Podczyszczanie ścieków poprodukcyjnych zawierających kleje organiczne metodą koagulacji chlorkiem żelaza

• Autorzy: Juraszka B. , Piecuch T.

Warianty tytułu

EN

Pre-treatment of post-production wastewater containing organic adhesives using method of coagulation with iron chloride

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Począwszy od roku 2001 Katedra Techniki Wodno Mułowej i Utylizacji Odpadów Politechniki Koszalińskiej nawiązała współpracę z Przedsiębiorstwem DREWEXiM zajmującym się produkcją okien i drzwi oraz innych elementów drewnianych zlokalizowanym w miejscowości Nowe Bielice koło Koszalina. Do tej pory DREWEXiM wprowadzał niewielkie ilości ścieków, ale o bardzo wysokim stężeniu substancji organicznych trudno rozkładalnych mierzonych wskaźnikami ChZT czy OWO (rzędu kilkudziesięciu tysięcy miligramów na litr) do kanalizacji zbiorczej. Ten fakt spowodował konsekwencje w postaci zniszczenia kultury bakteryjnej lokalnej oczyszczalni ścieków oraz groźbę wypowiedzenia umowy o odbiorze i utylizacji ścieków. Zakład produkcyjny podjął kroki zmierzające ku polepszeniu wartości wskaźników zanieczyszczeń ścieków odprowadzanych do sytemu kanalizacji zbiorczej. Na podstawie wielu badań prowadzonych w Katedrze Techniki Wodno - Mułowej i Utylizacji Odpadów Politechniki Koszalińskiej zaproponowano układ technologiczny podczyszczania ścieków poprodukcyjnych w procesach mechanicznych i fizykochemicznych przedstawiony na rys. 1. W pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych jednego węzła układu technologicznego (według rys. 1) podczyszczania ścieków przemysłowych zawierających kleje organiczne. Badania tu przedstawione dotyczyły koagulacji chlorkiem żelaza, Wyniki badań podczyszczania ścieków klejowych w kolejnych węzłach zaproponowanego układu technologicznego (według rys.1) zostały opublikowane m.in.: [10÷13]. Badania podczyszczania ścieków poprodukcyjnych zawierających kleje organiczne w procesie filtracji grawitacyjnej - Gaz Woda Technika 4/2008 [10]. Podczyszczanie ścieków zawierających kleje organiczne w procesie sorpcji, Inżynieria i Ochrona Środowiska, Tom 10, nr 3 [12]. Spalanie osadów pokoagulacyjnych zawierających kleje organiczne oraz utylizacja powstałych popiołów, Polityka Energetyczna, Tom 10, zeszyt 2 [13]. Matematyczny opis technologii podczyszczania ścieków zawierających kleje organiczne w Roczniku Ochrony Środowiska Tom 9 [11]. Kilka kolejnych publikacji jest zgłoszonych do druku. W warunkach laboratoryjnych przeprowadzono również badania podczyszczania ścieków zawierających kleje organiczne w procesie koagulacji z zastosowaniem innych odczynników tj. wodorotlenku wapna Ca(OH)2 oraz okazał się wodorotlenek wapna. Do kolejnego węzła zaproponowanego układu technologicznego (rys. 1) tj. filtracji grawitacyjnej podawano ciecz nadosadową po koagulacji z zastosowaniem Ca(OH)2, gdzie pH sklarowanej cieczy wynosiło ok. 11 [14]. W związku z wysoką wartością odczynu, ścieki przed procesem filtracji grawitacyjnej poddano procesowi saturacji czyli napowietrzaniu ścieków, poprzez wprowadzenie CO2 z powietrza atmosferycznego. Przepływ powietrza przez urządzenie napowietrzające wynosił 1800 dm3/h, czas napowietrzania wynosił około 2 godzin tj. do momentu uzyskania pH poniżej 9,0. Zużyte złoże filtracyjne poddano próbie płukania, ale ze względów ekonomicznych odstąpiono od tego założenia, ponieważ zużycie wody wodociągowej płuczącej (około 150 dm3) było zbyt duże w stosunku do ilości ścieków podczyszczanych na złożu (około 35 dm3), podczas jednego cyklu filtracji. Problem ten rozwiązano w taki sposób, że zużyte złoże filtracyjne stosowano jako kruszywo do mieszanki betonowej podczas prowadzenia procesu solidyfikacji [13].

