Очистка сточных вод
текстильной промышленности

Среди основных методов очистки сточных вод легкой промышленности и текстильного производства следует выделить следующие виды очистки:

• механическую;
• химическую;
• физико-химические и мембранные методы;
• ионный обмен;
• озонирование;
• биологическую.

Механическая очистка

К сооружениям механической очистки стоков текстильных предприятий относят:

• механизированные волокноуловители (степень извлечения волокна до 85%);
• песколовки (задержание до 25% нерастворимых веществ);
• усреднитель с гидравлическим перемешиванием, предупреждающим выпадение осадка.

После механической очистки концентрация загрязняющих веществ снижается следующим образом:

• шерстяной жир - на 30%;
• ХПК - на 30%;
• БПК5 - 25%.

Механизированные волокноуловители для очистки стоков от волокон на предприятиях текстильной промышленности бывают трех типов:

1. Ленточные.
2. Барабанные.
3. Вибрационные.

Наиболее эффективными для очистки стоков текстильных производств считаются вибрационные механические волокноуловители. Принцип работы заключается в том, что на поверхности наклонной сетки с диаметром отверстий 1-5 мм тонким слоем распределяется очищаемая жидкость. Чтобы удалить задержанные волокна, на сетку подается вибрация.

Пескоуловитель задерживает грязевые и мелкие песчаные частицы размером от 0,25 мм. Принцип работы заключается в подаче воды на песколовку и гравитационное осаждение частиц соответствующей крупности. Осветленная вода отводится через верх в усреднитель.

Усреднение потока производится в усреднителях с обязательным перемешиванием воды. Необходимо не допускать выпадения осадка. Перемешивание стоков осуществляется путем барботирования или гидроперемешивателями.

Физико- химическая очистка

Для физико-химической очистки сточных вод производства текстиля используются следующие виды реагентов:

1. Коагулянты. При наличии в стоках коллоидных веществ коагулянты создают условия для перехода их в агрегатно-неустойчивое состояние, которое приводит к слипанию взвешенных частиц и разделение твердой и жидкой фазы. Для коагуляции сточных вод применяют Fe₂(SO₄)₃, Al₂(SO₄)₃, AlCl₃, FeCl₃, а также хлоргидраты Al и Fe, MgCl₂, NaAlO₂, и др. Вещества, которые образуются при гидролизе данных солей в коллоидном растворе выполняют также роль флокулянтов и адсорбентов.
2. Флокулянты. В растворе сточных вод флокулянты способствуют слипанию частиц с образованием устойчивых хлопьев. Флокулянты могут быть как природными, так и синтетическими высокомолекулярными веществами, растворимыми в воде. Наиболее часто встречающимися являются (C₃H₅NO)ₙ гидролизованный, (C₆H₇O₆Na)ₙ.

Химические методы включают в себя следующие стадии процесса:

• нейтрализация;
• окисление;
• восстановление.

На этапе химической очистки происходит нейтрализация стоков до необходимой величины рН, образование соединений, которые на последующих этапах очистки легко удаляются из раствора.

При очистке стоков легкой и текстильной промышленности физико-химические методы подразделяют на две основные группы:

1. Удаление трудноразлагаемых красителей из сточных вод путем седиментации, в виде флотошлама, адсорбции, мембранными способами.
2. Деструкция молекул красителей за счет реакций окисления и восстановления с применением реагентов или же электрохимическим способом.

К наиболее часто используемым методам физико-химической очистки сточных вод текстильных предприятий являются:

• напорная флотация;
• озонирование;
• ионный обмен;
• адсорбция;
• электрохимические методы: электрокоагуляция и электрофлотация.

Удаление ПАВ из сточных вод текстильных предприятий производится методом напорной флотации. Метод основан на подаче во флотатор сжатого воздуха, где при разнице давлений образуются микропузырьки. Частицы примесей, в данном случае ПАВ, молекулы которых имеют как гидрофильную, так и гидрофобную часть, адсорбируются на поверхности пузырьков, образуют прочные хлопья и поднимаются вверх. На поверхности раствора образуется пена (флотошлам) из образовавшихся хлопьев, который удаляется специальными скребками. Для повышения эффективности флотации в раствор сточных вод добавляют коагулянты: Al₂(SO₄)₃ или FeCl₃ 250 - 300 мг/л.

Кроме ПАВ методом напорной флотации удаляются и другие гидрофобные примеси.

Озонирование сточных вод текстильных предприятий и легкой промышленности производится в качестве финишной очистки. С помощью озонирования удаляются из стоков большинство органических соединений. Молекулярный озон окисляет органику с образованием нетоксичных соединений, либо формирует гидроксильные радикалы и таким образом оказывает опосредованное действие на органические загрязнения. Озонирование осуществляется с помощью озонирующей установки.

Удаление солей меди и хрома, которые образуются вследствие пропитки брезентов, осуществляется методом ионного обмена. Для данного процесса используются синтетические ионообменные смолы (иониты), которые представлены высокомолекулярными соединениями с ионогенными группами. Молекула ионита включает в себя некий подвижный ион (анион или катион), который вступает в реакцию обмена с ионом водного раствора. Реакция ионного обмена возможна благодаря разности химических потенциалов.

Методы абсорбции применяются в случае доочистки сточных вод от специфических загрязнений, например ароматических углеводородов. Метод адсорбции заключается в собирании на поверхности адсорбента растворенных органических веществ. Адсорбенты, как правило, - это твердые вещества с пористой структурой и большой удельной поверхностью. В качестве адсорбентов могут выступать активированные угли, шунгиты, цеолиты.

Электрохимические методы очистки стоков основаны на электролизе раствора сточных вод. При электрофлотации происходит электролиз очищаемой воды на нерастворимых электродах с образованием эффекта флотирования. На аноде происходит окисление, а на катоде — восстановление. В результате этого процесса частицы примесей поднимаются на поверхность, захваченные пузырьками водорода и кислорода, которые образовались при электролизе воды.

При электрокоагуляции используются растворимые электроды. В этом случае происходит окисление материала анода и катода и электроды постепенно растворяются. Образовавшиеся ионы металлов и частицы примесей вступают в реакцию и образуют укрупненные частицы, которые затем удаляются из раствора.

При использовании электрохимических методов материалом анода служит графит, магнетит, диоксиды свинца, магния, рутения, иридия, нанесенные на титановую основу, катод изготавливают из свинца, цинка, нержавеющей стали или титана.

Электрохимические методы применяются как экспериментальные методы, хотя и являются достаточно эффективными.

Биологическая очистка

В качестве биологического метода очистки сточных вод текстильного производства используется аэробная микрофлора активного ила. Правильно подобранные культуры микроорганизмов способны разрушать органические и некоторые неорганические вещества с образованием воды, углекислого газа, нитритов, сульфатов и др.

Наиболее эффективен мембранный биореактор, который объединяет процессы ультрафильтрации и аэробной очистки стоков. Принцип работы основан на разделении иловой смеси, что значительно снижает расходы и повышает качество очистки.