПК 20 - 60мг О/дм3. Такая глубина очистки позволяет использовать очищенную воду в технологическом процессе крашения. Пример реализации способа. Объемный расход исходных сточных вод составляет 93700дм3/ч. Сточную воду, содержащую 150мг/дм3 красителей, 30мг/дм3 ПАВ, 126дм3/дм3 взвешенных веществ и имеющую ХПК 486мг О/дм3, подвергают безреагентной и реагентной флотации и доочистке фильтрованием через алюмосиликатный материал. Образовавшиеся после безреагентной флотации флотошлам, включающий взвешенные вещества, и ПАВ, направляют на фильтр с алюмосиликатной загрузкой, где отбирают взвешенные вещества, а водный раствор ПАВ идет на повторное использование. Количество образованного отведенного флотошлама составляет 937дм3/ч, концентрация ПАВ в флотошламе 2,73г/дм3. На стадии реагентной флотации в качестве флокулянта используют катионный органический флокулянт ВПК-402. Доза флокулянта составляет 20мг/дм3. Очищенные после безреагентной и реагентной флотации сточные воды направляют на фильтры с алюмосиликатной загрузкой (кварцевый песок, клиноптилолит) для удаления остаточных взвешенных веществ. Количество образующегося флотошлама после реагентной флотации - 37,46дм3/ч, влажность - 91,2%. Очищенные сточные воды после фильтрования содержат 0,5мг/дм3 красителей, 0,91мг/дм3 ПАВ, 2мг/дм3 взвешенных веществ и 24,3мг О/дм3 ХПК. Эффект очистки соответственно 99,7%; 96,9%; 98,5%; 95%. Сравнительные данные по степени очистки известным и предлагаемым способом приведены в табл.2. Как следует из данных табл.2, предложенный способ очистки сточных вод обеспечивает по сравнению с известным следующие преимущества: повышение степени очистки сточных вод по взвешенным веществам, красителям, ПАВ, возможность возвращения 90% ПАВ для повторного использования в технологических целях, уменьшение расхода реагентов на 90%, уменьшение в 10 раз количества флотошлама по сравнению с известным способом, полная утилизация флотошлама. Полученные сточные воды удовлетворяют требованиям, необходимым для повторного водоснабжения в техническом водопользовании. Предлагаемый способ экономичен, практически безотходен, высокопроизводителен. Кроме того, применение катионактивного органического флокулянта на стадии реагентной флотации обеспечивает эффект обеззараживания сточных вод (при концентрации катионного флокулянта 2 - 10мг/дм3 содержание вирусов в сточных водах снижается на 90% (Баран А.А. Полисодержащие дисперсные системы. - К.: Наук. думка, 1986. - 204с.).