EN

Since 2001 Division of Water-Sludge Technology and Waste Utilization of Koszalin University of Technology established co-operation with DREWEXiM Company which products Windows and doors and other wooden components, located in Nowe Bielice near Koszalin, Poland. DREWEXiM emitted to sewage system small amounts of wastewater, but with very high concentration of organic substances, hardly digestible, measured by COD and TOC (values are several dozens of thousands of milligrams per liter). This caused destruction of bacteria culture in the biological stage of local sewage treatment plant. Therefore company started to look for solutions allowing to increase quality of wastewater piped off to sewage system. This paper presents results of laboratory investigations on one node of proposed technological setup (presented in Figure 1) for pre-treatment of industrial wastewater, which contain mainly residual adhesive and hardener. The investigations concern coagulation process with application of FeCl3 and sedimentation process. Authors estimated influence of coagulant dose, sedimentation time and initial concentration of contaminants on process effectiveness. Applied process of coagulation with FeCl3 reduces concentration of organic substances hardly digestible (COD) almost 83% at its initial value of 45 850 mgO2/dm3 and 75% of organic carbon content at its initial concentration of 18 200 mgC/dm3. The investigations allowed to determine optimal values of process parameters: FeCl3 dose - 0.6 g/dm3, sedimentation time - 2 hours. The values of contamination parameters in wastewater after sedimentation depended strictly on their concentration before process, and this dependence (decrease) was linear. Pre-treatment of wastewater containing adhesive using coagulation with FeCl3 allowed to decrease concentrations of all contamination parameters, which were investigated in this work. However, when compared with requirements for wastewater inflowing to sewage system, wastewater after coagulation should undergo next processes proposed in technological setup (Figure 1), including filtration ad sorption. On the basis of investigation results, analytical and empirical equations, which describe influence of individual independent parameters on resulting parameters, were determined using method of central point. In order to verify determined equations, additional random tests were carried out. Values of individual variables x1, x2, x3 were within the previously tested range but not close to values of central points of approximation. So, those values were within the space in which it is accepted that obtained equations can be used

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie ścieków; oczyszczanie ścieków przemysłowych; kleje organiczne; koagulacja; ścieki klejowe

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2008
• Tom: Tom 10
• Strony: 221--242
• Opis fizyczny: bibliogr. 31 poz.

Twórcy

autor

Juraszka B.

autor

Piecuch T.

• Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• 1. Anielak A.M.: Chemiczne i fizykochemiczne oczyszczanie ścieków. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2000.
• 2. Backman A.C., Lindberg K.A.H.: Interaction Between Wood and Polyvinyl Acetate Glue Studied with Dynamic Mechanical Analysis and Scanning Electron Microscopy. Journal of Applied Polymer Science, Vol. 91, pp. 3009-3015, 2004.
• 3. Bogdanffy MS, Valentine, R.: Differentiating between local cytotoxicity, mitogenesis, and genotoxicity in carcinogen risk assessments the case of vinyl acetate. Toxicol. Lett. 140/141, pp. 83-98, 2003.
• 4. Bogdanffy MS.: Vinyl acetate-induced intracellular acidification: Implications for risk assessment. Toxicol. Sci. 66, pp. 320-326, 2002.
• 5. Cagle’a Ch. V.: Kleje i kjejenie. Poradnik inżyniera i technika. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1977.
• 6. Chattopadhyay S., Madras G.: Degradation kinetics of poly(vinyl acetate) in the presence of aluminum chloride. Polymer Degradation and Stability 73, pp. 83-86, 2001.
• 7. Chattopadhyay S., Madras G.: Thermal degradation kinetics of poly(vinyl chloride- co-vinyl acetate). Polymer Degradation and Stability 78, pp. 519-524, 2002.
• 8. Costa L., Avataneo M., Bracco P., Brunella V.: Char formation in polyvinyl polymers I. Polyvinyl acetate. Polymer Degradation and Stability 77, pp. 503-510, 2002.
• 9. Gniady J., Hehn Z.: Oczyszczanie ścieków pochodzących z przemysłu meblarskiego. Chemia i inżynieria ekologiczna Tom 5 nr 1-2; s. 41-44, Opole 1998.
• 10. Juraszka B., Piecuch T.: Badania podczyszczania ścieków poprodukcyjnych zawierających kleje organiczne w procesie filtracji grawitacyjnej. Gaz woda technika 4/2008, s. 10-14.
• 11. Juraszka B., Piecuch T.: Matematyczny opis technologii podczyszczania ścieków zawierających kleje organiczne. Rocznik Ochrony Środowiska Tom 9, s. 107-131, Koszalin 2007.
• 12. Juraszka B., Piecuch T.: Podczyszczanie ścieków zawierających kleje organiczne w procesie sorpcji. Inżynieria i Ochrona Środowiska, Tom. 10, NR 3, s. 173 – 192, Częstochowa 2007.
• 13. Juraszka B., Piecuch T.: Spalanie osadów pokoagulacyjnych zawierających kleje organiczne oraz utylizacja powstałych popiołów. Polityka Energetyczna, Tom 10 zeszyt 2, s. 85-101. Wydawnictwo IGSMiE PAN Kraków 2007
• 14. Juraszka B.: Oczyszczanie ścieków przemysłowych pochodzących z klejenia w produkcji drzwi i okien drewnianych. Rozprawa doktorska. Koszalin 2007.
• 15. Kesel C.De., Vander Wauven C., David C.: Biodegradation of polycaprolactone and its blends with poly(vinyl alkohol) by microorganisms from a compost of house – hold refuse. Polymer Degradation and Stability 55, pp. 107-113, 1997.
• 16. Kim S., Kim H.J.: Effect of addition of polyvinyl acetate to melamineformaldehyde resin on the adhesion and formaldehyde emission in engineered flooring. International Journal of Adhesion &Adhesives 25, pp. 456-461, 2005.
• 17. Królikowski A. J., Bartkowska I., Oredowska M.: Gospodarka wodno-ściekowa w zakładach przemysłowych. Wydawnictwo Politechniki Białostockiej. Białystok 1991.
• 18. Królikowski A.J.: Gospodarka wodno-ściekowa na obszarach niezurbanizowanych. Wydawnictwo Politechniki Białostockiej. Białystok 1994.
• 19. Królikowski A.J.: Pozyskiwanie i uzdatnianie wody. NOT, Łódź 1993.
• 20. Królikowski A. J.: Problemy zaopatrzenia w wodę. Wydawnictwo Politechniki Białostockiej. Białystok 1990.
• 21. Magrel L.: Uzdatnianie wody i oczyszczanie ścieków, urządzenia, procesy, metody. Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko, Białystok 2000.
• 22. Ministerstwo Środowiska: ”Najlepsze Dostępne Techniki (BAT)”. Wytyczne dla Branży Chemicznej w Polsce, Przemysł Polimerów, Warszawa 2005.
• 23. Mucha M.: Polimery a ekologia. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź 2002.
• 24. Nakamae M., Yuki K., Sato T., Maruyama H.: Preparation of polymer emulsions using a poly (vinyl alcohol) as protective colloid. Physiochemical and Engineering Aspects 153, pp. 367-372, 1999.
• 25. Nalimow W., Czernowa.: Statystyczne metody planowania doświadczeń ekstremalnych. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1967.
• 26. Sedliačik J., Kovačik J., Jabłoński M.: Kleje typu PVAC do drewna. Przemysł Drzewny, Nr 4, s.25-27, 2003.
• 27. Spychaj T., Spychaj S.: Farby i kleje wodorozcieńczalne. Wydawnictwo Naukowo- Techniczne. Warszawa 1996.
• 28. Stanisz A.: Przystępny kurs statystyki. StatSoft Polska, Kraków 1998.
• 29. Umeda Y., Matsumoto M., Yamazaki K., Ohnishi M., Arito H., Nagano K., Yamamoto S., Matsushima T.: Carcinogenicity and Chronic Toxicity in Mice and Rats Administered Vinyl Acetate Monomer in drinking Water. J Occup Health 46, pp. 87-99, 2004.
• 30. Uyar T., Rusa C., Hunt M., Aslan E., Hacaloglu J., Tonelli A.: Reorganization and improvement of bulk polymers by processing with their cyclodextrin inclusion compounds. Polymer 46, pp. 4762–4775, 2005.
• 31. Zenkteler M.: Kleje i klejenie drewna. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne. Warszawa 1984