Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Программа'
Изучение в школе художественных и научно-познавательных произведений природоведческого характера в наши дни приобретает особенно большое значение. На...полностью>>
'Документ'
Коста Данаос, ученый-естествоиспытатель, специалист по восточным единоборствам – один из пяти людей Запада, которые были отобраны для обучения у ныне ...полностью>>
'Конкурс'
Участие в конкурсе может принять любой автор в возрасте от шести до 18 лет, который чувствует в себе силы и творческий потенциал, а также стремится п...полностью>>
'Автореферат'
Защита состоится « » 2011 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 212.076.03 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора исто...полностью>>

Разработка технологии очистки сточных вод текстильных предприятий с целью их повторного использования 25. 00. 36 Геоэкология

Главная > Автореферат
Сохрани ссылку в одной из сетей:

УДК 661.62 На правах рукописи

БЕКЖИГИТОВА КУЛЯШ АСКАРБЕКОВНА

Разработка технологии очистки сточных вод текстильных предприятий с целью их повторного использования

25.00.36 – Геоэкология

Автореферат

диссертации на соискание ученой

степени кандидата технических наук

Республика Казахстан

Шымкент, 2010

Работа выполнена в Южно-Казахстанском государственном университете им. М.Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан

Научный руководитель: доктор химических наук

Назарбекова С.П.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Заурбек А.К.

кандидат технических наук

Болысбек А.

Ведущая организация: Таразский государственный университет

им. М.Х. Дулати

Защита состоится « 30 » октября 2010г. В 1200 часов на заседании диссертационного совета Д 14.23.02 при Южно-Казахстанском государственном университете им. М.Ауезова по адресу: 160012 г. Шымкент, пр.Тауке-хана, 5,главный корпус, ауд.342.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Южно-Казахстанского государственного университета им. М.Ауезова по адресу: 160012, г. Шымкент, пр.Тауке-хана, 5, главный корпус, ауд.215.

Автореферат разослан « 30 » сентября 2010г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук А.А.Анарбаев

ВВЕДЕНИЕ

Общая характеристика работы. В Концепции перехода РК к устойчивому развитию на 2007-2024 года отмечено, что научное обеспечение охраны окружающей среды в республике является одним из важных элементов повышения эффективности деятельности государства. Одним из основных направлений является разработка путей решения локальных экологических проблем, создания ресурсосберегающих, малоотходных, экологически эффективных технологий.

Устойчивое развитие может быть обеспечено, если хозяйственная деятельность человечества направлена на накопление и умножение природных и других богатств, что и обеспечит прогресс. В этом накоплении экономическая и экологическая практика неразрывны.

В настоящее время, чтобы обеспечить экологически экономически устойчивое развитие и не допустить глубокого энергетического кризиса в нашей стране необходимо направить усилия на экономию и снижение энергоемкости всех отраслей промышленности, исключение потерь энергии при транспортировке, снижение доли экспортируемого сырья и переход к экспорту продуктов его переработки. Несмотря на мировой экономический спад, в южном регионе Казахстана реализуется государственный план дальнейшей модернизации хлопково-текстильного кластера. Промышленные комплексы текстильного кластера связаны с большим водопотреблением и водоотведением, составом сточных вод, их очисткой и обезвреживанием. По традиционной схеме промышленные сточные воды текстильных производств проходят следующие стадии очистки:

- предварительная;

- биохимическая;

- обработка осадков с обезвоживанием;

- доочистка;

Особое место по объему используемой воды занимают производства, связанные с крашением и мерсеризацией материалов. Необходимо отметить, что красильно-отделочные производства текстильной промышленности являются предприятиями, которые могут оказывать значительное негативное влияние на окружающую среду. Это связано с использованием в технологических процессах широкого ассортимента красителей, поверхностно-активных веществ, окислителей и других химических реагентов. Сброс части этих веществ в сточные воды нарушает сложившееся равновесие в водоемах, приводя к гибели населяющие их организмы. Кроме того, отделочное производство является одним из самых водо- и энергоемких производств. В итоге расширение и совершенствование технологий хлопково-текстильного кластера приведет не только к улучшению экономики южного региона, но и к ухудшению экологической ситуации. Поэтому для решения проблемы снижения нагрузки на окружающую среду необходимо критически рассмотреть все протекающие в красильно-отделочном производстве процессы с позиций ресурсосбережения, исключения использования токсичных веществ, совершенствования управления, техники и технологии, в том числе очистки вредных сбросов и выбросов и использования оборотного водоснабжения.

