CC BY
0ОКОА ХАВА^АЯ
СОВРЕМЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ТЕКСТИЛЬНЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ
Мавланова Ю.И., Сабирова Д.А., Гоффоров Б.Х, Самаркандский государственный архитектурно-строительный университет
Аннотация. В статьи рассматривается, применения нескольких методов и технология очистки сточных вод текстильных предприятий, а также различные сочетания процессов обработки и сооружений, подобранных исходя из конкретных условий водоотведения. Рассматривается биологической, электрохимической методы очистки сточных вод, а также, для обработки сточных вод могут использоваться системы ультрафиолетового облучения в открытых каналах, оснащенные ультрафиолетовые излучатели низкого давления, а также закрытые системы.
Ключевые слова: биологический, физико-химические, сточные воды, ультрафиолетовые, текстильные предприятий.
При выборе технологии очистки сточных вод текстильных предприятий следует учитывать также возможность применения биологической очистки. В большинстве случаев сточные воды текстильных предприятий подвергаются биологической очистке совместно с хозяйственно-бытовыми сточными водами или отдельно от них. В общем случае различные загрязняющие примеси, содержащиеся в сточных водах, могут быть подразделены на биологически легкоразлагаемые (простые спирты и органические кислоты, углеводы и т.д.), биологически трудноразлагаемые (танины, лигнины, циклические углеводороды, анилин и т.д.) и не поддающиеся биохимическому разложению соединения (нитроформ, четыреххлористый углерод и т.д.). Биологически легкоразлагаемые соединения при очистке активным илом легко окисляются, в то же время для деструкции биологически трудноразлагаемых соединений требуется создание специальных условий. В большинстве случаев такими условиями являются температура не менее 15 °С, низкая нагрузка на ил — менее 0,15 кг БПК5 на 1 кг активного ила. При температурах ниже оптимальных нагрузка может понижаться до значений менее 0,05 БПК5 на 1 кг активного ила, также может требоваться проведение адаптации активного ила к присутствию специфических органических соединений. Вещества, не поддающиеся биохимическому разложению, невозможно удалить при биологической аэробной очистке. В связи с этим, если в сточной воде содержатся преимущественно органические вещества, не поддающиеся биохимическому разложению, и неорганические примеси, биологическая очистка может быть по крайней мере неэффективной, а иногда и невозможной. В этом случае следует рассматривать удаление примесей физико-химическими методами. Отдельной проблемой, связанной со сбросом сточных вод предприятий текстильного производства, является их цветность. В настоящее время на мировом рынке представлено более 100 тысяч видов синтетических красителей при общем производстве порядка 700 000 т, значительная часть которых используется и в текстильном производстве.
Некоторые из красителей не подвержены биологической деструкции, и для снижения цветности сточных вод может также потребоваться применение методов физико-химической очистки. В данном случае физико-химические методы очистки могут быть подразделены на две группы. Первая группа включает технологии, которые предусматривают выделение находящихся в сточных водах красителей путем удаления их в виде осадка, флотошлама, поглощения сорбентами, задержания при мембранном разделении. Для реализации указанных методов используются отстойники, фильтры, флотаторы, сооружения для дозирования реагентов, устройства для мембранного
TADQIQOT VА TАRAQQIYOTILMIY JURNАLI 1-рМ, 5^п, 2024
https://tadqiqottaraqqiyot.uz/
QISQA XABARLAR
разделения смесей. Вторая группа методов обработки основана на разрушении (деструкции) молекул красителей. Деструкция красителей осуществляется за счет реакций окисления и восстановления, которые могут производиться как дозированием реагентов, так и электрохимическими способами. Причем окисление является более распространенным способом химической деструкции.
Электрохимические методы очистки основаны на электролизе сточных вод. Протекание химических реакций при электролизе зависит от состава сточной воды, от материала электродов, pH-среды и параметров электролиза, таких как плотность тока, наличия разделения сред в области анода и катода и т.д. На аноде происходит окисление, а на катоде — восстановление. Причем если электроды выполнены из материалов, не подвергающихся электролитическому растворению, то при кислой среде с рН<1 и значительном содержании хлоридов на аноде происходит выделение галогенов, в основном хлора, и в меньшей степени выделение кислорода:
2 а- - 2e = Ы? 2 O2 - 2e = O2t
При щелочной среде с рН>7 на аноде увеличивается выделение кислорода. Последующее растворение выделившегося при электролизе хлора и приводит к образованию раствора окислителя в виде гипохлорита иона и хлорноватистой кислоты:
а2 +H2O = HOCl +НС1
ноа=оа + н+
Если анод растворимый, то происходит дополнительный процесс — анодное окисление материала анода. В электролизерах, предназначенных для окисления сточных вод, в качестве материала анодов используются электролитически нерастворимые материалы — графит, магнетит, диоксиды свинца, магния, рутения, иридия, нанесенные на титановую основу. В качестве катода обычно используются свинец, цинк и нержавеющая сталь, титан. Для разделения продуктов электролиза могут использоваться керамические, полиэтиленовые, асбестовые и стеклянные фильтрующие диафрагмы или ионоселективные мембраны, разделяющие анодное и катодное пространство.
Окислительный потенциал основных реагентов окислителей
Таблица 1.
Реагент Электрохимический окислительный потенциал, В Относительный электрохимический окислительный потенциал (по отношение к хлору)
Фтор 3,06 2,25
Гидроксильный радикал 2,80 2,05
Кислород (атомарный) 2,42 1,78
Озон 2,08 1,52
Пероксид водорода 1,78 1,30
Гипохлорит 1,49 1,10
Хлор 1,36 1,00
Диоксид хлора 1,27 0,93
Кислород (молекулярный) 1,23 0,9
В качестве реагентов окислителей используют хлор и хлорпроизводные, такие как гипохлориты кальция и натрия, диоксид хлора, озон, пероксид водорода, кислород или воздух. Характеристика реагентов окислителей приведена в табл. 3.
