Влияние пероксидной отбелки на эффективность биологической отбелки сточных вод - Дипломная работа

Целлюлозно-бумажная промышленность по воздействию на окружающую среду является одной из проблемных по величине токсичных выбросов в атмосферу и сбросов в водоемы, поскольку в отбелке используются хлорсодержащие реагенты, которые могут содержаться в готовой продукции. Экологические проблемы предусматривают изменение природной среды в результате антропогенных воздействий, ведущее к нарушению структуры и функционирования природных систем и приводящее к негативным социальным, экономическим и иным последствиям. Известно, что ECF-технология (без использования молекулярного хлора) отвечает мировым унифицированным критериям допустимой меры загрязнения окружающей среды и влияния вредных веществ на здоровье и является "самой доступной технологией" - ВАТ-технологией ("Best Available Technology") в том случае, когда соблюдается минимум содержания хлорсодержащих органических соединений (ХОС). ВАТ-технология при этом не предписывает применения какого-либо определенного способа отбелки. При этом речь идет о диоксиде хлора, поскольку при отбелке этим реагентов после целлюлозы, прошедшей кислородно-щелочную обработку, возникают проблемы, как образование молекулярного хлора при отбелке и получении этого реагента, и невозможность в перспективе перехода к замкнутому водопользованию и др.3 марта 2015 г на Монди СЛПК состоялось торжественное открытие новой станции механической очистки сточных вод. Сегодня очистные сооружения Монди СЛПК - комплекс производственных установок и технологических процессов, через которые проходят свыше 80 миллионов кубометров воды в год. В результате реализации проекта по модернизации очистных сооружений повысилась эффективность их работы, улучшились качественные показатели сточных вод и безопасность труда. В ходе первого этапа проекта модернизирован аэротенк №3, вторичные отстойники №4 и №7, завершено строительство станции механической очистки сточных вод Сыктывкара и Эжвы, а также камеры смешения. В результате реализации проекта по модернизации очистных сооружений мы повысим эффективность их работы, улучшим качественные показатели сточных вод и безопасность труда, - сказал генеральный директор Монди СЛПК Клаус Пеллер.Научные исследования в области экологических проблем направлены на усовершенствование технологии отбелки целлюлозы, а также снижение токсичности стоков, поскольку целлюлозно-бумажная промышленность остается по-прежнему водоемкой и потенциально опасной для окружающей среды. Для этого надо владеть методами определения качественных показателей, как целлюлозы, так и стоков отбельного производства. Актуальность исследований еще заключается и в необходимости повышения эффективности биологической очистки от фенольных соединений в сточных водах отбельного производства, Новая производственная схема водопользования при ECF-отбелке на лиственном потоке предприятия (A/D0 - Еор - D1) все еще функционирует при суммарном расход диоксида хлора 15 кг/т. Поэтому в отбелке в качестве основного делигнифицирующего реагента целесообразно применять пероксид водород в щелочной среде. Поэтому одним из направлений повышения эффективности биологической очистки является мягкая ECF-отбелка, которая позволяет существенно сократить диоксид хлора и снизить содержание хлорорганических соединений, поступающих на станцию биологической очистки.Известен способ очистки сточных вод от трудноокисляемых соединений путем предварительной обработки перекисью водорода перед подачей на биологическую очистку. Этот способ предусматривает предокисление пероксидом водорода сточных вод и дальнейшее направление их на биологическую очистку. Формула изобретения: способ биологической очистки сточных вод от фенола активным илом, включающий адаптацию активного ила, отличающийся тем, что очистку проводят активным илом и пероксидом водорода, причем активный ил предварительно адаптируют к высоким концентрациям фенола не более 3,0 г/л и пероксидом водорода не более 3 г/л. Предлагаемый способ позволяет осуществлять процесс очистки в непрерывных условиях, значительно повысить скорость процесса, причем процесс совместного биологического и химического окисления проводится в одном объеме и одновременно, что значительно упрощает аппаратурное оформление биологической очистки. Непрерывный процесс совместного и одновременного окисления фенолов активным илом и пероксидом водорода проводят на лабораторных моделях аэротенков - смесителей объемом 5 л, которые работают круглосуточно.Формула изобретения: способ биологической очистки сточных вод от органических соединений, в частности, от фенолов и их производных, активным илом, включающий обработку активного ила перекисью водорода, отличающийся тем, что активный ил предварительно адаптируют к потреблению фенола при внесении фенола в концентрации не более 2 г/л и перекиси водорода в концентрации не более 3 г/л, а очистку проводят в периодическомрежиме с внесением высококонцентрированных сточных вод порциями не более 5 г/л по фенолам и перекиси водорода порциями не более 20г/л непосредственно

Оглавление

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Модернизация очистных сооружений на Монди СЛПК

1.2 Роль остаточного пероксида водорода в повышении эффективности биологической очистки

