Флокулянты на основе отходов волокна «нитрон»

Грачек В. И., Шункевич А. А., Попова О. П., Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси, Минск, Беларусь

На основе отходов волокна «нитрон» (ОВН) синтезированы водорастворимые полиэлектролиты различной природы: анионный АН-1, катионные ФК-1 и ФК-3 и амфотерный АМФ-2. Анионный полиэлектролит получали щелочным гидролизом мокрых отходов волокна «нитрон-С» и «нитрон-Д», катионные флокулянты — аминированием ОВН этилендиамином (ФК-1) и 3-диметиламинопропиламином (ФК-3), амфотерный полиэлектролит — двустадийным синтезом (на первой стадии ОВН аминировали 3-диметиламинопропиламином до обменной емкости 5—5,5 мг·экв/г, на второй — полученное аминированное волокно гидролизовали щелочью). Структура полученных полиэлектролитов доказана данными ИК и ПМР спектроскопии. Обменную емкость полиэлектролитов определяли по точке перегиба кривой потенциометрического титрования.

Исследование флокулирующей способности синтезированных полиэлектролитов проводили на модельной суспензии каолина в дистиллированной воде и на сточных водах Новополоцкого ПО «Нафтан» и отделочно-красильного производства камвольно-прядильной фабрики (г. Слоним, Беларусь). Эффективность очистки полиэлектролитами оценивали по изменению оптической плотности раствора при 440 нм, изменению количества нефтепродуктов и поверхностно-активных веществ, химическому потреблению кислорода (ХПК) и цветности воды. Кроме того, титриметрическим методом определяли количество связанного хрома.

На основании исследований процесса седиментации каолина подобраны время обработки раствора полиэлектролитом (60 мин) и его (полиэлектролита) оптимальная концентрация. Для осветления сточных вод одновременно вводили коагулянт и флокулянт, поскольку в присутствии коагулянта Al₂(SO₄)₃ происходило быстрое хлопьеобразование.

При очистке сточных вод ПО «Нафтан» наиболее эффективны катионные флокулянты ФК-1 и ФК-3. Степень очистки от нефтепродуктов достигает 68 %, ХПК уменьшается в 5,5 раза (начальная концентрация нефтепродуктов 34 мг/л, ХПК 339 мг/л). Флокулирующее действие АМФ-2 ниже, чем ФК-1 и ФК-3, но выше, чем АН-1.

Сточные воды красильного производства содержат ионы хрома, который в зависимости от применяемых красителей может быть в виде Сг³⁺ или Сг⁶⁺. Кроме этого, сточная вода содержит нефтепродукты и другие органические вещества. Исследования показали, что ФК-1 и ФК-3 практически одинаково очищают сточные воды красильного производства. Содержание хрома уменьшается в 2,7 раза, количество нефтепродуктов — в 3,7—4,2 раза, ХПК — в 3,6 раза. Полиэлектролит АМФ-2 менее эффективен, чем катионные полиэлектролиты, а АН-1 вообще не действует.

Наработаны опытно-промышленные партии и проведены производственные испытания флокулянта ФК-3 в процессе очистки сточных вод красильного производства. В период испы­таний на фабрике использовали красители, не содержащие хром. Сточная вода представляла со­бой темно-вишневую жидкость с характерным запахом. Применяемый на фабрике технологичес­кий процесс очистки не обеспечивает требуемого качества очистки сточной воды по цветности и ХПК. Использование флокулянта ФК-3 совместно с коагулянтом позволило удалить запах, обесцветить сточную воду (степень разбавления снизилась с 1:55 до 1:10—1:12), уменьшить ХПК в 2—2,3 раза и сократить количество коагулянта в процессе очистки.