Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 10
1.1 Классификация сточных вод молокоперерабатывающих предприятий 10
1.2 Состав сточных вод молокоперерабатывающих предприятий 11
1.3 Методы очистки сточных вод молокоперерабатывающих предприятий
1.3.1 Механическая очистка 12
1.3.2 Физико-химические методы очистки 18
1.3.3 Биохимическая очистка 26
1.3.4 Применение комбинированных методов очистки 35
2 Экспериментальная часть 39
2.1 Проведение процесса очистки сточных вод производства соевого моло
ка 2.1.1 Приготовление 30%-го раствора коагулянта 39
2.1.2 Проведение процесса коагуляции 39
2.1.3 Проведение коагуляционно-флокуляционной очистки 40
2.1.4 Проведение сорбционной очистки в статических условиях 40
2.1.5 Проведение сорбционной очистки в динамических условиях 40
2.1.6 Проведения процесса окисления 40
2.2 Определение основных технологических показателей сорбентов 41
2.2.1 Определение суммарного объёма пор сорбентов 41
2.2.2 Определение насыпной плотности сорбентов 41
2.2.3 Определение влажности сорбентов 41
2.2.4 Определение плавучести сорбентов 42
2.3 Определение физико-химических показателей сточной воды
2.3.1 Определение рН 42
2.3.2 Определение химического потребления кислорода 42
2.3.3 Определение содержания хлорид-ионов 43
2.3.4 Определение массы осадка 44
2.3.5 Определение массовой концентрации фосфат-ионов 44
2.3.6 Определение содержания жиров 45
2.3.7. Метрологическая проработка результатов исследования 46
3 Обсуждение результатов 49
3.1 Мониторинг сточных вод производства соевого молока 50
3.2 Изучение процесса сорбционной очистки сточных вод производства соевого молока
3.2.1 Проведение экспериментов в статических условиях с активированными углями (АУ-Э, СКТ-3) 52
3.2.2 Исследование возможности использования отходов сельскохозяйственного производства в качестве сорбентов 55
3.2.3 Исследование сорбционной очистки в динамических условиях
3.2.3.1 Исследование сорбционной очистки активированными углями в динамических условиях 65
3.2.3.2 Исследование альтернативных сорбентов в динамических условиях
3.3 Изучение очистки сточной воды производства соевого молока окислением 67
3.4 Исследование процесса очистки сточных вод производства соевого молока методом коагуляции 72
3.4.1 Изучение возможности применения алюмосодержащих коагулян тов 72
3.4.1.1 Исследование оксихлорида алюминия 73
3.4.1.2 Исследование сульфата и хлорида алюминия в качестве коагулянтов при очистке сточных вод производства соевого молока 82 3.4.1.3 Изучение возможности использования природного модифицированного нефелинового концентрата при очисте сточных вод производства соевого молока 90
3.4.1.4 Исследование алюмината натрия в качестве коагулянта примесей сточных вод производства соевого молока 96
3.4.2 Исследование солей железа в качестве коагулянтов для очистки сточных вод производства соевого молока 100
3.5 Изучение коагуляционно-флокуляционной очистки 108
3.6 Исследование процесса мембранной очистки сточных вод производства соевого молока 124
3.7 Промышленное испытание
4 Математическая обработка экспериментальных даных 137
5 Рассчет эколого-экономического эффекта 146
Выводы 149
Список использованной литературы
- Методы очистки сточных вод молокоперерабатывающих предприятий
- Определение суммарного объёма пор сорбентов
- Проведение экспериментов в статических условиях с активированными углями (АУ-Э, СКТ-3)
- Исследование процесса мембранной очистки сточных вод производства соевого молока
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время очистка сточных вод различных производств является актуальной в связи с продолжающимся ростом антропогенной нагрузки на окружающую природную среду. Среди загрязняющих веществ особое место занимают органические соединения, которые приводят к изменению органолептических, физико-химических свойств, уменьшению содержания кислорода, увеличению значений ХПК, БПК и других показателей сточных вод.
В мире, в т. ч. и в РФ, развивается новое направление сельскохозяйственного производства – получение соевого молока и продуктов его переработки. Анализ литературных источников свидетельствует о недостаточной проработке эколого-технологических подходов очистки сточных вод производства соевого молока. Проведенные анализы показали, что сточные воды данного производства имеют отличные физико-химические показатели от стоков предприятий, перерабатывающих молоко животного происхождения. В частности, если сточные воды традиционных молочных предприятий имеют значения ХПК не более 3000 мг О2/л, то сточные воды производства соевого молока – в интервале 10000 – 30000 мг О2/л. В результате отсутствия технологии очистки сточных вод производства соевого молока ежесуточно на местные водоёмы поступает порядка 0,03 т органических веществ, что пагубно влияет на состояние водоёмов, приводит к гибели живых организмов. В связи с этим, требуется предварительная локальная очистка сточных вод производства соевого молока.
Цель диссертационной работы состояла в исследовании и выборе физико-химических методов очистки сточных вод производства соевого молока для предотвращения техногенного воздействия на окружающую природную среду вследствие организации замкнутого цикла водооборота.
При выполнении работы были решены следующие задачи:
1. Проведен физико-химический анализ сточных вод в производствах соевого молока.
*В руководстве работой принимал участие к.т.н., доцент Шайхиев И. Г
2. Исследованы физико-химические методы очистки сточных вод производства соевого молока. Выбраны методы очистки и условия их проведения с организацией замкнутого водооборота в производстве, что позволило предотвратить антропогенную нагрузку на окружающую природную среду.
3. На основании результатов лабораторных исследований предложен способ комбинированной физико-химической очистки сточных вод производства соевого молока, обеспечивающий возможность создания замкнутого цикла водооборота, что позволило обеспечить значительный эколого-экономический эффект для окружающей природной среды от предотвращенного ущерба.
Научная новизна. Получены новые результаты очистки сточных вод производства соевого молока различными физико-химическими методами. Научно обоснована возможность создания технологии, включающей механическую, сорбционную и мембранную очистку, позволяющей осуществить дальнейшую рециркуляцию воды в производство. Впервые в качестве сорбента для очистки сточных вод пищевых предприятий исследована шелуха оболочек семян гороха. Получены новые экспериментальные результаты, подтверждающие перспективность применения вышесказанного сорбента на стадии сорбционной очистки.
Практическая значимость работы. Промышленные испытания, проведённые на базе лаборатории ЗАО «Владисарт», г. Владимир, показали возможность эффективной реализации технологии очистки сточных вод производства соевого молока в производстве.
Расчётный эколого-экономический эффект для окружающей природной среды от предотвращенного ущерба, вследствие разработанной технологии очистки сточных вод производства соевого молока, составил более 340 тыс. руб./год.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на: IX-ой международной конференции «Пища. Экология. Качество» (г. Новосибирск, 2004 г), конференциях академии наук РТ «Актуальные экологические проблемы РТ» (г. Казань, 2004, 2007 г), I и III конференциях «Актуальные проблемы защиты окружающей среды регионов России» (г. Улан-Удэ, 2004, 2006, 2008 г), конференции «Правовые и инженерные вопросы охраны труда и экологии» (г. Казань, 2004 г), XVIII-ой международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (г. Казань, 2005 г), XII-ом аспирантско-магистерском семинаре «Экология в энергетике, энергосбережении и рациональном природопользовании» (г. Казань, 2008 г), Всероссийской молодёжной научной конференции «Мавлютовские чтения» (г. Уфа, 2008 г), IV-ой межрегиональной конференции «Промышленная экология и безопасность» (г. Казань, 2009 г).
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 14 научных работах, 2 из которых – статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.
Структура диссертационной работы. Диссертация объёмом в 165 стр. машинописного текста состоит из введения, 5 глав, содержащих 14 таблиц, 78 рисунков, и списка литературы, включающего 136 источников.
Во введении указывается актуальность темы и даётся общая характеристика диссертации. В первой главе работы приведен обзор литературы по традиционно применяемым методам очистки сточных вод молочного производства. Во второй главе описаны методики проведения экспериментов. Третья глава посвящена обсуждению результатов экспериментов по изысканию оптимальных методов очистки сточных вод производства соевого молока на основе полученных характеристик состава как загрязненных, так и очищенных сточных вод. Четвёртая глава посвящена математической обработке полученных в диссертации экспериментальных данных. В пятой главе произведён расчет эколого-экономического эффекта от внедрения разработанной технологии.
Работа выполнена в период с 2004 по 2009 на кафедре инженерной экологии ГОУ ВПО «Казанский государственный технологический университет».
Автор выражает благодарность за консультацию в части математической обработки результатов экспериментальных исследований к.физ.-мат. наук, доценту кафедры высшей математики Ахмадиеву М. Г.
Методы очистки сточных вод молокоперерабатывающих предприятий
Крупнодисперсные примеси, снятые с решеток, как правило, сбрасываются в металлические бочки с крышками, которые периодически вывозят автотранспортом на специальные площадки для компостирования.
Для очистки сточных вод молочной промышленности применяют решетки с прозорами между стержнями 16 мм, их устанавливают в составе очистных сооружений или на насосных станциях.
Песколовки служат для задержания песка и тяжёлых, крупнодисперсных загрязнений органического происхождения. Применяют, как правило, горизонтальные песколовки с прямолинейным или круговым движением воды. В песколовках, кроме песка, задерживаются осколки стекла и другие минеральные примеси, а также грубодисперсные органические взвешенные вещества (частицы творога, молочные пленки и т.п.), содержащиеся в сточных водах молокоперерабатывающих предприятий.
Отстойники предназначены для выделения оседающих и всплывающих взвешенных веществ из сточных вод предприятий молочной промышленности; на практике, в основном, применяют двухъярусные отстойники.
Установлено, что вертикальные отстойники, в виду специфики загрязнений названных сточных вод, малоэффективны.
Сточные воды молокоперерабатывающих предприятий, очищаемые в вертикальных и двухъярусных отстойниках, быстро закисают вследствие молочнокислого брожения. Это обусловливает снижение рН воды и ухудшение её качества.
Для очистки сточных вод от жиров обычно применяют отстойные жироловки горизонтального и вертикального типа.
Практика показывает, что использование жироловок горизонтального типа для очистки сточных вод молочной промышленности недостаточно, концентрация жиров в результате их применения снижается на 30-35 %. Недостатком жироловок горизонтального типа является также трудоемкость сбора жиромассы и осадка. В работе [2] определялась возможность применения механического отстаивания при очистке СВ в молочной промышленности. Показано, что механическое отстаивание в течение 2 часов не позволяет достичь санитарных норм для сброса в городскую канализацию сточных вод. С увеличением времени осаждения наблюдается сдвиг значения рН сточных вод в кислотную область.
Для очистки СВ молочного производства предлагается использовать установку в составе гравитационного жироотделителя - отстойника в форме прямоугольного резервуара со специальной конструкцией днища и жирос-борного резервуара. Поступающие СВ попадают в поперечную камеру между торцевой стенкой и поперечным водосливом, где за счёт пневматической флотации осуществляется предварительное разделение всплывающих и оседающих примесей [3].
Показана возможность очистки СВ методом двойного перемежающегося фильтрования при низких нагрузках (насадка из гранита) и методом однократного фильтрования при высоких нагрузках с использованием насадки из пластмасс [4].
На молочном заводе в Великобритании введена установка по очистке СВ. На этом заводе, по технологии, все стоки собираются в общий резервуар, откуда перекачиваются на очистку, подвергаются многократной обработке и фильтрованию через песчаные фильтры. После 4-х кратного фильтрования очищенная вода направляется в отстойный резервуар, откуда забирается на повторное использование на заводе. Отмечено, что весь цикл очистки длится 4 часа [5].
Рассмотрены способы и оборудование для извлечения ценных веществ из сыворотки в сыродельной промышленности. Для получения из сыворотки белкового концентрата (лактоглобумин) с содержанием сухих веществ 15 % фирма Alfa-Laval применила оборудование Centriwhey, где отделяют из сыворотки жир на центрифуге, затем изменяют рН и осаждают белки [6]. Для получения белков из сыворотки и их фракционирования с помощью гельфильт 15 рации в Швеции разработан специальный фильтр, фракционирующий вещества в зависимости от величины молекул.
