СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КРАСИТЕЛЕЙ И/ИЛИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХ СУЛЬФОГРУППЫ

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КРАСИТЕЛЕЙ И/ИЛИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХ СУЛЬФОГРУППЫ


RU (11) 2083509 (13) C1

(51) 6 C02F9/00, C02F1/44 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93001656/25 
(22) Дата подачи заявки: 1993.01.11 
(45) Опубликовано: 1997.07.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Васильев Г.В. Очистка сточных вод предприятий текстильной промышленности. - М.: Легкая индустрия, 1969, с. 65 - 70, 190. 2. Васильев Г.В., Ласков Ю.М., Васильева Е.Т. Водное хозяйство и очистка сточных вод предприятий текстильной промышленности. - М.: Легкая индустрия, 1976, с. 69 - 73. 3. Авторское свидетельство СССР N 1560480, кл. C 02 F 1/28, 1990. 4. Исследования в области вторичного использования воды, применяемой при крашении активными красителями, Сансаки Тосиаки, Сэгава Йоситака. Сэн' и како, 1988 - 40. N 12, с. 573 - 577. Р.Ж. Химия, 22Ф119, N 22, 1989, с. 17. 5. Козлов М.П., Гасанов Г.И. и др. Ультрафильтрационная очистка сточных вод от красителя ярко- голубого. Сб. трудов ВНИИСС. - М., 1985, с. 42 - 47. 
(71) Заявитель(и): Осадчий Юрий Павлович; Афанасьева Екатерина Николаевна 
(72) Автор(ы): Осадчий Юрий Павлович; Афанасьева Екатерина Николаевна 
(73) Патентообладатель(и): Осадчий Юрий Павлович; Афанасьева Екатерина Николаевна 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КРАСИТЕЛЕЙ И/ИЛИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХ СУЛЬФОГРУППЫ 

Использование: очистка сточных вод производств легкой и химической промышленности от красителей и(или) органических веществ, содержащих сульфогруппы и ионы металлов. Сущность изобретения: сточные воды обрабатывают при pH 9,5-11,5 водорастворимой солью двух - или трехвалентного металла в массовом соотношении с инградиентом 4:1 - 15:1, нейтрализуют до pH 6,5-8,5 и подвергают механической очистке с последующим ультрафильтрационным разделением. Способ обеспечивает интенсификацию, повышение качества процесса очистки сточных вод от красителей и(или) органических веществ, содержащих сульфогруппы и ионы металлов, и возврат пермеата полученного в процессе ультрафильтрационного разделения в производство. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к очистке сточных вод производств легкой и химической промышленности от красителей и(или) органических веществ, содержащих сульфогруппы (например, кислотных, прямых, активных красителей), и ионов металлов.

Известен способ химической очистки сточных вод от красителей и органических веществ, заключающийся в применении коагулянтов [1] В качестве коагулянтов применяют сульфаты алюминия и железа, хлорное железо, серную кислоту, известь, хлорную известь, полиакриламид. Они хорошо сорбируют органические вещества, в том числе красителя, и вместе с частицами песка, глины, карбоната кальция и другими твердыми веществами образуют рыхлые агрегаты с различной степенью пористости. Однако, химическая очистка сточных вод недостаточно эффективна, имеет большую продолжительность, обладает эксплуатационной сложностью и высокой стоимостью капитальных сооружений.

Для эффективного удаления органических загрязнений из сточных вод предприятий легкой промышленности используется биохимическая очистка, так как в процессе предварительной физико-химической очистки концентрация загрязнений снижается недостаточно [2] Биохимическая очистка сточных вод осуществляется на городских или локальных станциях аэрации, что требует значительных капиталовложений на строительство и занимает обширные площади под системы прудов-накопителей и прудов-испарителей.

Известен способ очистки сточных вод от кислотных, катионных и прямых красителей с использованием адсорбента суспензии диизопропилнафталинсульфоната бария [3] Суспензию синтезируют приливанием 0,2 М раствора диизопропилнафталинсульфоната натрия к 0,1 М раствору хлористого бария. Недостатками данного способа являются применение биологически нерасщепляемого диизопропилнафталинсульфоната натрия, а также сложности с удалением шлама в промышленных масштабах.

Известен способ очистки сточных вод от красителей методом ультрафильтрации с помощью плоских полимерных мембран, заключающийся в том, что водные растворы активных красителей монохлортриазинового (проционы) и винилсульфонового типа (ремазоли) концентрации от 0,1 до 2% подвергают ультрафильтрации через мембраны G-0,5 т (высокомолекулярный электролит) и S-0,5T (полисульфон) в фильтрах MC-4 с полезной поверхностью мембран 40 см2 при давлении 2 кг/см2 (0,2 МПа) и частотой перемещения 800 мин-1 [4] Недостатком данного способа является очень низкая производительность, что затрудняет его использование в промышленном масштабе. Кроме того, этот способ является периодическим.

