Застосування оксихлориду алюмінію в поєднанні з флокулянтом для вилучення смолистих речовин з фенольних стічних вод методом реагентної флотації

Фенольні стічні води представляють собою стоки коксохімічної промисловості, що здійснює хімічну переробку кам'яного вугілля методом коксування. Основними забруднюючими агентами даних стічних вод є смолисті речовини, в основному у вигляді емульсій. Наявність смол та масел у стічних водах ускладнює експлуатацію обладнання, та знижує ефективність технологічних процесів. Вміст смол та масел у водах перед біохімочисткою на разі перевищує допустимі норми фактично у 6 разів і тому знаходження нових ефективних методів вилучення смолистих речовин з фенольних стічних вод є безсумнівно актуальним питанням, що потребує наукового вирішення. Проблема очистки технологічних й стічних вод від смолистих речовин є спільною для багатьох галузей промисловості. Вибір методу залежить не тільки від вимог, що пред’являються до якості води, а й від природи смол та масел. В даному випадку ми обрали флотацію.

Флотація – є основним процесом обробки фенольних стічних вод на стадії механічної очистки абсолютної більшості коксохімічних заводів. Вона дозволяє досягти потрібного значення концентрації кам’яновугільних смол для наступної стадії біологічної очистки за умови додавання відповідних реагентів. Флотацією називається метод вилучення дисперсних частинок з рідини за допомогою пухирців повітря. Найбільш ефективною і економічною є повітряна (пінна) флотація.

Всі реагенти, що застосовуються в технології коагуляційного очищення води, прийнято розділяти на коагулянти і флокулянти. До коагулянтів відносять низькомолекулярні гідролізуючі у воді неорганічні електроліти (як правило солі алюмінію або феруму) здатні нейтралізувати заряд зважених речовин, в результаті чого відбувається агрегація (укрупнення) частинок. Флокулянтами зазвичай називають речовини, які утворюють пластівці за рахунок зв'язування частинок полімерними містками без зміни електричних властивостей системи.

Очищення природних і стічних вод флокуляцією як і коагуляцією, включає приготування водних розчинів – флокулянтів, їх дозування, змішування розчинів з водою, що очищується, пластівців і відділення твердої фази. Апаратурне оформлення цих процесів залишається майже таким же, як і в разі застосування коагулянтів.

Флокулянти можуть застосовуватися окремо або в сукупності з коагулянтами. Окремо їх застосовують при зневодненні опадів міських і виробничих стічних вод фільтруванням і центрифугуванням, а також при ущільненні опадів на мулових майданчиках. Також флокулянти викори-стовують для інтенсифікації процесів осадження зважених речовин у відстійниках активного мулу, освітлення і знебарвлення природних, міських і виробничих стічних вод, флотації. Особливо широко флокулянти застосовуються спільно з коагулянтами для поліпшення якості очищення і підвищення продуктивності відстійників, освітлювачів зі зваженим осадом, фільтрів і флотаційних машин. Флокулянти вводять у воду, яка очищається, що надходить в апарати першого ступеня очищення або на фільтри. Поряд з підвищенням ефективності очищення від органічних і мінеральних речовин видаляються розчинні фосфати, полегшується наступне очищення стічних вод в аеротенках, біофільтрах, фільтрах із завантаженням піску або іонообмінних матеріалів, адсорберах з активним вугіллям.

Однак в даний час відома велика кількість йоногенних високомолекулярних флокулянтів, макромолекули яких заряджені позитивно або негативно, а отже, при їх застосуванні агрегація частинок може відбуватися в результаті електростатичних взаємодій. Для інтенсифікації процесу освітлення стічних вод, оброблених коагулянтами застосування флокулянта дозволяє прискорити процес осадження скоагульованого забруднення в 2-3 рази і зменшити вміст завислих речовин в очищеній стічній воді.

Метою роботи є дослідження можливості застосування коагулянту в поєднанні з флокулянтом для підвищення ступеню вилучення смолистих речовин при вихідному вмісті 394 мг/дм³ до нормативних значень. Для вирішення поставленої задачі нами створено лабораторну флотаційну установку на якій проведено серію випробувань реагенту Al₂(OH)₅Cl з додаванням аніонного та катіонного флокулянтів (поліакриламід A3330 та CW3279 відповідно) та використанням фільтросної трубки діаметром 1,5 мм на предмет ефективності з точки зору вилучення масел зі стоків.

В результаті експериментальних досліджень визначено, що найвищою ефективністю володіє оксихлорид алюмінію у кількості 25 мг/дм³ з додаванням аніонного флокулянта поліакриламіду A3330 концентрацією 4 мг/дм³, при таких технологічних параметрах вміст смолистих речовин знижується до показника 27,5 мг/дм³. Такий флокулянт можна застосувати для осадження зважених речовин в первинних відстійниках міських і виробничих стічних вод, а Al₂(OH)₅Cl володіє високою ефективністю в порівнянні з іншими коагулянтами, найменш корозійно-активний, не викликає зниження рН та працює в широкому інтервалі значень температур.