Застосування|вживання| методу коагуляції для глибокої доочистки біологічно очищених |обчищених| стічних вод

Таблиця 3.

Характеристика стічних вод

Найменування показників	Характеристика стічної води	Ступінь очищення, %
До біологічного очищення	Після\|потім\| біологічного очищення
рН	8,2 – 8,5	7,0 – 8,0	-
Кольоровість, град.	650 – 750	250 – 350	50 – 60
ХСК_біхр., г О₂/м³	700 – 750	100 – 150	80 – 85
БСК_полн., г О₂/м³	400 – 450	35 – 40	85 – 90
Азот амонійний, г/м³	6,0 – 7,0	3 – 5	-
Азот нітратів, г/м³	3,0 – 4,0	8 – 10	-
Сухий залишок, г/м³	1,5 – 1,7	1,4 – 1,5	-
Прожарений залишок, г/м³	0,9 – 1,1	0,9 – 1,0	-

Одним із методів глибокої доочистки біологічно очищених промислових стічних вод – є метод коагуляції. Дослідження по коагуляційній доочистці стічних вод проводили по методиках і на спеціально виготовлених установках. Як коагулянти досліджували сульфат алюмінію Al₂(SO₄)₃·18Н₂О, хлорид заліза FeCl₃·6Н₂О, сульфат двовалентного заліза FeSO₄·18Н₂О і сульфат тривалентного заліза Fe₂(SO₄)₃·7Н₂О. Розраховані дози коагулянтів у вигляді 10%-ного| розчину вносили у воду, яка очищалась|очищувала|. Ефективність дії коагулянта (табл. 4) оцінювали за ступенем знебарвлення стічної води при різних величинах рН

|Таблиця 4.

Коагулянти	Ступінь знебарвлення, %
Величина рН
7,1	7,8	9,5	10,5	11,9
Al₂(SO₄) ₃	53,2	66,7	80,0	-	-
FeSO₄	32,4	42,1	50,0	51,2	57,4
Fe₂(SO₄) ₃	36,8	44,7	50,0	54,7	55,9
FeCl₃	33,5	44,7	48,6	55,3	56,1

Примітка: Кольоровість води перед доочисткою складала 350 град., дози коагулянтів у всіх дослідах складали 150 г/м³із розрахунку на Al₂О₃ і Fe₂О₃).

Як видно|показний| з|із| наведених у таблиці 4 результатів експериментів, максимальне знебварвлення стічних вод досягається при використанні як коагулянту сульфату алюмінію. Перевага його використання в порівнянні з іншими коагулянтами полягає в тому, що значний ступінь|міра| знебварвлення досягається вже при величині рН| 7-8, близької до рН| стічної води, узятої для дослідження. Це не вимагає попередньої підготовки стічних вод після|потім| біологічного очищення|очистки|, необхідної для коректування величини рН| перед введенням|вступом| коагулянта. Аналогічним чином вивчений вплив величини рН| і доз сульфату алюмінію, як коагулянту, на ступінь|міру| коагуляційної доочистки стічних вод від органічних речовин (по ХСК_біхр.) та їх знебарвлення. Отримані результати приведені в таблицях 5 і 6, із|із| яких видно, що при величині рН 7,0–8,0 і дозі коагулянта 100–200 г/м³(у перерахунку на Al₂О₃), ступінь знебарвлення стічної води складав до 85%. Зміст органічних речовин у воді, що очищається по ХСК_біхр.,знижувався на 45-48%.

Таблиця 5.

Вплив величини рН на ступінь доочистки стічних вод сульфатом алюмінію при дозі 200 г/м³ (на Al₂О₃)

Величина рН до очищення	Характеристика стічної води після очищення	Величина рН стічної води після доочистки
Кольоровість	ХСК_біхр.
Град.	Ступінь \|міра\| доочистки,%	мгО₂/л	Ступінь \|міра\| доочистки,%
4,4	238,0		105,0	0,0	3,5
5,7	140,0		70,35		4,25
6,5	98,0		38,85		4,72
7,5	87,5		60,9		5,4
8,05	70,0		60,0	42,5	5,75

Примітка: Кольоровість води до очищення складала 350 град., ХСК_біхр.105 г О₂/м³.

З метою з'ясування механізму видалення органічних забруднень із стічної води, що визначають її кольоровість і ХСК_біхр.проведені кінетичні дослідження ступеню знебарвлення води і зниження її ХСК_біхр.Як видно з рис. 1, максимум знебарвлення води досягається за 10-15хв. після внесення коагулянту, а максимальне зниження ХСК_біхр відбувається через 50–60 хв. Це свідчить про те, що видалення органічних речовин із стічної

Таблиця 6.

