1.6 Способы очистки сточных вод

Сточные воды производства суспензионного ПВХ образуются в процессе полимеризации винилхлорида и включают маточный раствор, конденсат от дегазации полимера и рекуперации мономеров, а также промывные воды технологического оборудования. На каждую тонну продукции приходится около 5 м³ сточных вод, при этом до 3 м³ составляет фугат с центрифуги, содержащий остаточные полимерные частицы. В составе стоков присутствуют взвешенные вещества (до 800 мг/л), растворенные органические компоненты (до 400 мг/л), включая защитные коллоиды и остатки инициаторов, а также неорганические соединения (до 100 мг/л) - буферные вещества и кислотные остатки.

Согласно нормативам, перед сбросом на биологические очистные сооружения сточные воды должны соответствовать строгим требованиям: содержание взвешенных частиц не более 75,9 мг/л, ХПК в пределах 99,7 мг/л, уровень pH 6,5-8,5, а концентрация хлоридов не должна превышать 300 мг/л. Система очистки сточных вод ПВХ должна соответствовать этим требованиям.

Сточные воды производства ПВХ характеризуются гетерогенным составом взвешенных веществ с широким диапазоном дисперсности. В водной среде присутствуют коллоидные фракции (0,001-0,1 мкм), мелкодисперсные включения (0,1-10 мкм) и грубодисперсные частицы (>10 мкм). Крупные фракции демонстрируют хорошую седиментационную способность и эффективно удаляются фильтрацией.

Коагуляция — это процесс объединения частиц путем изменения их электростатических характеристик под действием электролитов, а флокуляция — процесс, происходящий без изменений электрических свойств, приводящий к формированию хлопьев, где коллоидные частицы связаны полимерными макромолекулами. Флокуляцию выполняют самостоятельно или для усиления коагуляции, улучшая скорость осадкообразования. Использование флокулянтов увеличивает плотность и прочность образовавшихся хлопьев.

1.7 Понятие о флокулянтах

Флокулянты - водорастворимые высокомолекулярные соединения, которые, адсорбируясь на частицах дисперсных систем, образуют хлопья (флокулы), ускоряя их осаждение.

История применения полимеров для очистки жидкостей насчитывает тысячелетия: в Древней Индии использовали растительные экстракты, в Греции - яичный белок для осветления вина, в XVIII-XIX вв. - желатин и крахмал. Промышленное применение флокулянтов началось в 1930-1950-х годах при обработке шахтных вод и урановых растворов. Активное развитие технологии произошло после 1950-х из-за роста объемов сточных вод и необходимости совершенствования методов разделения фаз. Дефицит природных флокулянтов стимулировал переход к искусственным органическим и синтетическим полимерам.

Флокулянты в твёрдом состоянии - аморфные или кристаллические вещества без чёткой температуры плавления. При нагревании они размягчаются, затем разлагаются с образованием низкомолекулярных, плохо растворимых продуктов. Эти хрупкие соединения легко разрушаются при механических, световых или химических воздействиях, одновременно подвергаясь сшивке с увеличением молекулярной массы.

Для флокуляции применяют водорастворимые высокомолекулярные соединения, образующие истинные растворы. Их растворение проходит две стадии: сначала набухание полимера, затем взаимодиффузия с образованием однородной системы. Процесс можно ускорить осторожным перемешиванием и нагревом.