Наиболее близким к предлагаемому является ультрафильтрационный способ очистки сточных вод от красителей, заключающийся в разделении с использованием трубчатых мембран [5] Ультрафильтрацию проводят с помощью трубчатых ультрафильтров типа БТУ-0,5/2 с полупроницаемыми мембранами на основе этилцеллюлозы, полисульфонамида и частично омыленного сополимера винилацетата с винилхлоридом марки А-150. Этот метод разделения имеет узкий диапазон использования, т. е. он эффективен только для нерастворимых в воде пигментных, дисперсных и отдельных представителей кубовых красителей, а для красителей и органических веществ, имеющих в своем составе сульфогруппы (то есть водорастворимых), метод мембранного разделения с помощью трубчатых ультрафильтров не пригоден из-за низкой селективности мембран.

Задачей изобретения является обеспечение возможности очистки сточных вод от красителей и(или) органических веществ, содержащих сульфогруппы, методом ультрафильтрационного разделения с одновременным удалением избытка ионов металла.

Поставленная задача достигается тем, что сточные воды, содержащие красители и(или) органические вещества, имеющие в своем составе сульфогруппы, обрабатывают при pH 9,5-11,5 водорастворимой солью двух- или трехвалентного металла в массовом соотношении с красителем 4:1 15:1, нейтрализуют до pH 6,5-8,5 кислотой, образующей с металлом труднорастворимую соль, очищают от грубых механических примесей и направляют на ультрафильтры для глубокой очистки. При обработке сточной воды водорастворимой солью двух- или трехвалентного металла (например Ba2+ или AI3+) краситель из водорастворимого состояния переходит в труднорастворимую соль (например, бариевый или алюминиевый лак), которая образует тонкодисперсную суспензию, хорошо поддающуюся ультрафильтрации. При нейтрализации кислотой, образующей с металлом труднорастворимую соль, одновременно удаляется избыток ионов металла. Очищенную сточную воду (пермеат) направляют на повторное использование, а концентрат утилизируют.

На фиг. 1 представлена зависимость селективности мембран Ф-1 (Фторпластовые) и ПСА-1 (полисульфонамидные) от pH разделяемой среды. Представленные данные показывают, что предварительная обработка сточных вод, содержащих краситель кислотный фиолетовый С, хлоридом Ba в массовом соотношении с красителем 4:1, позволяет достигнуть наибольшей селективности мембран 98,7-99,8% когда реакция красителя с металлом происходит при pH 9,5-11,5.

Аппаратурное оформление предлагаемого способа очистки сточных вод представлено на фиг. 2. Сточные воды, содержащие красители, имеющие в своем составе сульфогруппы, и ионы металлов, из красильного оборудования поступают на фильтра предварительной очистки 1, где очищаются от грубодисперсных примесей, затем направляются в емкость-накопитель концентрата 2, куда с помощью емкостей дозаторов 3, 4 подается щелочной агент и водорастворимая соль двух- или трехвалентного металла. Образовавшаяся суспензия перемешивается с помощью насоса 5 в течение 5-10 мин. Из дозатора 6 добавляется кислота до достижения pH 6,5-8,5. Полученная тонкодисперсная суспензия с помощью центробежного насоса 5 проходит через механический фильтр. и поступают в блоки разделения 8, откуда очищенная вода (пермеат) направляется на повторное использование в качестве технической воды для приготовления красильного раствора. Концентрат из емкости-накопителя 3 сливается в бочкотару для утилизации.

Примеры осуществления способа представлены в таблице.

Сточную воду с температурой 15-65oC (без подогрева), содержащую красители, имеющие в своем составе сульфогруппы, от красильного оборудования направляют на фильтр предварительной очистки и собирают в емкость-сборник, куда при необходимости добавляют щелочной агент (например NaOH) до pH 9,5-11,5. Затем туда же добавляют водорастворимую соль двух- или трехвалентного металла в массовом соотношении с красителем 4:1 15:1 и перемешивают в течении 5-10 мин. Образовавшуюся суспензию нейтрализуют до pH 6,5-8,5 кислотой, образующей с ионами металла труднорастворимую соль, и подвергают механической очистке. После фильтра тонкодисперсную суспензию подают на блоки ультрафильтров для разделения. Блоки состоят из ультрафильтров типа БТУ-0,5/2 с мембранами ПСА-1 или Ф-1. Разделение проходят при перепаде давления в системе мембраны 0,2-0,5 МПа и скорости потока жидкости над мембраной 2,5-5,0 м/с.

Способ по прототипу осуществляли в аналогичных условиях, но без добавки соли металла, без последующей нейтрализации и механической очистки.

Как видно из представленных в таблице данных, степень очистки сточных вод (селективность) по заявляемому способу на 28,9-52,2% выше, чем по способу-прототипу, а проницаемость мембран увеличилась на 9,8-32,1% 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ очистки сточных вод от красителей и/или органических веществ, содержащих сульфогруппы, включающий механическую очистку и ультрафильтрационное разделение на мембранных элементах, отличающийся тем, что перед ультрафильтрационным разделением сточные воды обрабатывают при pH 9,5 - 11,5 водорастворимой солью двух- или трехвалентного металла при массовом соотношении с красителем 4 1 15 1 перемешивают, нейтрализуют до pH 6,5 - 8,5 кислотой, образующей с металлом труднорастворимую соль, и подвергают дополнительно механической очистке.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве водорастворимой соли используют соли бария или алюминия.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что для нейтрализации используют серную или фосфорную кислоту.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что ультрафильтрационное разделение ведут на фторопластовых трубчатых мембранах.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru