Введение к работе
Актуальность темы: Обезвоживание осадков является необходимой стадией в системе биологической очистки сточных вод. В ходе данного технологического процесса осуществляется удаление избыточного активного ила, сырого осадка в концентрированном виде. Важным условием эффективного обезвоживания является использование полимерных флокулянтов для укрупнения частиц, кондиционирования и отделения воды. Химическое строение полимерных флокулянтов существенно влияет на степень обезвоживания и на содержание взвешенных веществ в фильтрате. Действительно, к макромолекулам флокулянта предъявляются противоречивые требования. С одной стороны требуется высокая гидрофильность для растворения полимера и достижения высокой степени набухания макромолекул, поскольку это способствует агрегации частиц по мостичному механизму. С другой стороны после образования агрегатов необходима гидрофобизация поверхности частиц и внутреннего объема флоккул. Следовательно, необходимо обеспечить существенное изменение гидрофильности макромолекул флокулянтов при переходе их из объема раствора на поверхность. Такого эффекта можно достичь за счет применения полиэлектролитов, содержащих относительно гидрофобные группы и обладающих амфифильными свойствами. Кроме того, возможно использование смесей полиэлектролитов и эффекта термодинамической несовместимости для гидрофобизации внутреннего объема флоккул активного ила.
В связи с этим актуальным и перспективным направлением исследований представляется разработка процессов обезвоживания осадков при использовании катионных полиэлектролитов и их смесей с изменяемой гидрофильностью.
Цель работы заключается в исследовании закономерностей обработки осадков с использованием катионных полиэлектролитов и их смесей для интенсификации технологических процессов обезвоживания дисперсий.
1 Автор выражает глубокую признательность к.х.н., доценту Дрябиной С.С. за оказанную помощь при анализе и обсуждении полученных результатов
Поставленная цель достигалась путем решения следующих задач:
анализ процессов структурообразования в суспензиях активного ила и выбор концентрационных условий обезвоживания;
изучение влияния катионных полиэлектролитов на структурообразование в суспензии активного ила;
исследования процессов обезвоживания осадков биологических очистных сооружений смесями катионных полиэлектролитов.
проведение опытно-промышленных испытаний и разработка технологических рекомендаций по совершенствованию технологии обезвоживания.
Научная новизна: предложено использование смесей катионных полиэлектролитов с изменяемой гидрофильностью для обработки осадков биологических очистных сооружений, что способствует повышению эффективности процесса обезвоживания.
Показано, что введение катионных полиэлектролитов и их смесей приводит к значительной интенсификации процессов структурообразования, что выражается в снижении критической концентрации взвешенных частиц и повышении прочности структуры.
Выявлено, что интенсификация процессов обезвоживания активного ила достигается при использовании смеси одноименно заряженных полиэлектролитов за счет эффекта термодинамической несовместимости полимеров различной природы.
Практическая значимость: Проведены опытно-промышленные испытания и выявлена высокая флоккулирующая активность двухкомпонентных смесей промышленных катионных полиэлектролитов в процессах обезвоживания осадков биологических очистных сооружений. Использование бинарных смесей вместо индивидуальных флокулянтов позволяет уменьшить дозу флокулянта с 5 до 2 кг/т св., сократить содержание взвешенных веществ на 70-80 % и снизить влажность осадка на 5-7 %.
Апробация работы: Результаты исследования обсуждались на XI Международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии 2006» (г.Самара, 16-20 октября 2006г.), на 5-м Международном
конгрессе по управлению отходами и природоохранным технологиям ВэйстТэк-2007, научно-технических конференциях ВолгГТУ 2006-2007 гг.
Публикация результатов: результаты проведенных исследований опубликованы в 2 статьях и 1 тезисах докладов конференций
Объем и структура работы: Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы из 123 наименований. Работа изложена на 125 страницах машинописного текста, включая 17 таблиц и 19 рисунков.
