Физико-химическая и биологическая очистка

Для очистки сточных вод производств полимеров марок ПСБ (ПСБ-С) (образующихся при промывке полимера на ленточных вакуум-фильтрах) и СНП-СП разработана схема, включающая коагуляцию коллоидных примесей золем гидроксида магния в щелочной среде, отделение образующегося осадка и последующую биологическую доочистку сточных вод.

Сточная вода после усреднения (рис. 1) проходит смеситель, в который подается коагулянт — хлорид магния, и поступает в камеру хлопьеобразования, куда вводится раствор едкого натра. При этом вода подщелачивается до рН = 11,0. Далее вода со скоагулировавшимися частицами проходит смеситель, в который подается раствор флокулянта – полиакриламида, и поступает в осветлитель. Осветление воды производится в центробежных сепараторах или в осветлителях со взвешенным слоем осадка. Осветленная вода нейтрализуется серной кислотой и направляется на биологические очистные сооружения. Полученный осадок обезвоживается на центрифуге и затем направляется на использование или сбрасывается в отвалы.

Оптимальная доза хлорида магния составляет: для сточной воды полимера марки ПСБ-С (ПСБ) – 175 мг/л и марки СНП-СП – 1100 мг/л. Количество образующегося осадка – 10 – 12% (об.), влажность – до 58%. В результате сгущения осадка на отстойной центрифуге содержание твердых веществ в осадке повышается от 20 – 25 до 100 – 120 г/мл. концентрация взвешенных частиц в фугате не превышает 150 мг/л.

Эффективность очистки сточных вод производств полистиролов марок ПСБ (ПСБ-С) составляет, %: по ХПК 65 – 70, по оптической плотности 97,5 – 98, по сольвару 70 – 75. Опыт эксплуатации промышленной установки по очистке этих сточных вод производительностью 1000 м³/сутки подтвердил высокую эффективность данного метода. Стоимость очистки 1 м³ сточной воды – от 0,8 до 1,0 руб. Следует отметить, что БПК_п сточных вод полистирола марки ПСБ-С (ПСБ) после доочистки биологическим методом составляет 10 – 15 мг/л.

Для очистки сильно загрязненных сточных вод предложено использовать реакции взаимодействия ПВС с растворимыми в воде карбоксилсодержащими полимерами и их солями, в результате которых образуются нерастворимые в воде продукты. При этом происходит коагуляция коллоидных частиц полимеров. Применены следующие водорастворимые Na-соли: сополимеры метилметакрилата с метакриловой кислотой (ММК); полиметакриловой кислоты; сополимера стирола с малеиновым ангидридом (стиромаль).

В сточную воду вводят требуемое количество полимерного коагулянта (в виде 5 – 10% водного раствора), добавляют кислоту до рН = 2,5 – 3, смесь подогревают до заданной температуры и после добавления полиакриламида фильтруют. Повышение температуры приводит к возрастанию эффективности очистки.

Эффективность очистки составляет, %: по ХПК 86 – 97; по оптической плотности 99 – 99,7; по сольвару 50 – 55 и по акрилонитрилу 97 – 98.

Для полистирола марки ПСБ-Л оптимальными параметрами очистки являются: рН = 3, 60 °C и соотношение (по массе) ММК: сольвар, равное 1,25. Эффект очистки воды при этих параметрах составил, %: по ХПК 86 – 91, по оптической плотности 98 – 99 и по сольвару 76 – 82.

Принципиальная технологическая схема очистки сточных вод с применением полимерных коагулянтов практически не отличается от схемы, представленной на рис. 1. Схема дополнительно включает теплообменник для нагревания сточных вод.

Стоимость очистки 1 м³ сточной воды производств полимеров данным методом составляет 1 – 1,5 руб. в зависимости от дозы применяемого полимерного коагулянта.

С целью снижения затрат на очистку сточных вод производств полимеров, получаемых с использованием стабилизатора суспензии – ПВС или сольвара, вместо коагулянта – Na-соли ММК предложено использовать сточную воду производства сополимеров марок МСН и МС, содержащую ММК. Эффективная очистка сточных вод производства полистирола марки ПСБ-С (ПСБ) достигается при соотношении сточных вод производств полимеров ПСБ-С (ПСБ) и МСН (МС), равном 4: 1.

Для интенсификации процесса осветления сточных вод применен метод напорной флотации. Эффективность очистки сточных вод производства полистирола марки ПСБ-С исследовали на промышленной напорной флотационной установке производительностью 12,5 м³/ч. Для коагуляции коллоидного раствора применяли хлорид магния в количестве 0,18 г/л и полиакриламид – 15 мг/л. Основные параметры работы установки:

Эффективность очистки сточной воды по взвешенным веществам составила 94,5 – 98,5%, по ХПК – 80,4 – 83,6%. Следует отметить при этом, что количество образующейся пены составило около 5% (от объема воды), шлама влажностью 97 – 98% после разрушения 1 м³ пены – 100 – 120 л [3, 4].