Введение к работе
Актуальность работы. Развитие промышленности полупродуктов (простых и сложных полиэфиров) для получения полвуретановых материалов сопровождается значятелышм увеличением образующихся отходов.
Ка крупнейшем в Европе нефтехимическом предприятии ПО "Нягне-камскнефтехга" при производство простих полиэфиров (ШЭ) образуется около 3 т/суткп твердых отходов, содєрЕацпх до 40$ синтезируемых' соединений, к~50 ц3/сутгл сточных вод (СВ). Источниками образования наиболее загрязнешпіх стоков слусат вода от проішвки, пропарки г; ополаскивания оборудования, полотен фильтр-прессов и возвратной тары. СВ характеризуется непостоянством состава и высоки?! содержа-писи (до 25 г/л) простих полиэфиров (про.\шшлепное название - лапро-ли). Лапролн устойчивы к биораплозениз, что препятствует направле-ние шсококопцентрироЕанных СВ производства простых полиэфиров на. биоочистныо сооружения предприятия (БОС).
Наряду с скологическим ущербом, потеря указаіпшх отходов приносит заводу прямые экономические убытки вследствие неиспользования до 4 т/суткн дорогостояща лапролоп. Очистка концентрированных СВ производства ШЭ представляется наиболее рациональной' такими приемами, в которых загрязшпхдао вещества (лапролы) извлекавтея в виде возможных для промашеплой реализация продуктов. Между тем, в настоящее вреия указанные вода не подвергаются локальной очиотке и вместе с твзрдами отходами вывозятся на шлакоотвалы.
В этой сЕязв решение задачи извлечения в рационального использования цепных компонентов сточных вод производства простых полиэфиров - .высокомолекулярных лапролов н доочистки воды от этих биологически трудноразлагаемых веществ до уровня концентраций, допустимого для подачи на биоочистныо сооружения, весьма актуально.
Диссертационная работа выполнена согласно плану госбюджетных НИР МХТИ игл.Д.И.Менделеева на 1986-1990 г.г. и хоз.договору № 1.4-І5-89/90 (№ Гоп.регистрации тел'.ы 01.870052071).
Цель работы - разработка рациональной технологии извлечения высокомолекулярных лапролов из сточных вод, научное обоснование методов доочистки стоков до требований, удовлетворяющих возможности их подачи на БОС предприятия, и определение- направлений утилизации выделенных лапролов и твердых лапролсодертщих отходов прот-водстпя простых полиэфиров.
Научнаяновизна. Цтсршс получены данные по рпстворимости -пяти np'W;!':Tr:);in>' і)ир-п;;о-! пис.пко,"юлекулірньіх лчиролэп в воде при
различных температурах (8+65 С). Для каждого из лапролов определена температура, при которой завершается процесс их выделения из води в отдельную фазу. Установлено влияние основных сопутствующих примесей СВ на эффективность выделения высокомолекулярных лапролов из воды. Проведена оценка токсичности исследуемых лапролов для сообщества микроорганизмов актиайог'о""ила. Получены новые данные по кинетике окисления лапролов озоном. Определены значения эффективных констант скорости реакции для гомологического ряда полиоксипропилен-триолов, оценена величина энергии активации процесса. Найдены удельные дозы озона, необходшые для достижения уровня остаточных концентраций лапролов в воде, допустимого при направлении стоков на био-, очистку. Методами ИК спектроскопии и газо-жидкостиой хроматогра-\ фии установлен качественный состав продуктов окисления лапролов озоном.
Практическая ценность работы. Разработана новая технология очистки СВ производства простых полиэфиров с извлечением основного количества (на 82*95 %) высокомолекулярных лапролов в виде пастообразного осадка, которая принята к внедрению на заводе ОПЗ ПО "Ниянекамскнефтехим", и выполнена ее технико-экономическая оценка.
Обоснована и подтверждена результатами испытаний в НПО "Син-тезТІАВ" (г.Шебекипо) возможность утилизации выделенных лапролсо-держащих осадков и промышленных отходов в качестве компонентов композиций битовых моющих и чистящих средств.
' Предложено после извлечения высокомолекулярных лапролов сточные веды перед биоочисткой направлять На озонирование. Опытными испытаниями на реальных СВ производства простых полиэфиров подтвер' ден# возможность повышения биохимического показателя укаэашшх стоков до величины 0,89*0,90 п результате обработки озоном. Выполнена технико-экономическая оценка технологической схемі узла обработки СВ озоном.
Выполнена технико-экономическая оценка нескольких вариантов принципиальной технологической схемы разделения потоков и очистки сточных вод производства простых полиэфиров ППОИЗВОДИТЄЛЬНОСТЬГі по СВ 86 м /сутки и предложен экономический целесообразны!'! вариант схемы - комбинация методов извлечения высокомолекулярных лапролов, озонирования, биоочистки и выпаривания с последующим термокаталитическим окислением.
На защиту выносятся: - температуріте зависимости растворимости пяти промшагэппих образ- цов высокомолекулярных лапролов вводе;
технологические параметри выделения высокомолекулярных лапро-лов из вода и результаты по влиянию на этот процесс основина сопутствующих им в реальных стоках примесей;
новая технология извлечения высокомолекулярных лапролов из производственных стоков;
результаты исследования поверхностно-активных свойств высокомолекулярных лапролов и их токсичности по отношению к сообществу микроорганизмов активного ила;
новые данные по кинетике окисления озоном промышленных образцов лапролов (аолиоксшропилентраолов) и экспериментально установленные основные технологические параметры процесса озонирования (удельная доза озона и рН среда), обзспечивакхцие уровень остаточных концентраций лапролов в воде, допустимый для последующей биоочистки;
экономически целесообразная принципиальная технологическая схема разделения потоков н очистки сточных вод производства простых полиэфиров.
Апробация работы. Основные результаты исследований, доложены: на конференции "Обезвреживание и регенерация твердых органических отходов и растворителей", Пенза, 1990 г.; на Второй Всесоюзной конференции "Озон - получение и применение", Мосісва, 1991 г.; на Всесоюзной научно-технической конференции "Интенсивные и безотходные технологии и оборудование", Волгоград, 1991 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на страницах-машинописного текста, содернит 52 рисунка, 32 таблица, состоят из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, включающего 129 наименований, и приложения.