Показано, что для фильтрования СВ применяют подложки из кварцевого песка, зольного остатка, шлама от выплавки стали. Установлено, что эффективность снижения ХПК, БГЖ и общего фосфора составила 36-49 %, 65-75 % и 40-55 %, соответственно [7].
Предложено фильтровать сточную воду через смесь щебня с торфом и использовать в дальнейшем для орошения посевных полей [8].
В лабораторных экспериментах исследована возможность очистки СВ с применением песчаного фильтра в режиме рециркуляции. Модельные СВ включали глюкозу, дрожжи, сухое молоко, соединения азота и фосфора. Величина ХПК составляла 1340 мг/л, содержание аммонийного азота - 50 мг/л, фосфат-ионов - 30 мг/л [9].
Лабораторные исследования показали, что содержащиеся в песчанике глинистые частички способны адсорбировать на своей поверхности соединения фосфора, снижая степень загрязнения ими сточных вод [10].
В лабораторных условиях на искусственно приготовленных СВ (1 мл молока віл воды) проведено исследование фильтрационной очистки СВ с применением в качестве фильтрующей загрузки диатомита гомогенной структуры. Установлено, что диатомит является одним из наиболее эффективных фильтрующих загрузок для примесей из СВ молочной промышленности. Указано, что эффект очистки СВ составлял 98 % [11]. Имеется опыт очистки СВ молочной промышленности дождеванием [12].
Определение суммарного объёма пор сорбентов
Ход определения. К 50 мл пробы, профильтрованной на месте или в тот же день в лаборатории через плотный бумажный фильтр прибавлялось 5.0 мл смешанного реактива, состоящего из 125 мл серной кислоты, 50 мл мо-либдата аммония, 50 мл аскорбиновой кислоты, 25 мл антимонилтартрата калия, и через короткое время прибавлялось 0.5 мл раствора аскорбиновой кислоты. Смесь перемешивалась. Через 15 мин измерялась оптическая плотность полученного раствора при длине волны 690 нм по отношению к холостому раствору (холостой раствор готовился на дистиллированной воде соот 45 ветственным добавлением реактивов). Содержание фосфат-ионов в мг/л находилось по градуированному графику, для построения которого отбиралось О, 1.0, 2.5, 5.0, ..., 50.0 мл рабочего стандартного раствора 2 фосфата калия, разбавлялся каждый раствор до 50 мл дистиллированной водой и далее продолжалось как в ходе определения.
Содержание фосфат-ионов определялось по формуле [107]: X=(O50)/V, мг/л, где с — концентрация фосфат-ионов, найденная по градуированному графику, мг/л; 50 — объём, до которой была разбавлена проба, мл; V — объём пробы, мл.
Сущность метода. Многократной экстракцией петролейным эфиром извлекалось из сточной воды все растворимые в этом экстрагенте вещества: растительные и животные жиры, масла, другие липиды, а также нефтепродукты. Экстракт разделялся на две части (или отбирались две аликвотные порции). Из одной части удалялся растворитель и, взвешивая остаток находилось суммарное содержание всех жиров и нелетучих при температуре отгона петролейного эфира нефтепродуктов. Другая часть экстрактов пропускалась через оксид алюминия (или другой подходящий адсорбент) и в элюа-те определялось содержание нефтепродуктов гравиметрическим методом. По разности результатов этих определений находилось содержание жиров и других извлекаемых петролейным эфиром липидов [108].
Ход определения. Анализируемый раствор имел рН более 2. Перед экстракцией вводилось в него 2-3 г хлорида натрия. Если разделение слоев после экстракции проходило плохо, количество прибавляемого хлорида натрия увеличивалось. Экстрагентом служил петролейный эфир: экстракция проводилась несколько раз порциями по 20-25 мл, обмывая им стенки всех примененных стеклянных сосудов: делительных воронок, склянки, в которых была проба. Экстракт высушивался прокаленным сульфатом натрия, переносился в мерную колбу вместимостью 100-150 мл и разбавлялся петролейным эфиром до метки. Отобрав аликвотную порцию экстракта, он переносился в предварительно взвешенный бюкс. Петролейный эфир осторожно удалялся нагреванием (в конце при 100-105 С ), после чего снова взвешивался бюкс. Так находилось суммарное содержание жиров, извлекаемых петролейным эфиром в отобранной аликвотной части экстракта.
