РОЗДІЛ 2. ОБ'ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ.
В роботі використовувались зворотні води та волокномісткі осади (скоп) ВАТ "Київський картонно-паперовий комбінат" (ВАТ ККПК). Характеристики вод наведені в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1
Характеристики зворотньої води
ВАТ "Київський картонно-паперовий комбінат".
Показник, од. вим. Вихідна вода Відстояна водарН6.0-8.56.1-8.5Змулені речовини, мг/л985-3836140-1117ХПК, мг О2/л-360-2000Сульфати, мг/л220-380230-375Хлориди, мг/л33.4-47.527.3-48.5Азот амонійний, мг/л0.82-2.20.32-1.8Нітрати, мг/л0.1-5.80-5.5Хром, мг/л0.04-0.090.04-0.08
Характеристики волокномістких осадів, що затримуються на локальних очисних спорудах, наведені в таблиці 2.2.
Таблиця 2.2
Характеристики волокномістких осадів, виділених на локальних очисних спорудах
Масова доля волокна, %Концент-рація, Сзм.р., г/лВологість, %Зольність, %волокногрубеесереднєдрібнемультштоф0 ?1,10,2?0,60,3?0,797,1?99,512?2697,4?98,833,8?40,4
2.1 Виділення волокнистих матеріалів.
Волокнисті матеріали виділяли із зворотніх вод методами відстоювання, фільтрування, флотації, магніто-сорбційним методом.
При виділенні осадів методом відстоювання до проби води об'ємом 500 мл додавали розраховану кількість реагенту. В разі необхідності доводили розчин до заданих значень рН за допомогою соляної кислоти чи гідроксиду натрію та інтенсивно перемішували протягом 2 хвилин. Після цього суспензію виливали в циліндр ємністю 500 мл і відстоювали протягом 1 години.
Освітлену воду декантували, визначали її мутність, концентрацію змулених речовин, реакцію середовища (рН). В окремих випадках отримані осади зневоднювали фільтруванням.
Ступінь освітлення розраховували по формулі:
, (2.1)
де Сзм.р.- концентрація змулених речовин в воді, мг/л;
Сзм.р.з - залишкова концентрація змулених речовин.
Концентрацію змулених речовин в осаді розраховували за формулою:
, (2.2)
де V - об'єм проби води, л;
Vo - об'єм осаду, л.
Відділення осадів фільтруванням та їх зневоднення проводили на установці, представленій на рис. 2.1. Як фільтруючий матеріал використовували фільтрувальну тканину. Фільтр змінювали після кожного фільтроциклу. Пробу зворотньої води (вологого осаду) добре перемішували з внесеною дозою реагенту, поміщали до комірки 1, підключали вакуум і включали секундомір, фіксуючи, за який час назбирається відповідний об'єм фільтрату. Для забезпечення постійного тиску в системі використовували капілярну трубку. Залишковий тиск в системі (вакуум) підтримувався на рівні 15 Па. Після закінчення фільтрування визначали мутність фільтрату та вологість осаду, затриманого на фільтрі.
Питомий опір фільтруванню розраховували по формулі:
, м/кг, (2.3)
де: р - залишковий тиск (вакуум) у фільтруючий системі, Па;
F - площа фільтрування, м2;
? - в`язкість фільтрату, П (пуаз);
с - концентрація сухої речовини у скопі, кг/м3;
В - параметр, що визначається дослідним шляхом.
Параметр В визначали із залежності:
, (2.4)
де Т - час фільтрування, с;
V - об'єм фільтрату, м3.
При цьому відношення визначали із прямолінійних відрізків графіків залежності від V.
Виділення волокнистих матеріалів флотацією в періодичному режимі проводили в колоні діаметром 50 мм, ємністю 600 мл. В нижній частині розміщувався блок електродів (анод - платина, катод - нержавіюча сталь). Пробу води об'ємом 500 мл, оброблену розрахованою дозою реагенту, після перемішування вносили в флотаційну колону. Від джерела постійного струму подавали напругу на блок електродів (напруга 4-20 В, густина струму - 20-100 А/м2). Термін флотації 5-20 хвилин. Освітлену воду відбирали з нижньої частини, визначали її мутність та концентрацію змулених речовин. Волокнистий матеріал відбирали з верхньої частини колони, визначали його вологість.
Для флотування змулених речовин в безперервному режимі використо-вували установку, представлену на рис. 2.2.
Стічну воду в об'ємі 5-10 л заливали в резервуар 1, звідки вона подавалася в флотаційну колону 2. Подача регулювалася краном 6. Вода по міжтрубному простору опускалася вниз, а потім піднімалася по внутрішній трубі вверх. При цьому шлам, котрий легко відстоюється, збирався в конічному днищі і періодично відводився в резервуар 10. Через воду, яка піднялась вище електродів, проходили бульбашки газів, котрі утворювались під час електролізу води. Необхідний для видалення піни рівень води підтримувався з допомогою пристрою 7. В освітленій воді визначали мутність та концентрацію змулених речовин. Додатково визначали також вологість піни.
Магніто-сорбційне освітлення води. В пробу води об'ємом 100 мл вносили необхідні дози реагентів та магнетиту (в окремих випадках лише магнетиту) і перемішували 10 хв. Отриману суміш пропускали через електромагнітний фільтр і фільтрат аналізували на наявність змулених речовин. Електромагнітний фільтр представляв собою соленоїд, робочий об'єм якого було заповнено частками подрібненого фериту розміром 1,5 - 2,0 мм.
2.2. Виготовлення зразків паперу з використанням волокномістких відходів.
Для виготовлення зразків паперу використовували композицію середнього шару картону, що складалась із макулатури марок МС - 3А, МС - 4А, МС - 6Б, МС - 7Б, МС - 8Б та МС - 9Б, за ДСТУ 3500 взятих в рівних співвідношеннях.
До макулатурної композиції додавали волокномісткі осади (скоп) з локальних очисних споруд ВАТ ККПК в розрахованій кількості. В окремих випадках додатково вносили задані кількості реагентів. Суміш перемішували протягом 10 хвилин, а потім переносили в листовідливний апарат, де отримували зразки картону. Фільтрат відбирали і визначали його мутність. Зразки висушували, переносили в камеру для кондиціювання. Після цього визначали їх фізико-механічні показники згідно ТУУ 05509659-008-2