Актуальность работы. Развитие хлопково-текстильного кластера в южном регионе Казахстана связано с образованием свободной экономической зоны (СЭЗ) «Онтустик». Хлопково-текстильный кластер является первым пилотным проектом в стране. Основная цель создания СЭЗ – переработка отечественного хлопкового волокна до готовой продукции. Планируется в дальнейшем строительство новых текстильных предприятий, увеличение территории СЭЗ достигается путем включения уже построенных современных текстильных предприятий, таких как «Ютекс», «Меланж», «Альянс Казахско-Русский текстиль». Мировой опыт создания и функционирования СЭЗ показывает, что инвесторам надо предлагать не только экономически-благоприятные условия, но и ставить перед ними дополнительные конкурентные условия по созданию экологически безопасных текстильных производств. Отечественная текстильная промышленность потребляет значительно больше энергоносителей и воды, чем промышленность стран Западной Европы. Там удельное потребление на отделку тонны текстильных материалов в среднем составляет около 100м3 воды и 15-20 тыс. кВт/час электроэнергии что в 2-3 раза ниже, чем на отечественных предприятиях. Кроме того, на текстильных предприятиях используется огромное количество наименований химических материалов и красителей. Часть веществ, наносимых на текстильный материал, удаляется при его очистке (шлихтующие и замасливающие вещества, легкосмываемые красители) в отделочном производстве и поступает в сточные воды. Поэтому разработка технологии очистки промышленных сточных вод текстильных производств за счет разработки новых ресурсосберегающих процессов остается актуальной задачей.

Проведение данной научно-исследовательской работы связано с необходимостью снижения водо- и энергопотребления, снижения нагрузки на окружающую среду, и повышения эффективности очистки сточных вод красильно-отделочного цеха на примере АО «Меланж» ЮКО.

Работа выполнена в соответствии с планом Б-ТФ-06-05-05- «Создание экологически безопасных производств и разработка комплексных ресурсосберегающих технологий переработки местного сырья», Б-ТИ-06-14-01- «Совершенствование процесса питания барабанной сушилки для повышения качества сушки, очистки и джинирования».

Цель работы. Разработка технологии очистки промышленных сточных вод красильно-отделочного и отбельно-мерсеризационного цехов АО «Меланж» ЮКО с целью повторного использования очищенных стоков на предприятии. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- исследование процесса очистки сточных вод красильно-отделочного цеха методом реагентной напорной флотации;

- исследование процесса очистки сточных вод отбельно-мерсеризационного цеха методом безреагентной напорной флотации;

- исследование процесса доочистки сточных вод от взвешенных веществ;

- исследование процесса доочистки сточных вод от растворенных органических веществ на АУ;

- исследование процесса очистки окрашенных сточных вод комплексным методом «адсорбент- коагулянт», полученных на основе минерального сырья и отходов промышленности РК;

- разработка технологии очистки сточных вод текстильных производств с целью их повторного использования.

Научная новизна работы:

- разработана технология очистки сточных вод АО «Меланж» физико-химическими методами;

- разработана технология доочистки сточных вод АО «Меланж» угольными сорбентами;

- разработана технология очистки окрашенных сточных вод АО «Меланж» сорбентами на основе отходов и минерального сырья РК;

- изучен процесс очистки сточных вод комплексным способом «адсорбент-коагулянт» на основе бентонитовой глины, фосфогипса, природного цеолита;

- проведена математическая обработка результатов очистки сточных вод красильно-отделочного цеха методом реагентной напорной флотации;

- проведена математическая обработка результатов очистки сточных вод отбельно-мерсеризационного цеха методом безреагентной напорной флотации.

Практическая ценность работы:

- разработана технология очистки сточных вод текстильных производств с целью их повторного использования;

- определена экономическая эффективность разработанной технологии очистки сточных вод текстильных производств;

- предложен эффективный способ очистки сточных вод с использованием в качестве адсорбента местное минеральное сырьё и отходы промышленности;

- разработана рекомендация по разработке технологии очистки сточных вод текстильных производств с целью их повторного использования ;

- результаты НИР внедрены в учебный процесс.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- кинетические закономерности влияния различных параметров на степень очистки сточных вод красильно-отделочного производства методом реагентной напорной флотации;

- кинетические закономерности влияния различных параметров на степень очистки сточных вод отбельно-мерсеризационных производств методом безреагентной напорной флотации;

- технология очистки сточных вод комплексным способом «адсорбция-коагуляция»;

- технология очистки сточных вод с возможностью их повторного использования на текстильных предприятиях;

- математическая обработка результатов процесса очистки сточных вод красильно-отделочного цеха методом реагентной напорной флотации;

- математическая обработка результатов процесса очистки сточных вод отбельно-мерсеризационного цеха методом безреагентной напорной флотации.

Достоверность полученных результатов определяется согласованностью и воспроизводимостью результатов на основании использования стандартных методов анализа сточных вод с применением современных физико-химических приборов. Все результаты получены с доверительным уровнем вероятности 95%.

Личный вклад автора заключается в самостоятельном выполнении всех экспериментов, обобщении и интерпретации данных, выявлении влияния флокулянтов, ПАВ, активных углей на адсорбцию растворенных органических веществ из сточных вод текстильных производств.

Апробация работы. Основные научные положения работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: международной научно-практической конференции «Индустриально-инновационное развитие - основа устойчивой экономики Казахстана» (Шымкент,2006); 10-ой научной студенческой конференции по естественным, техническим, социально-гуманитарным и экономическим наукам, посвященной посланию Президента народу Казахстана «Новый Казахстан в новом мире» (Шымкент,2007); международной научно-практической конференции «Современная интеграция: культура, наука и технология» (Алматы,2008); международной научно-практической конференции «Современные проблемы инновационных технологий в образовании и науке» (Шымкент,2009); 6-ой международной научно-практической конференции,посвященной 15-летию ЮКГИ им. М.Сапарбаева « Проблемы науки и образования в современных условиях» (Шымкент,2009); международной научно-технической и образовательной конференции «Образование и наука - производству» (Набережные Челны,2010).

Публикации. Основные научные результаты опубликованы в 10 научных трудах, из них 4 научные статьи в периодических изданиях, рекомендованных Комитетом по контролю в сфере образования и науки МОН РК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 разделов, заключения, списка использованных источников. Изложена на 141 страницах, содержит 30 таблиц, 22 рисунка и список использованных источников из 182 наименований, приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности решаемой проблемы, основание и исходные данные для разработки темы, обоснование необходимости проведения научно-исследовательской работы, актуальность и научная новизна, объект и предмет, задачи исследования, показана практическая ценность диссертационной работы, положения, выносимые на защиту, апробация практических результатов, приведена ее структура.

В первом разделе рассмотрено современное состояние сточных вод красильно-отделочных предприятий текстильной промышленности. Уделено внимание методам очистки сточных вод красильно-отделочного цеха (коагуляцией, флотацией, электрохимическими методами и др.), методам доочистки (фильтрованием, адсорбцией на АУ). Рассмотрена технология образования сточных вод на красильно-отделочных предприятиях. Проведено обоснование необходимости очистки сточных вод красильно-отделочных цехов и повторного использования очищенных вод.

Во втором разделе приведены методы и объекты исследования. Объектами исследования были сточные воды АО «Меланж». В качестве адсорбентов были использованы: бентонитовая глина Кынгракского месторождения, фосфогипс – многотоннажный отход производства фосфорной кислоты, природные цеолиты АО «Рыстас».

В третьем разделе приведены результаты по исследованию основных закономерностей очистки сточных вод физико-химическими методами.

Основным загрязнением сточных вод красильно-отделочного цеха, которые необходимо удалить в процессе очистки, являются синтетические красители и ПАВ.

На первой стадии очистки производственных сточных вод красильно-отделочного цеха нами применяется метод реагентной напорной флотации. В качестве минеральных коагулянтов используются сульфат алюминия Al2(SO4)3·18H2O, либо хлорид железа FeCl3·6H2O.

Гидролиз коагулянтов в условиях нейтрализации образующихся ионов водорода бикарбонатными ионами солей, растворённых в сточных водах, приводит к выпадению крупнопористых хлопьев осадков оксигидратов алюминия и железа, обладающих значительной доступной удельной поверхностью – 100-400 м2/г.

Введение в воду коагулянтов позволяет извлечь из неё коллоидные и растворённые загрязнения. Обусловлено это действием физико-химических сил, возникающих при образовании в воде развитой поверхности хлопьев, сорбирующих на себе загрязнения.

Сорбция на поверхности оксигидратов и химическое воздействие с ними загрязняющих веществ в значительной мере зависят от степени электролитической диссоциации коллоидных электролитов, а также от соотношения электрических зарядов, которыми обладают частицы загрязнений различной степени дисперсности и гидроокисей. Эти факторы определяются значениями рН среды сточных вод.

В лабораторных условиях АО «Меланж» выполнены серии экспериментов по очистке усредненных проб сточных вод красильно-отделочного цеха. Результаты показали, что наибольший эффект очистки сточных вод красильно-отделочного цеха при использовании в качестве коагулянта сульфата алюминия достигается в интервале значений рН среды от 6,5 до 8,0 и при использовании хлорида железа – интервале значений рН от 7,0 до 8,5.

При очистке природных вод минеральными коагулянтами изоэлектрическое состояние коллоидных систем оксигидратов алюминия и железа (ζ – потенциал равен нулю) устанавливается при значениях рН = 6-7.

Смещение оптимальных значений рН в щелочную среду в нашем случае можно объяснить высокими показателями жёсткости – 6-8 мг-экв/л и щёлочности – 6-10 мг-экв/л сточных вод красильно-отделочного цеха.

Повышенная жёсткость сточных вод красильно-отделочного цеха обусловлена использованием в технологических процессах не умягчённой, а лишь осветлённой воды. Кроме того, в технологических процессах применяются минеральные отделочные вещества, содержащие ионы щелочноземельных металлов Са+2, Мg+2, например, хлористый магний, сода кальцинированная и т.д.

Изучение эффективности очистки сточных вод красильно-отделочного цеха в зависимости от доз минеральных коагулянтов определено, что оптимальные дозы для сульфата алюминия составляют 250-300 мг/л и для хлорида железа – 200-250 мг/л (считая на безводный продукт соли), при этом эффективность очистки по показателю ХПК достигает 42-60%, по интенсивности окраски – 80-90%. ПАВ удаляются в среднем: анионоактивные – на 61%, неионогенные на 54 % . В таблице 1 приводятся результаты очистки сточных вод красильно-отделочного цеха по ПАВ сульфатом алюминия и хлоридом железа дозами 50-300 мг/л. Дальнейшее увеличение доз минеральных коагулянтов практически не повышает эффект очистки.

Т

2

аблица 1 - Снижение концентрации анионоактивных и неионогенных ПАВ при очистке сточных вод красильно-отделочного цеха

Характеристика

воды

Коагулянт

Интенсивность

окраски по

разведению, %

ПАВ

название

доза, мг/л

анионо-активные,

мг/л

неионо-генные,

мг/л

До очистки

-

-

1:312-1:800

10,6-23,3

15,1-31,2

После сорбции на оксигидрате алюминия

сульфат алюминия

100

200

250

300

1:50-1:100

1:30-1:80

1:15-1:30

1:10-1:20

8-14,5

4,9-10,7

5-10,5

4,3-9,3

10,1-21

7,3-18

7,8-16,5

7,5-14,8

После сорбции на оксигидрате железа

хлорид железа

50

100

200

250

1:50-1:180

1:40-1:100

1:20-1:40

1:10-1:20

7,7-18,3

5,2-12

4,8-10,9

4,0-9,1

10,9-22,5

8,3-17,2

6,6-15,7

6,8-13,9

Эффект очистки по показателю ХПК в среднем составил: при использовании сульфата алюминия дозами 200-250 мг/л – 48%, дозой 300 мг/л – 56% при использовании хлорида железа дозами 150-200 мг/л -54%, дозой 250 мг/л – 64%. Интенсивность окраски в зависимости от исходной окраски воды и доз коагулянтов снижалась в среднем на 82-90%.

По данным таблицы 2 видно, что нaиболее эффективен коагулянт хлорид железа: эффект очистки по ХПК при его использовании дозами 200-250 мг/л в среднем на 16% выше, чем при использовании таких же доз сульфата алюминия. Эти результаты подтверждают то, что поверхность сорбции оксигидрата железа больше, чем оксигидрата алюминия при одинаковых условиях коагуляции.

В настоящее время в странах ближнего и дальнего зарубежья кроме минеральных коагулянтов, в практике очистки сточных вод предприятий текстильной промышленности все более широкое применение находят флокулянты. Установлено, что полиэлектролиты, несмотря на их большую стоимость, имеют определённые преимущества перед минеральными коагулянтами – они эффективней и могут применяться в значительно меньших дозах, не коррозийные, легко транспортируются и не увеличивают солесодержания в очищаемой воде .

Таблица 2 - Эффективность очистки сточных вод красильно-отделочного цеха оптимальными дозами минеральных коагулянтов

№ опыта

Поступающая вода

Коагулянт

рН

Эффект

очистки

Объем осадка, %

ХПК,

мг/л

интенсивность окраски по разведению, %

формула

доза, мг/л

до

очист-ки

после

очист-ки

по

ХПК,

мг/л

%

интенсивность окраски по разведению, %

1

681

1:352

Al2(SO4)3

300

8,03

5,27

59,44

82,15

9,54

2

681

1:352

FeCl3

250

8,03

5,14

66,37

85,02

9,54

3

880

1:400

Al2(SO4)3

300

6,98

4,56

63,18

80,00

6,36

4

880

1:400

FeCl3

250

8,08

4,96

73,29

80,00

7,63

5

820

1:400

Al2(SO4)3

200

7,96

5,86

47,56

90,25

8,90

6

820

1:400

FeCl3

150

7,96

5,83

58,04

77,75

9,54

7

622

1:320

Al2(SO4)3

200

8,09

5,75

51,76

84,37

7,95

8

622

1:320

FeCl3

150

8,09

5,72

53,62

60,90

6,36

9

600

1:390

Al2(SO4)3

300

6,97

5,70

60,33

93,58

9,22

10

600

1:390

FeCl3

150

6,97

5,08

56,67

89,74

9,54

11

456

1:312

Al2(SO4)3

250

7,69

6,25

46,27

90,06

7,28

12

456

1:312

- " -

300

7,69

5,87

50,0

90,06

8,90

13

645

1:200

- " -

250

7,67

5,45

50,38

80,0

7,31

14

645

1:200

- " -

300

7,67

4,67

57,82

80,0

7,31

15

920

1:800

- " -

200

7,02

5,45

41,84

87,50

7,42

16

920

1:800

- " -

300

7,02

4,49

48,39

90,0

7,95

17

920

1:800

FeCl3

200

7,02

4,90

47,82

90,0

7,51

18

920

1:800

- " -

250

7,02

4,11

51,08

90,0

7,84



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Отчет о самообследовании основной образовательной программы по специальности (направлению) 280201 Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

    Публичный отчет
    Подготовка дипломированных специалистов по основной образовательной программе (ООП) по специальности 280201(320700) «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» ведется в Воронежской государственной технологической
  2. Приведенные здесь разработки готовы к практическому применению, могут быть использованы в различных отраслях техники, производства, в социальной сфере

    Документ
    Настоящий Отчет о деятельности Российской академии наук в 2001 году представляет собой перечень основных законченных в отчетном году исследований и разработок, выполненных научными учреждениями Академии.
  3. Кировской области Осостоянии окружающей среды Кировской области в 2009 году Региональный доклад Киров 2010 ббк 28. 081. 4(2Рос-4Кир)

    Доклад
    Г.В. Акпарисова, Т.Я. Ашихмина, Н.И. Бояршина, В.И. Бузмаков, А.Л. Бурков, Е.С. Вылегжанина, Л.Н. Гонцова, П.А. Горченко, Г.Н. Грухина, Т.А. Дёмшина, Е.
  4. Вая программа «Развитие государственной статистики России в 2007-2011 годах», утвержденная постановлением Правительства Российской Федерации от 2 октября 2006 г (1)

    Программа
    Основанием для разработки Общероссийского классификатора продукции по видам экономической деятельности являются Федеральная целевая программа «Развитие государственной статистики России в 2007-2011 годах», утвержденная постановлением
  5. Приведенные здесь разработки могут быть использованы в различных отраслях техники, производства, в социальной сфере

    Документ
    Настоящий Отчет о деятельности Российской академии наук в 2003 году представляет собой перечень основных законченных в отчетном году исследований и разработок, выполненных научными организациями Академии.

Другие похожие документы..