Содержание экстрагированных жиров(хі) находилось по формуле: Х,=( (mrm2)-V2-1000 )/V,-V, мг/л, где піі — масса бюкса с остатком после удаления экстрагента, мг; ггъ — масса пустого бюкса, мг; v2 - вместимость мерной колбы с экстрактом, мл; v( — объём аликвотной порции экстракта, мл; v - объём пробы, взятой для анализа, мл.
Целью данного раздела является метрологическая проработка результатов экспериментальной работы, что способствует повышению общего научно-технического уровня исследований.
Метрологическая обработка результатов помогает оценить погрешность эксперимента, соотнести реальную погрешность конкретного результата с конечной целью исследований. На основе этого анализа подобрать оптимальный вариант измерительной аппаратуры. В разделе дана оценка надежности метода и сопоставлены между собой результаты исследований.
Проведение экспериментов в статических условиях с активированными углями (АУ-Э, СКТ-3)
Производство соевого молока развивается во всём мире в виду того, что оно не уступает по своей питательной ценности и усваиваемости коровьему молоку. Полученное по специальной рецептуре, соевое молоко по внешнему виду и физическим свойствам практически неотличимо от коровьего. Соевое молоко обладает диетическими свойствами. Его кислотный сверток в желудке значительно нежнее и имеет более мелкую структуру, чем сверток коровьего молока. Соевое молоко вызывает меньшее выделение желудочного сока, чем коровье. Работа желудка и кишечника при этом слабее, что очень ценно при ряде заболеваний. Его рекомендуется принимать при язвах желудка, перито-нальном раздражении, гиперсекреции желудка, при острых и хронических инфекционных заболеваниях, брюшном тифе, диабете.
Протеин соевого молока очень легко усваивается; его усвояемость достигает 93 %. Жиры, содержащиеся в соевом молоке, равномерно распределяются, легко проходят через стенки кишечника и прямо поступают в кровь. Соевый сахар, хотя его и очень мало, приравнивается к глюкозе, так как он, не перевариваясь, сразу поступает в кровь. Из соевого молока путем выпари- вания получают порошок кремоватого цвета, имеющий приятный ореховый запах. Это сухое соевое молоко, эффективно применяемое в качестве продукта для питания младенцев как полноценный заменитель материнского молока.
Рассмотрены последние достижения и существующее состояние дел в технологии обработки СВ заводов по производству соевого масла в Японии, работающих по замкнутому водооборотному циклу. В настоящее время в Японии работают 5 таких заводов, на которых образуются 50-200 м3/сут СВ. Основной стадией обработки является разделение водно-масляных эмульсий на водную и масляную фазу. Для этого используют следующие методы: от-дувка воздухом летучих компонентов, отстаивание и последующий сбор масла с поверхности жидкости, введение различного рода добавок, адсорб 50 ция масел на пористых структурах. Доочистка СВ осуществляется на БОС [109].
Разработан процесс очистки СВ, образующихся при производстве соевого молока, имеющих значения ХПК от 20000 до 40000 мг 02/л, значения БПК5 — от 10000 до 15000 мг Ог/л, содержащих растительные масла в количестве 250-300 мг/л. Предложена многоступенчатая технология обработки СВ, включающая флотацию, анаэробный гидролиз и несколько ступеней аэробной биологической очистки. Показано, что очищенная СВ имела значения ХПК менее 130 мг 02/л, БПК5 — менее 60 мг 02/л, и содержала жиры и масла не более 20 мг/л [110].
В лабораторных экспериментах разрабатывался процесс обработки СВ от переработки сои с целью получения протеина с использованием мембран для ультрафильтрации. Исследуемые стоки имели значение ХПК 13000 мг Ог/л, БПК - 8000 мг 02/л, значение рН=4.5, а также содержали взвешенные вещества 1000 мг/л. Найдено, что с увеличением температуры с 17 С до 50 С скорость фильтрации увеличивается на 57.1 % при давлении 0.3 МПа Эффективность удаления ХПК составила 70 %. Показано, что с уменьшением давления до 0.1 МПа эффективность очистки существенно уменьшается [111].