Вплив доз сульфату алюмінію на ступінь|міру| доочистки стічних вод при рН| 7,8.

Дози коагулянта, г/м³ (на Al₂О₃)	Характеристика стічної води після доочистки	Величина рН стічної води після доочистки
Кольоровість	ХСК_біхр.
Град.	Ступінь\|міра\| доочистки,%	гО₂/м³	Ступінь \|міра\| доочистки,%
	70,0		81,9	5,4
	63,0		71,4	4,7
	56,0		63,0	4,5
	52,5		57,75	4,15
	52,5		55,65	4,05
	49,0		52,5	4,00
	45,5		52,5	3,85

Примітка: Кольоровість води до очищення складала 350 град., ХСК_біхр.105 г О₂/м³.

Рис.3. Вплив часу обробки стічних вод коагулянтом на ступінь їх знебарвлення (Е_ц, крива 1) та відділення органічних речовин (Е_хск, крива 2).

води, які обумовлюють її кольоровість і ХСК_біхр. протікає по однаковому, в даному випадку, сорбційному механізму. Для встановлення рівноваги в процесі сорбції органічних речовин, швидкість якої, як відомо, визначається дифузією речовини, що сортирується в порах сорбенту із розчину до поверхні сорбенту потрібний певний проміжок часу. Це і призводить до тривалості сорбційних процесів.

На пілотній установці (рис. 4) проведені дослідження по вивченню можливості використання процесу коагуляційної доочистки біологічно очищених стічних вод у зваженому шарі коагулянту - сульфату алюмінію. В процесі досліджень встановлено (Рис.5), що на ступінь доочистки стічних вод в зваженому шарі гідролізованого коагулянту

Рис. 4. Схема двохтупінної пілотної установки коагуляційної очистки стічних вод з рециркуляцією осаду гідролізованого коагулянту: 1- реактор для підлужчиння стічних вод; 2,3 – коагулятор-освітлювач; 4,5 – шламоущільнювач; 6 – ємкість для приготування розчину коагулянту.

Рис. 5. Вплив лінійної швидкості потоку стічних вод на ступінь їх знебварвлення (Е_ц) і видалення органічних речовин (Е_хск). Доза коагулянту 100г/м³ (із розрахунку на Al₂О₃). Коагулянт – сульфат алюмінію.

більший вплив, за інших рівних умов, має лінійна швидкість руху рідини в освітлювачі. Для досягнення найбільш ефективної доочистки стічних вод по кольоровості і ХСК_біхр,необхідною умовою має бути точне дотримання лінійної швидкості потоку рідини в освітлювачі, яка повинна перевищувати величину 2·10^-6м/с. Незначне збільшення лінійної швидкості потоку призводить до різкого зменшення ступеню доочистки стічних вод. Таким чином, ефективна доочистка біологічно очищених стічних вод може бути успішно здійснена обробкою їх коагулянтом сульфатом алюмінію. При цьому процес доочистки ефективно проводити в освітлювачах із шаром зваженого осаду коагулянту.

Висновки:

Список літератури:

1. Островка В.І., Чесновська О.С., Мороз В.О, Попов Є.В. Застосування методу коагуляції для глибокої доочистки біологічно очищених стічних вод// Материали VI Всеукраинської науково-практичної конференції «Охорона навколишнього середовища промислових регіонів як умова сталого розвитку України». – м. Запоріжжа – 2010.

2. Островка В.И и др. В кн.: Матеріали ХI Всеукраїнської наукової конференції студентів, магістрантів і аспірантів «Екологічні проблеми регіонів України», м. Одеса (21-25 квітня 2009 г.), с. 15-16, 59-60.

3. Кульский Л.А., Глоба Л.И. Использование адгезионных и адсорбционных процессов для удаления из воды взвесей и микроорганизмов. – Киев.: Наукова Думка, 1973, 86 с.

4. Шевченко М.А., Лизунов В.В. Технология обработки воды. Изд. «Будівельник», К., 1980, 116 с.

5. Островка В.И., Ливке В.А., Бехер Р.М., Резниченко В.В., Николаева Д.И., Рябуха Т.И. Доочистка сточных вод анилинокрасочной промышленности методом коагуляции. Химия и технология воды, 1981, 3, №3, с. 260-263.

УДК 541.64:542.954

Кондратов С.А., Олейник В.В.