Патент на изобретение №2305664
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ТРУДНООКИСЛЯЕМЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области очистки сточных вод химических, целлюлозно-бумажных и аналогичных производств, содержащих трудноокисляемые органические вещества. Способ очистки включает комбинацию обработки пероксидом водорода в присутствии железосодержащего катализатора и УФ-облучения. Сточные воды, с предварительно введенным пероксидом водорода, пропускают через смесь железной стружки и углеродсодержащего материала, образующих гальванический элемент, и одновременно облучают ртутно-кварцевой лампой низкого давления. Предложенный способ обеспечивает глубокую очистку сточных вод от трудноокисляемых органических соединений, например, хлорфенолов при значительно меньшем расходе пероксида водорода за счет интенсификации процесса, обеспечиваемой дополнительным УФ-облучением реакционной смеси. Технический результат изобретения заключается также в полной минерализации трудноокисляемых органических соединений при минимальном расходе окислителя. 1 ил.
Изобретение относится к области очистки сточных вод химических, целлюлозно-бумажных и аналогичных производств, содержащих трудноокисляемые органические вещества. Недостатками способа являются большой расход пероксида водорода, мольное соотношение (Н2O2)/(субстрат)=65, необходимость корректировки рН, длительность процесса, порционное введение окислителя. Известен способ очистки воды от растворенных органических веществ, включающий пропускание раствора через мембрану, изготовленную из полупроводникового материала на основе TiO2, CdS, SrTiO2, Fe2О3 Недостатками способа являются большой расход пероксида водорода, до 35 моль, и осуществление процесса при избыточном давлении до 12 атм. Недостатками способа являются большой избыток пероксида водорода, мольное соотношение (Н2O2)/(субстрат)=16, высокие энергозатраты, связанные с использованием ртутных ламп среднего давления, имеющих низкий КПД преобразования проводимой электроэнергии в энергию УФ-излучения. Технический результат изобретения – сокращение продолжительности процесса при сохранении высокой степени очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений. Технический результат достигается тем, что в способе очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений, заключающемся в комбинации обработки пероксидом водорода в присутствии железосодержащего катализатора и УФ-облучения, сточные воды, с предварительно введенным пероксидом водорода, пропускают через смесь железной стружки и углеродсодержащего материала и одновременно облучают ртутно-кварцевой лампой низкого давления. Способ осуществляют следующим образом. В исходную воду, содержащую трудноокисляемые органические соединения, в нашем случае хлорфенолы, добавляют серную кислоту до достижения водородного показателя рН В результате работы короткозамкнутого гальванического элемента Fe-C происходит растворение железа и его интенсивное окисление до Fe (II, III). При добавлении в обрабатываемую воду пероксида водорода в процессе гальванокоагуляции реализуются условия для существования системы Фентона. УФ-облучение позволяет интенсифицировать процесс, благодаря дополнительному образованию гидроксильных радикалов за счет диспропорционирования пероксида водорода и восстановления железа (III). Наблюдается синергический эффект. Способ подтверждается следующими примерами. Пример 1 (по известному способу). Модельные растворы 2-хлорфенола с исходной концентрацией 0.16 ммоль/л, с водородным показателем рН 3, подвергают гальванокоагуляционной обработке с добавлением пероксида водорода в количестве 0.96 ммоль/л, что составляет 50% от стехиометрически необходимого. Продолжительность контакта загрузки с раствором 1, 5 и 10 минут. Эффект очистки соответственно составил 48, 82, 100% соответственно. Пример 2 (по известному способу). Модельные растворы 2-хлорфенола с исходной концентрацией 0.16 ммоль/л, с водородным показателем рН 3, подвергают гальванокоагуляционной обработке с добавлением пероксида водорода в количестве 0.48 ммоль/л, что составляет 25% от стехиометрически необходимого. Продолжительность контакта загрузки с раствором 1, 5 и 10 минут. Эффект очистки соответственно составил 62, 67, 77% соответственно. Пример 3 (по известному способу). Модельные растворы 2,4-дихлорфенола с исходной концентрацией 0.16 ммоль/л, с водородным показателем рН 3, подвергают гальванокоагуляционной обработке с добавлением пероксида водорода в количестве 0.48 ммоль/л, что составляет 25% от стехиометрически необходимого. Продолжительность контакта загрузки с раствором 1, 5 и 10 минут. Эффект очистки соответственно составил 60, 63 и 65% соответственно. Пример 4. Модельные растворы 2-хлорфенола с исходной концентрацией 0.16 ммоль/л, с водородным показателем рН 3, подвергают гальванокоагуляционной обработке с добавлением пероксида водорода в количестве 0.96 ммоль/л, что составляет 50% от стехиометрически необходимого, и облучают в течение 1 и 3 минут. При этом доза облучения составила соответственно 0.37 и 1.12 кДж/см2, а эффект очистки 98 и 100% соответственно. Пример 5. Модельные растворы 2-хлорфенола с исходной концентрацией 0.16 ммоль/л, с водородным показателем рН 3, подвергают гальванокоагуляционной обработке с добавлением пероксида водорода в количестве 0.48 ммоль/л, что составляет 25% от стехиометрически необходимого, и облучают в течение 1, 3 и 10 минут. При этом доза облучения составила соответственно 0.37, 1.12 и 3.73 кДж/см2, а эффект очистки 66, 83 и 100% соответственно. Пример 6. Модельные растворы 2,4-дихлорфенола с исходной концентрацией 0.16 ммоль/л, с водородным показателем рН 3, подвергают гальванокоагуляционной обработке с добавлением пероксида водорода в количестве 0.48 ммоль/л, что составляет 25% от стехиометрически необходимого, и облучают в течение 1, 3 и 10 минут. При этом доза облучения составила соответственно 0.37, 1.12 и 3.73 кДж/см2, а эффект очистки 75, 80 и 92% соответственно. Пример 7. Модельные растворы 2-хлорфенола с исходной концентрацией 0.16 ммоль/л, с водородным показателем рН 3, подвергают облучению в течение 1 минуты с добавлением пероксида водорода в количестве 0.96 ммоль/л, что составляет 50% от стехиометрически необходимого, и без добавления. Доза облучения составила 0.37 кДж/см2, а эффект очистки 10 и 3% соответственно. Данные, свидетельствующие о преимуществе предложенного способа по сравнению с известным, приведены на чертеже. Предложенный способ по сравнению с известным обеспечивает сокращение продолжительности обработки сточных вод, содержащих трудноокисляемые органические соединения – хлорфенолы, за счет интенсификации процесса, обеспечиваемой синергическим эффектом, возникающим при дополнительном УФ-облучении реакционной смеси.
Формула изобретения
Способ очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений путем обработки пероксидом водорода в присутствии железосодержащего катализатора, отличающийся тем, что подкисленные сточные воды, содержащие пероксид водорода и кислород воздуха, пропускаемые через смесь железной стружки и углеродсодержащего материала, образующих гальванический элемент, облучают ртутно-кварцевой лампой низкого давления.
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 01.07.2008
Извещение опубликовано: 20.06.2010 БИ: 17/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
