Очистка сточных вод целлюлозно-бумажных заводов (стр. 2 из 3)

Широкий диапазон варьирования концентраций твердых веществ создает предпосылки для разработки технологий поэтапной рекуперации осадка, с применением различных технологических процессов.

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5

Установлено, что зола шлам-лигнина, содержащая 21,8% а-SiOi; 44,83 -у-ЛЬО,; 6,85 Na₂0 • AljOi * 6SiО₂; 5,2 a-Fe₂О₃; 18,32 SiО₂; 1,6 CaSO₄; 1,4 % TiO₂, K₂О и других веществ, обладает уникальными сорбционно-коагуляционными свойствами [1) и может быть использована в качестве сорбента для извлечения из сточных вод широкого спектра загрязнений, не уступающего в некоторых случаях таким промышленным сорбентам, как активированный уголь типа СКТ, А1₂О₃ и SiO₂ .

Универсальность золы шлам-лигнина (ЗШЛ) объясняется наличием в ее составе компонентов, обладающих как индивидуальными сорбционно-коагуляционными свойствами, так и суммарным синергетическим эффектом (А.с. 2136599 РФ).

Технология ОАО БЦБК позволяет в целом решить проблему рекуперации осадка карт шламонакопителей по следующей схеме: сброс верхнего слоя осветленной воды в пруды-аэраторы комбината; перекачка жидкого слоя осадка; флотоуплотнение; обезвоживание и сжигание с получением высококачественного сорбента - ЗШЛ. Но технологию флотации суспензии, основанную на тонкослойной напорной флотации, позволяющей эффективно извлекать как шламистые, так и грубодисперсные примеси, содержащиеся в шлам-лигнине, нужно модернизировать (рис. 2).

На рис. 3 показана зависимость времени полного осветления сточных вод от диаметра частиц твердого вещества при напорной и пенной флотации, а также при их совместном протекании.

Из рисунка видно, что время полного осветления меньше при одновременном проведении пенной и напорной флотации. Это связано не только с дегидратацией поверхности частиц пузырьками воздуха и их коалесценцией, но и с прилипанием пузырьков к частице и образованием флотоагрегатов.

В ходе работ, направленных на оптимизацию процесса обезвоживания шлам-лигнина и осадка карт шламонакопителей, возникли трудности, связанные с тем, что существующие методики оценки фильтрационных характеристик осадков (удельное сопротивление и конечная влажность) оказались непригодными для оценки эффективности поверхностно-активных веществ, формирующих водоотда-юшие свойства шлам-лигнина. В связи с этим была разработана адекватная методика и количественные критерии оценки фильтрационных свойств сжимаемого коллоидного осадка шлам-лигнина. Например, среднее удельное сопротивление осадка

где V - объем фильтрата, м^э; К- коэффициент, характеризующий особенности иммобилизацииная удельная поверхность твердой фазы, м²/м³; Е - эффективная пористость, см³/г.

Рассчитав значения г по предлагаемой методике, можно выбрать оптимальные технологические параметры и дать практические рекомендации по внедрению наиболее эффективных реагентных режимов для обработки осадка карт шламонакопителей в процессе обезвоживания.

После флотационного уплотнения и обезвоживания флотош-лама образуются сточные воды, содержащие остаточные концентрации загрязняющих веществ, в основном легкоокисляемую органику, а также непрореагировавшие химические реагенты. Перед сбросом их необходимо подвергать доочистке по предлагаемой технологии (Ас. №7616 РФ), когда процесс биофильтрации интенсифицируется вследствие повышения сорбционной и окислительной способности биопленки (рис. 6).

Рис. 6

Внедрение описанных технологий позволит не только решить одну из важнейших экологических проблем - переработать техногенный шлам-лигнин, но и получить товарный продукт – высокоэффективный сорбент.

КОМПЛЕКСНАЯ УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Целлюлозно-бумажные предприятия (ЦБП) - интенсивные загрязнители окружающей среды. Несмотря на достигнутые успехи и очистке сточных вод ЦБП, проблема утилизации отходов лих предприятий не становится менее острой. Сегодня необходимо решать вопросы рационального использования волокнистых отходов, образующихся на ЦБП.

При работе ЦБП образуются волокнистые отходы различных фракций и состава, в частности мелко- и крупноволокнистыеотходы (рис. 1 и 2). Крупноволокнистые отходы, к которым относятся некондиционная древесная масса и древесное волокно (спутанные, слипшиеся волокна), нельзя использовать в бумажном производстве. Такие отходы частично утилизируются при изготовлении древесно-волокнистых плит (ДВП), однако это связано с токсичными связующимикие смолы), что не оптимально. Мелковолокнистые отходы, главным образом короткие волокна целлюлозы, не задерживаются на сетках бумагоделательных машин и со сточными водами поступают на очистные сооружения ЦБП. После извлечения из сточных вод влажные мелковолокнистые отходы в виде так называемого скопа попадают в шламонакопители. Например, Братский лесопромышленный комплекс ежесуточно размещает на шламонакопителях около 90 т скопа в расчете на сухое вещество.

Волокнистые отходы ЦБП представляют собой ценное сырье, которое можно переработать и с помощью предлагаемого авторами технологического процесса. В результате народное хозяйство получит столь необходимые фильтровальные материалы.

Потребность народного хозяйства в фильтровальных материалах постоянно возрастает по целому ряду причин. Во-первых, для современного промышленного производства и новых технологий требуются промышленные фильтры широкого ассортимента. Во-вторых, ужесточение требований к очистке атмосферных выбросов и сточных вод предприятий определяет необходимость внедрения эффективных средств тонкой очистки жидких и газообразных сред. В-третьих, загрязнение окружающей среды требует разработки фильтровальных материалов, позволяющих эффективно очищать питьевую воду и воздух.

Современные фильтровальные материалы изготовляют с использованием природных и синтетических волокон.

Фильтровальные материалы на основе природных волокон (шерстяных, хлопковых, льняных и проч.), такие, как войлок или иглопробивное нетканое полотно, недостаточно эффективны, так как для их изготовления используют грубые фракции волокна. Использование волокон для производства фильтровальных материалов экономически нецелесообразно.

Синтетические полимеры применяют для производства фильтровальных материалов как в виде волокон (штапельных волокон или мононитей), так и в виде фибридов (волокнисто-пленочных полимерных связующих) [1]. Однако производство синтетических полимеров, в частности фибридов, связано с очень высокой опасностью. Например, в производстве полигексаметилентерефталамидных фибридов используются: гексаметилендиамин (1-й класс опасности по ГОСТ 12.1.005-88), гидроксид натрия (2-й класс), дихлорангидрид терефталевой кислоты (2-й класс), а одним из побочных продуктов является терефталевая кислота (1-й класс). Следовательно, организацию производства фильтров на основе фибридов едва ли можно считать прогрессивной с экологической точки зрения.

Одним из самых распространенных видов сырья, используемых для производства фильтровальных материалов, является целлюлоза. Однако при изготовлении собственно целлюлозы образуется большое количество отходов. Эти отходы и можно применять для выпуска фильтровальных материалов «ТЕФМА» [2], не уступающих по своим качествам фильтровальным материалам на основе товарной целлюлозы. Такие фильтровальные материалы можно применять вместо традиционной фильтровальной бумаги и картона в тех случаях, когда использование фильтровальных материалов на основе отходов ЦБП не противоречит санитарным требованиям.

Технологическая схема производства фильтровального материала 'ТЕФМА" приведена на рис. 3. В качестве исходных веществ используются как крупноволокнистые, так и мелковолокнистые отходы. Соотношение компонентов изменяется, во-первых, в зависимости от свойств конкретных отходов, а во-вторых, при необходимости изготовлять фильтровальный материал с определенными свойствами. Исходные компоненты хранятся в расходных емкостях / и 2, из которых загружаются в дозатор 3. Компоненты из дозатора и вода из расходной емкости 4 поступают в смеситель 5. Из смесителя полученная суспензия перетекает в листоотливной агрегат 6, в котором и формируется лист фильтровального материала в условиях нестационарного гидродинамического режима. Для управления гидродинамическим режимом осаждения применяют управляющее устройство 7. Готовые листы фильтровального материала сушат в сушильном шкафу 8.

Управляя гидродинамическим режимом осаждении волокнистых компонентов, можно в широких пределах варьировать структуру фильтровального материма [3].

Исследования, проведенные авторами, позволили выяснить, что пористость фильтровальною материала не постоянна, а весьма сложным образом изменяется по толщине листа фильтровального материала. Слои фильтровального материала, сформировавшиеся первыми, подвергаются действию более длительное время и в итоге оказываются менее пористыми, чем сдои, осажденные позднее.

После завершения процесса осаждения слои, осажденные первыми, имеют пористость 88 - 94 ^сс и средний размер пор около 5-10" м. Пористость слоев, сформировавшихся последними, составляет 95 - 98 °i, а средний размер пор -510м. Такой фильтровальный материал следует располагать таким образом, чтобы более пористые слои были входными. Крупные частицы загрязнений, содержащиеся в фильтруемой среде, задерживанием по входных слоях фильтровального материала, а более меткие частицы, проходя через крупные поры, задерживаются в более плотных слоях фильтровальною материала. Кроме того, срок службы фильтровальною Maicpnала увеличивается.