Метод очистки води від катіонних поверхнево-активних речовин

Метод очистки води від катіонних поверхневоактивних речовин (ПАР) флотацією в присутності реагенту, який відрізняється тим, що з метою зменшення кількості реагентів та скорочення тривалості процесу як реагент використовують натрієву сіль карбоксиметилцелюлози (Na-КМЦ) в кількості 0,05-0,1 мг на 1 мг вилучуваної ПАР, а флотацію проводять при рН 8-10. (19) (21) u201010724 (22) 06.09.2010 (24) 11.04.2011 (46) 11.04.2011, Бюл.№ 7, 2011 р. (72) СТРЕЛЬЦОВА ОЛЕНА ОЛЕКСІЇВНА, ВОЛЮВАЧ ОЛЬГА ВЯЧЕСЛАВІВНА, ПУЗИРЬОВА ІРИНА ВАСИЛІВНА, ЄГОРЦЕВА ВІКТОРІЯ ОЛЕКСАНДРІВНА (73) ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ І.І.МЕЧНИКОВА 3 58285 0,05-0,1 мг на 1 мг вилучуваної ПАР, а флотацію проводять при рН 8-10. Для здійснення методу в воду, що підлягає очистці (кількість катіонної ПАР - 50 мг/л) вводять Na-КМЦ. Реагент використовують у вигляді хімічно інертного порошку. В нижній шар води подають під тиском повітря. Бульбашки повітря спливають на поверхню, захоплюючи за собою продукт, що містить катіонну ПАР. Пінний концентрат, що утворюється на поверхні, вилучають за допомогою механічних скребків. 4 Випробування проводили на лабораторній машині марки Л 136В-ФЛ виробництва ВНІГІІ "Механобр", що забезпечує подібність процесу, який протікає в сучасній флотаційній машині. Для визначення оптимальної кількості (q) реагенту Na-КМЦ проводили досліди при однаковій кількості катіонної ПАР (50 мг /л), рН середовища 6, температурі 18-20 °С. Отримані результати приведені в табл. 1. Таблиця 1 йодид ГІПХ-3А гексадецилпіридинію (техн. КПАР) ступінь вилучення (), % 62 80 95 90 100 95 100 99 Як видно з табл. 1, ступінь флотаційного вилучення катіонних ПАР досягає свого максимального значення (90-99 %) при витраті реагенту в кількості 0,05-0,1 мг на 1 мг ПАР. Подальше збільшення витрати реагенту незначно приводить до підвищення ступеня вилучення катіонних ПАР. Важли Цетазол (техн. КПАР) q (Na-КМЦ), мг на 1 мг ПАР 76 89 99 98 0 0,05 0,1 0,5 вий і той факт, що після процесу очистки води в ній не знаходиться введений реагент. Вплив рН середовища на ступінь флотаційного вилучення () ПАР при однаковій дозі реагенту (0,05 мг Na-КМЦ на 1 мг ПАР) і температурі 18-20 °С приведено в табл. 2. Таблиця 2 йодид гексадецилпіридинію 90 95 98 99 ГІПХ-3А (техн. КПАР) ступінь вилучення (), % 89 90 92 94 Як видно з табл. 2, максимальний ступінь флотаційного вилучення () катіонних ПАР спостерігається при рН 8-10. Подальше зменшення рН води незначно знижує ступінь їх флотаційного вилучення. Були проведені досліди по флотаційному вилученню ГІПХ-3А за допомогою реагенту (0,05 мг Цетазол (техн. КПАР) рН 90 91 92 93 4 6 8 10 Na-КМЦ на 1 мг ПАР) при температурі 18-20 °С і рН води 6 з розчинів, які містять неорганічні електроліти з концентрацією 0,1 моль/л. Вплив неорганічних електролітів на ступінь вилучення () ГІПХ3А наведений в табл. 3. Таблиця 3 ступінь вилучення (), % 95 98 99 Досліди показали, що ефективність очистки в описаних вище умовах не знижується - ступінь флотаційного вилучення складає 99 %, піна відсутня. З метою скорочення часу флотаційної обробки до розчину йодиду гексадецилпіридинію додавали електроліт KСl K2SO4 Na3PO4 реагент - Na-КМЦ у кількості 0,05 мг на 1 мг ПАР при однаковій концентрації катіонної ПАР (50 мг/л) і рН води 6 та проводили порівняння з прототипом (табл. 4). 5 58285 6 Таблиця 4 ступінь вилучення (), % Прототип Na-КМЦ (СМНВ+ПАА-1) 70 85 75 95 91 99 97 99 98 99 98 99 Отримані результати свідчать про перевагу запропонованого методу у порівнянні з відомим. Використання Na-КМЦ дозволяє зменшити час флотаційної обробки розчину, необхідної для практично повного вилучення ПАР (99 %), з 25 до 10 хв. Метод ілюструється прикладами: Приклад 1. В камеру флотаційної машини поміщали 1 л розчину, який містив 50 мг ГІПХ-3А і додавали NaКМЦ у кількості 0,01 мг на 1 мг ПАР, рН розчину 6. Після 1 хв перемішування розчин флотували 10 хв та фотометрично аналізували на вміст ГІПХ-3А. Визначили, що ступінь флотаційного вилучення () складав 89 %, при об'ємі пінного продукту - 3 %. При підвищенні дози реагенту до 0,05 мг на 1 мг ПАР ступінь флотаційного вилучення () збільшився на 10 % і склав 99 %, при об'ємі піни - 1 %. Приклад 2. Умови ті ж, що й у прикладі 1, за винятком того, що вилучали ГІПХ-3А із розчинів, які містили неорганічні електроліти (KСl, K2SO4, Na3РO4) з концентрацією 0,1 моль/л. В розчин додавали NaКМЦ у кількості 0,05 мг на 1 мг ПАР і визначили, Комп’ютерна верстка Л. Купенко час флотації, хв. 3 5 10 15 20 25 що ступінь флотаційного вилучення () ГІПХ-3 А складав 95-99 %, піна була відсутня. Таким чином, використання в якості реагенту доступної та нетоксичної речовини - натрієвої солі карбоксиметилцелюлози дозволяє спростити технологію очистки води, що веде до скорочення часу обробки стічних вод, виключаючи використання двокомпонентного реагенту (токсичного СМНВ і ПАА-1) та стадію емульгування СМНВ. Час флотації скорочується від 20 хв до 10 хв. Метод відрізняється не тільки недефіцитністю, дешевизною використаного реагенту-осаджувача та технічною простотою, але і високою ефективністю очистки (99 %), що сприяє охороні навколишнього середовища. Після процесу очистки води в ній не міститься Na-КМЦ. Важливим достоїнством запропонованого методу також є можливість обробки стічних вод, які містять неорганічні електроліти та завислі частинки. Також очищена вода може використовуватися у повторному технологічному процесі на підприємстві, що дає значний економічний ефект. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601