ТАБдЩОТ УА ТАМддПОТИМИЛТКИАП 1-рМ, 5^оп, 2024
https://tadqiqottaraqqiyot.uz/
QISQA XABARLAR
При этом обработка сточных вод хлором и хлорсодержащими окислителями приводит к образованию токсичных хлорорганических соединений, которые вызывают определенные проблемы. В связи с этим в последнее время значительный интерес вызывают способы окисления, альтернативные хлорированию, в т.ч. так называемые усовершенствованные процессы окисления (анг. Advanced Oxidation Process (AOPs)). Указанная выше группа методов окисления основана на получении гидроксильных свободных радикалов (НО), которые являются сильными окислителями и способны к деструкции красителей, которые не могут быть окислены традиционными окислителями. Гидроксильные свободные радикалы получают сочетанием применения различных окислителей: озон + пероксид водорода; или окислителей и физических процессов, например, озон + ультрафиолетовое излучение; пероксид водорода + ультрафиолетовое излучение; озон + ультразвук.
Для обработки сточных вод ультрафиолетовым излучением применяются монохромные ультрафиолетовые излучатели низкого давления с основной длиной - у и] м волны 254 нм, а также ультрафиолетовые / | Х и и [излучатели среднего давления, которые генерируют излучение в диапазоне с длинами волн 200-280 нм. Характеристики ультрафиолетовых излучателей приведены в табл. 2. Для обработки сточных вод могут использоваться системы ультрафиолетового облучения в открытых каналах, оснащенные ультрафиолетовые излучатели низкого давления, а также закрытые системы. Последние работают в напорном режиме и, как правило, оборудованы ультрафиолетовыми излучателями среднего давления, установленными параллельно потоку обрабатываемой сточной воды (см. рис. 1,2).
Характеристики ультрафиолетовых излучателей
Таблица 2
Параметры Ультрафиолетовые излучатели низкого давления Ультрафиолетовые излучатели среднего давления
Диапазон потребляемой мощности, Вт 4-100 1000-17000
Эффективность, % 30-40 10-15
Удельная мощность излучения, Вт/см 0,2 15
Температура на поверхности стенок лампы, С 40 600-900
Озон является мощным реагентом-окислителем для очистки сточных вод. После растворения в воде озон взаимодействует с большинством органических соединений двумя различными способами: путем непосредственного окисления молекулярным озоном или посредством непрямой реакции через формирование вторичных окислителей, таких как гидроксил радикал. Эффективность озонирования зависит от дозировки, продолжительности реакции, концентрации органических веществ в сточных водах и величины pH.
Из-за нестабильности озон невозможно хранить и транспортировать, в связи с чем он производится на месте использования (см. рис. 3). Озонирующая установка включает устройства для получения озона, перемешивающее устройство, камеру реакции и установку для удаления остатков озона. Озон производят либо из очищенного и осушенного атмосферного воздуха, либо из чистого кислорода под воздействием
TADQIQOT VА TАRAQQIYOTILMIY JURNАLI 1-рМ, 5^п, 2024
https://tadqiqottaraqqiyot.uz/
QISQA XABARLAR
высоковольтного электрического разряда. Необходимое охлаждение осуществляется с помощью воздуха или воды. При благоприятных условиях выработка озона из чистого кислорода составляет примерно 15 % от количества использованного кислорода. Для получения 1 г озона из кислорода затрачивается от б до 15 Вт/ч электроэнергии, из атмосферного воздуха — от 10 до 30 Вт/ч.
Расход озона, подаваемого в воду, зависит от используемой системы дозирования, давления, параметров и температуры сточной воды. Результативность падает с увеличением температуры воды и уменьшением инжекционного давления. Озон можно добавлять в основной поток обрабатываемой сточной воды или подавать с помощью эжектора в дополнительный поток с последующим смешиванием озонированной воды со сточной водой в основном потоке.
Сочетание окислителей и физического воздействия на обрабатываемую сточную воду позволяет снизить расход реагентов и повысить глубину деструкции красителей. Таким образом, для очистки сточных вод текстильных предприятий применяются различные сочетания процессов обработки и сооружений, подобранных исходя из конкретных условий водоотведения.
Заключение. Применение большинства из этих методов в технологических схемах очистки сточных вод предприятий текстильной промышленности, расположенных на территории Республики затруднено ввиду отсутствия их производства, а также сырья для их получения. Наибольший интерес в этом плане представляют реагенты, разработанные Институтом химии и физики полимеров, поскольку основным сырьем для их получения являются продукты, производимые на территории Республики Узбекистан.
Список использованной литературы:
1.А.Б. Болдин, Э.И. Авдеева, Н.А. Маркова. Очистка сточных вод красильноотделочных производств. Тезисы доклада международного научнотехнического семинара «Проблемы создания бессточных систем водоснабжения и экология в регионе Средней Азии». Т., 1991.
2.Способ очистки сточных вод производства органических красителей / В.М. Филиппов, Т.С. Тимофеева, Н.П. Эндюскин, Э.А. Голых, Э.Н. Шлома. Опубл. 15.02.97 № 06.
3.Способ очистки сточных вод от красителей / А.А. Эльберт, Э.Н. Шлома, Н.П. Эндюскин. № 4183437. 0публ.15.01.89.
4.Способ очистки сточных вод от красителей / В.А. Субботин, А.Н. Белевцев, Е.М. Лукина, Т.П. Карилинская. № 2539061.
TADQIQOT VA TARAQQIYOTILMIY JURNALI
https://tadqiqottaraqqiyot.uz/
1-jild, 5-son, 2024