1.3 Патентный поиск по повышению эффективности биологической очистки при участии пероксида водорода

1.3.1 Способ биологической очистки сточных вод от фенола

1.3.2 Способ биологической очистки сточных вод от органических соединений

1.3.3 Способ биодеструкции фенола

1.3.4 Способ аэробной биологической очистки сточных вод

1.3.5 Способ биологической очистки сточных вод

2. Методическая часть

2.1 Методика отбелки целлюлозы

2.2 Метод определения белизны целлюлозы

2.3 Методика определения вязкости целлюлозы

2.4 Метод определения химического потребления кислорода (ХПК)

2.5 Метод определения прочности на разрыв

2.6 Метод определения сопротивления раздиранию

2.7 Методика озонирования

2.8 Методика определения глубины делигнификации

3. Экспериментальная часть

3.1 Методика отбелки лиственной целлюлозы

3.2 Определения остаточного пероксида водорода в фильтратах отбелки

3.3 Отбелка лиственной целлюлозы для установления факторов, определяющих эффективность отбелки на 2 ступени

3.4 Определение показателя ХПК фильтратов отбелки лиственной 1-4 ступенях отбелки

4. Материальный баланс мягкой ECF- отбелки лиственной целлюлозы

4.1 Эколого-экономическая часть

4.1.1 Объем оборотной воды мягкой ECF- отбелки лиственной целлюлозы

4.1.2 Содержание остаточного пероксида водорода в фильтратах мягкой ECF-отбелки и возможность повышения эффективности биологической очистки

5. Охрана труда

5.1 Общие требования безопасности

5.2 Характеристика химических реагентов для проведения исследований

5.3 Инструктаж по технике безопасности для работ в исследовательской лаборатории

Заключение

Библиографический список

Целлюлозно-бумажная промышленность по воздействию на окружающую среду является одной из проблемных по величине токсичных выбросов в атмосферу и сбросов в водоемы, поскольку в отбелке используются хлорсодержащие реагенты, которые могут содержаться в готовой продукции.

Экологические проблемы предусматривают изменение природной среды в результате антропогенных воздействий, ведущее к нарушению структуры и функционирования природных систем и приводящее к негативным социальным, экономическим и иным последствиям.

Известно, что ECF-технология (без использования молекулярного хлора) отвечает мировым унифицированным критериям допустимой меры загрязнения окружающей среды и влияния вредных веществ на здоровье и является "самой доступной технологией" - ВАТ-технологией ("Best Available Technology") в том случае, когда соблюдается минимум содержания хлорсодержащих органических соединений (ХОС). ВАТ-технология при этом не предписывает применения какого-либо определенного способа отбелки. Это создает предпосылки к реализации различных вариантов схем отбелки при внедрении технологий ECF.

Одним из таких вариантов является мягкой ECF-отбелка, предусматривающая сокращение хлорсодержащих отбеливающих реагентов. При этом речь идет о диоксиде хлора, поскольку при отбелке этим реагентов после целлюлозы, прошедшей кислородно-щелочную обработку, возникают проблемы, как образование молекулярного хлора при отбелке и получении этого реагента, и невозможность в перспективе перехода к замкнутому водопользованию и др.

Поэтому актуальны исследования не только в разработке мягкой ECF - отбелки целлюлозы, цель которой установить, при каком минимальном расходе диоксида хлора можно получить беленую целлюлозу с высокими качественными показателями, но и максимально использовать пероксид водорода, который является основным делигнифицирующим реагентом.

Эти исследования важны и потом, что, целлюлозно-бумажная промышленность (ЦБП) относится к ведущим отраслям народного хозяйства Республики Коми, так как регион располагает огромными лесосырьевыми ресурсами - метод полного факторного планирования эксперимента.

Задачи дипломного проекта

- провести отбелку целлюлозы по схеме: КЩО - Н2SO4 - Пщ - Д - Пщ. при суммарном расходе пероксида водорода 3% и расходе диоксида хлора 0,5% и определить качественные показаетли целлюлозы: - белизну;

- вязкость;

- разрывную длину;

- провести кислотно-пероксидную делигнификацию (Н2SO4 -Н2О2) лиственной целлюлозы с целью определения оптимальных значений факторов (температура, расход пероксида водорода, продолжительность отбелки) методом регресионного анализа;

- рассчитать материальный и тепловой баланс;

- определить избыток оборотной воды на 1-4 ступенях отбелки и направления их использовнаия;

- определить остаочный пероксид водорода на 2 и 4 ступенях отбелки методом титриметрического титрования;

- на основе патентного поиска по опрелелению соотношения содержания фенолов в стоках и остаточного пероксида водорода, обеспечивающего окислительный стресс микроорганизмов для эффективной деструкции фенолов при биологической очистке, аналогично установить соотношение в фильтратах мягкой ECF-отбелки.