КТГО ПСВ в меховом производстве

Сточные воды меховых предприятий представляют собой сложную систему, содержащую большое количество разнообразных минеральных и органических примесей.

Поступающая на выделку овчина содержит большое количество различных загрязнений, которые необходимо удалить при обработки шкур: волосяной покров (шерсть) загрязнен частицами грунта, глины и мелкого песка, семенами растений, сухим пометом, жиропотом (шерстяным жиром и шерстяным потом - растворами калиевых солей, масляной, стеариновой, муравьиной и пропионовой кислотами, хлористым и фосфорнокислым калием), солями аммония, железа и кальция.

При мездрении в сточные воды попадает мускульно – жировой слой кожевой ткани вместе с излишками дермы, при стрижки – часть шести (волоса).

При консервации парного сырья используется хлорид натрия (соль). В мокросоленых законсервированных шкурах чистого веса 3,2 кг дополнительно находится около 768 г NaCl.

Сточные воды после выделки и крашения шкур характеризуются присутствием таких загрязняющих веществ, как соли хрома (III) и (VI), жиры, ПАВ и красители. Концентрация основных контролируемых загрязнений зависит от вида перерабатываемого сырья и принятой технологической схемы, и могут составлять: Cr3+ 2200 - 3700 мг/л; животные жиры 2500 - 3600 мг/л; ПАВ 1500 - 3200 мг/л. рН сточных вод отдельных процессов колеблется в пределах от 3,5 до 8,5.

Доминирующим в отечественных типовых проектах является биологический метод очистки объединенных стоков всех технологических процессов переработки шкур. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество бактерий. Контактируя с органическими веществами, микроорганизмы частично разрушают их, превращая в воду, диоксид углерода, нитрат - и сульфат ионы и др. Эффективность процессов биологической очистки зависит от многих факторов – температуры сточных вод, применяемых в основной технологии ПАВ, химического состава реагентов, и т.п.

Реагентные методы, применяемые для очистки подобных сточных вод от красителей, ионов хрома, с одновременной нейтрализацией рН, в настоящее время уступают по экологической и экономической целесообразности электрохимическим методам. В то же время высокая концентрация ионов хрома не позволяет применять электро – и гальванокоагуляцию в «прямом виде», т.к. происходит пассивация стального анода восстановленным хромом, и процессы электрохимического растворения анодов полностью прекращаются.

Северо-Кавказским отделением экологии Государственного учреждения «Научно-исследовательский центр по проблемам управления ресурсосбережением и отходами» (СКО НИЦ ПУРО) Министерства природных ресурсов РФ разработана и успешно эксплуатируемой более чем на 20-ти предприятий России «Комплексной технологии глубокой очистки» (КТГО) сточных вод меховых и кожевенных производств.

Поскольку наиболее неблагоприятное влияние на уровень биологической очистки оказывают ионы хрома и красители, предлагается выделять сточные воды после процессов пикелевания, дубления и крашения в самостоятельную линию.

Ниже приведена характеристика загрязнений хромсодержащих стоков одного из меховых предприятий Карачаево-Черкессии.

Характеристика загрязнений отработанных растворов и сточных вод после процессов пикелевания, дубления и крашения

Наименование и концентрация загрязняющих веществ, сбрасываемых сточными водами на ЛОС Пикелевание Дубление-жирование, пролежка, отжим Нейтрализация – крашение и промывки Всего на линии водоотведения
рН 4,2 3,8 7,0 5,8
ХПК, мг/л в том числе: 4400 2500 1145,45 4663,36
Жиры синтетические, мг/л   2200   1134,86
Красители органические, мг/л     1145,45 1119,5
Масло синтетическое, мг/л   300,0   85,7
Другие органические загрязнения (остатки животного жира, органические кислоты, формиат Na и т.п.), мг/л 4400,0     2323,3
CrOН(SO)4, мг/л   15000   12857,1
Хром (III) – ион, мг/л   4725   4050
Хлор-ион, мг/л 24390,9     16968,8
Сульфат – ион, мг/л   8100   7457,1

Для снижения концентрации ионов хрома (III) до 250 мг/л (нижний порог работы гальванокоагулятора до пассивации анодного материала), или до 50 мг/л для электрокоагуляции необходимо разбавление стоков соответственно в 5 - 10 раза.