Экспериментально определена возможность очистки СВ производства соевого творога нанофильтрацией при использовании модуля марки АТФ 50 со спирально-тканной мембраной фирмы. Показано, что полученный пермеат может быть возвращен после концентрирования в цикл переработки соевых бобов или сброжен при доведении рН до нормативного [112].
В настоящее время в Республике Татарстан интенсивно развивается производство соевого молока. Данную продукцию производят пять молоко-перерабатывающих заводов. В настоящее время в мире, в т. ч. и в РФ интенсивно развивается новое направление сельскохозяйственного производства — получение молока из соевого концентрата. Однако, как показал анализ литературных источников, в мировом масштабе мало сведений об исследованиях в области разработки технологий очистки СВ данного производства. Как показали проведенные анализы, сточные воды данного производства имеют отличающиеся физико-химические показатели по сравнению со стоками предприятий, перерабатывающих молоко животного происхождения. В частности, если сточные воды традиционных молочных предприятий имеют значения ХТЖ не более 3000 мг 02/л, то стоки производства соевого молока имеют значения ХТЖ в интервале 10000-30000 мг 02/л. В диссертационной работе в таблицах приведены средние значения физико-химических показателей.
С целью снижения концентрации загрязняющих веществ до норм, допускающих сброс сточных вод на очистные сооружения, промышленные стоки молокоперерабатывающих предприятий должны быть подвергнуты локальной очистке. Сточные воды молокозаводов представляют собой устойчивые дисперсные системы из эмульгированных органических веществ и имеют весьма разнообразный состав загрязнений, который зависит от особенностей технологического процесса и ассортимента выпускаемой продукции.
Проведенный мониторинг сточных вод производства соевого молока свидетельствует о необходимости радикального решения вопроса по очистке СВ. Объём сточных вод на ОАО «Лаишевский молзавод» составлял 60 м3 сут. 3.2 Изучение процесса сорбционной очистки сточных вод производства соевого молока В настоящей работе исследовалась возможность очистки сточной жидкости, образующейся при промывке технологического оборудования в производстве молока из соевого концентрата, с помощью сорбционной очистки [113], [114]. В качестве сорбентов исследовались: АУ-Э, СКТ-3, шелуха оболочек семян гороха, пшеничная солома, ячневая мучка, льняная костра, шелуха пшеницы, жом сахарной свеклы, опилки деревьев лиственных пород.
В промышленности наиболее часто применяются в качестве сорбентов активированные угли. В связи с этим, первоначально была исследована очистка СВ активированными углями марок СКТ-3 и АУ-Э, с показателями, приведенными в таблице 3.3.
Зависимости изменения значений ХПК в зависимости от времени, дозировки и марки активированных углей приведены на рисунке 3.1 и 3.2.
Как показывают результаты опытов, приведенные на рисунке 3.1, при применении активированного угля марки АУ-Э значения ХПК планомерно понижаются. Наиболее значимое снижение значений ХПК наблюдается в первые 15 минут контактирования. Дальнейшее увеличение времени контакта не приводит к столь значительному понижению рассматриваемого параметра, т.е. приводит установлению равновесия между твёрдой и жидкой фазой. Также очевидно, что снижение показателя ХПК мало зависит от дозировки сорбента. Конечное значение ХПК после 60 минут сорбции лежит в интервале 11000 - 13000 мг 02/л.
Зависимости изменения значений ХПК при использовании в качестве сорбента активированного угля марки СКТ-3 (рис.3.2) аналогичны зависимостям, приведённым на рис. 3.1 и имеют аналогичную тенденцию: с увеличением дозировки сорбента значения ХПК понижаются. Конечные значения физико-химических показателей приведены в таблицах 3.4 —3.6.
Исследование процесса мембранной очистки сточных вод производства соевого молока
Исследуемая сточная вода после отделения крупнодисперсных белковых примесей имела физико-химические показатели, приведенные в таблице 3.9. По сравнению с результатами, приведенными в таблице 3.8, отфильтрованный сток имеет более низкие значения физико-химических параметров.
27 %-й водный раствор оксихлорида алюминия (ОХА) приливался в количестве 0.5-20 г/л в пересчёте на чистое вещество реагента. Ход проведения эксперимента соответствовал описанному ранее.
Изменение значений массы осадка, рН, ХПК, содержания хлорид-ионов, фосфат-ионов, жиров от количества добавляемого ОХА приведены на рис. 3.21- 3.26.
Как свидетельствуют результаты опытов, масса выделенного осадка увеличивается с увеличением дозы коагулянта (рис. 3.21).
Как видно из результатов эксперимента, приведённых на рис. 3.22, значение рН сточной воды при добавлении раствора коагулянта понижается. Данное обстоятельство объясняется образованием соляной кислоты в процессе гидролиза оксихлорида алюминия. Наибольшее снижение значения рН наблюдается при добавлении ОХА в дозировках до 3 г/л, дальнейшее увеличение количества коагулянта не приводит к значимому изменению рассматриваемого показателя.
Из результатов, отображённых на рис. 3.23 видно, что значение ХПК сточной воды с увеличением дозировки вводимого коагулянта планомерно понижается. Наибольшее снижение данного показателя наблюдается при дозировках коагулянта до 5 г/л, дальнейшее увеличение количества вводимого реагента не способствует значимому снижению значения ХПК.
Вопреки ожидаемому, содержание хлоридов в воде при увеличении дозировок вводимого ОХА не повышается, а понижается. Это обстоятельство можно объяснить тем, что образуемый коагулюм сорбирует хлорид-анионы и увлекает в осадок (рис. 3.24).
Аналогичная зависимость наблюдается и для кривых содержания фосфат-ионов, которая представлена на рис. 3.25.
С целью возможного использования в качестве коагулянтов исследовались 20 %-ые растворы сульфата и хлорида алюминия, полученные из отходов нефтехимического производства. Сточная вода предварительно подщелачивалась раствором NaOH до значений рН = 7.85 - 10.25. Эксперимент проводился аналогично описанному ранее. Зависимости изменения значений физико-химических показателей от значений рН стоков и дозировок коагулянтов приведены на рис. 3.27-3.38. Зависимости, приведенные на рисунках 3.27 и 3.28 показывают увеличение массы осадка с увеличением дозировки коагулянта, что впрочем закономерно.
Как видно из результатов эксперимента, отображённых на рис.3.29 и 3.30, значения рН сточной воды при добавлении раствора коагулянта понижается. Данное обстоятельство объясняется образованием кислоты в процессе гидролиза солей алюминия. Наибольшее снижение значения рН наблюдается при добавлении коагулянта в дозировках до 5 г/л, дальнейшее увеличение дозировки коагулянта не приводит к значимому изменению рас сматриваемого показателя. 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Изменение массы осадка в зависимости от значений рН стока и дозировки А1С13 Использование сульфата алюминия приводит к достижению более низких значений рН по сравнению с образцами сточной жидкости, обработанной хлоридом алюминия в адекватных дозировках
Из результатов эксперимента, отображённых на рис. 3.31, 3.32 видно, что значение ХПК сточной воды с увеличением дозировки вводимого коагулянта планомерно понижается. Наибольшее снижение данного показателя наблюдается при дозировках коагулянта до 5 г/л. Причем, чем выше значение рН обрабатываемого стока, тем меньшее значение ХПК достигается при введении растворов коагулянтов.
Аналогичная зависимость наблюдается и для кривых содержания хлорид- и фосфат-ионов. Вопреки ожидаемому, содержание хлорид-ионов в очищаемой воде даже при увеличении дозировок вводимого А1С13 не повышается, а понижается. Объясняется данное обстоятельство тем, что образуемый коагулюм сорбирует соединения, содержащие в своем составе хлорид-анионы, и увлекает последние в осадок (рис. 3.33-3.36). Сравнительный анализ показал, что кривые снижения содержания хлорид-ионов при использовании исследуемых коагулянтов практически адекватны.
Изменение содержания жиров имеют такую же зависимость: чем выше значение рН подщелаченного стока, тем меньшее количество жиров остается в обработанной реагентами сточной жидкости. Очевидно, что при больших значениях рН гидролиз соответствующих коагулянтов протекает полнее и образуется большее количество золя А1(ОН)3, являющегося центром коагуляции (рис.3.37, 3.38).