В КТГО предусмотрено более экономичное и эффективное решение: предварительная очистка стоков сорбционноактивными ферромагнитными частицами (ФМЧ) пульпы гальванокоагулятора, используемого при второй (основной) ступени очистки, и третья ступень - глубокая очистка остаточных загрязнений стоков методом шпинельной ферритизации.

При проведении исследовательских работ по гальванокоагуляционной обработке водопроводной воды, подсоленной NaCl до концентрации хлор-иона 7000 мг/л, растворялось до 450 мг железа на 1 л раствора, и образовывалось в 1,38 раз больше ФМЧ типа FeO * Fe2O3. Через 4 - 6 часов отстаивания пульпы гальванокоагулятора образовывалось около 10% осадка, в который переходило 1,38 * 450 = 621 мг ФМЧ.

Стехиометрически, одна часть ионов Fe2+ магнетита (FeO * Fe2O3), образующегося в гальванокоагуляторе, связывает (или извлекает из растворов) две части ионов Cr3+, с образованием феррита хрома - FeO * Cr2O3.

В дальнейших экспериментах, в исходные растворы с концентрацией ионов Cr3+ 900 мг/л добавлялся осадок ферропульпы гальванокоагулятора с концентрацией ФМЧ 621 мг/л (с содержанием общего железа – 450 мг/л). При обработке этих растворов пульпой гальванокоагулятора, с активизацией сорбционных процессов кислородом аэрированного в раствор воздуха происходит образование феррита хрома (III) - FeO * Cr2O3.

Концентрация Cr3+ в исследуемых растворах, после стадии ферритизации снизилась до 0,1 мг/л, которая на последующей ступени очистки в гальванокоагуляторе составляла практически 0,001 мг/л.

Эти предположения в той, или иной степени были подтверждены практикой внедрения КТГО на ряде меховых производств Ставропольского края и Карачаево-Черкесской республики РФ.

Таким образом, предварительная очистка хромсодержащих стоков меховых предприятий от ионов хрома (и других загрязнений), и общие результаты очистки этих стоков Комплексной технологией свидетельствуют о высокой эффективности и целесообразности предлагаемых технологических решений.

Характеристика загрязнений отработанных растворов и сточных вод после процессов пикелевания, дубления и крашения

Характеристика загрязнений отработанных растворов и сточных вод

Планируемые результаты очистки хромсодержащих сточных вод
«Комплексная технология глубокой очистки»
(по результатам исследовательских работ)

Характеристика сточных вод Водоотведение стока № II
До очистки После предварительной очистки и отстаивания После гальвано-
коагуляции
После ферритизации и отстаивания После фильтрации и сорбции (результаты комплексной очистки)
Объем стоков, м3/сутки 90,0 + 9,0 (осадок) 90,0 90,0 81,0 80,0
рН 5,6 6,0 6,2 8,5 8,5
Наименование загрязняющих веществ Концентрация загрязняющих веществ, мг/л
Взвешенные минеральные вещества 602,8 520,0 6419,3 119,8 13,95
ХПК всего, в том числе: 1632,9 960,4 720 37,78 16,54
Жиры 33,5 20,4 8,0 0,56 0,056
Другие органические загрязнения (каротин, белки, и т.п.) 1499,0 930,1 720 37,1 16,42
Красители органические 20,1 3,8 0,2 0,01 Отс.
Масло синтетическое 80,3 65,7 12,61 0,144 0,056
Реагенты          
CrOН(SO)4 2947,5 1320,0 101,5 0,0317 0,0317
Хром (III) – ион 943,1 422,4 32,48 0,01 0,001
Хлорид натрия 11788,3 11040,6 10622,2 10622,2 10622,2
Хлор-ион 7188,2 6732,1 6469,2 6469,2 6469,2
Сульфат – ион 1709,6 1472,8 960,0 820,0 780,0