Патент на изобретение №2162822

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ФЕНОЛСОДЕРЖАЩИХ ВОД

(57) Реферат:

Изобретение относится к способам очистки сточных вод, в частности к очистке сточных вод от фенола электрохимическим окислением. Окисление фенола ведут в бездиафрагменном электролизере под давлением кислорода при катодной плотности тока 10 мА/см². В качестве анодного материала используют графит и платину. Катодным материалом является свинец. При электролизе фенолсодержащих вод окисление фенола протекает на аноде, в объеме электролита – растворенным кислородом и на катоде – перекисью водорода, образующейся при восстановлении кислорода. Технический эффект – увеличение степени очистки от фенола, снижение расхода электроэнергии. 1 табл.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод, в частности к очистке сточных вод от фенола электрохимическим путем.

Недостатком является необходимость введения в систему пероксида водорода, являющегося ценным химическим соединением.

Известен также способ очистки фенолсодержащих вод за счет окисления фенола в катодном пространстве электролизера электрогенерируемым реактивом Фентона (H₂O₂ в присутствии Fe²⁺

Недостатком этого способа является необходимость введения в систему катализатора и использование для окисления только катодной реакции. Кроме того, недостатком этого способа является и применение мембраны для разделения катодного и анодного пространств.

Задача изобретения – интенсификация процесса окисления фенола.

Технический результат – экономичность процесса вследствие более полного использования объема электролизера.

Технический результат достигается за счет того, что окисление ведут в бездиафрагменном электролизере под давлением кислорода при катодной плотности тока 10 мА/см², при этом обезвреживание фенола протекает на обоих электродах и в объеме раствора.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Электролиз проводится в автоклаве, изготовленном из коррозионно-устойчивого титанового сплава. На крышке автоклава закреплены вентили для впуска и выпуска газа и изолированные друг от друга электроды. В стеклянный стакан, помещенный в автоклав, наливают очищаемую от фенола воду (например, термальную), подают кислород из баллона под давлением, раствор перемешивают на магнитной мешалке. При установившемся давлении кислорода к системе подключается постоянный ток. В качестве анодного материала использовали графит и платину. Катодным материалом является свинец. В автоматическом режиме в автоклав подают насыщенную кислородом воду. Катодная плотность тока – 10 мА/см², анодная – 0,2 А/см². При электролизе фенолсодержащих вод по предлагаемому способу окисление фенола протекает на аноде, в объеме электролита растворенным кислородом и на катоде – перекисью водорода, образующейся при восстановлении кислорода.

Выбор анодной плотности тока связан с производительностью процесса. При плотности тока выше 0,2 А/см² раствор разогревается, степень очистки снижается; при плотности тока ниже 0,2 А/см² производительность электролизера низкая.

При катодной плотности выше 10 мА/см² выходы по току перекиси водорода падают и степень очистки от фенола снижается.

Пример 1. Электролиз проводили в стеклянном стакане, помещенном в автоклав. В электролизер наливали термальную воду с концентрацией по фенолу 12,4 мг/л. Катод – свинец, катодная плотность тока – 10 мА/см², анод – графит, анодная плотность тока – 0,2 А/см². Температура 25^oC, давление кислорода 1 МПа. Степень очистки 94,3%.

Очистка вод от фенола протекает за счет следующих электродных реакций:
катодные:
O₂ + H₂O + 2e = H₂O₂ + 2OH^–
C₆H₅OH + 14H₂O₂ = 6CO₂ + 17H₂O
анодные:
2H₂O – 4e = O₂ + 4H⁺
C₆H₅OH + 11H₂O – 28e = 6CO₂ + 28H⁺
В объеме электролизера фенол окисляется растворенным кислородом:
C₆H₅OH + 7O₂ = 6CO₂ + 3H₂O
Пример 2. Электролиз проводится по п. 1 с тем отличием, что анод – платина. Степень очистки 98,4%.

В таблице показано влияние давления на степень очистки термальных вод от фенола. Так при повышении давления от 0 до 1,0 МПа при использовании платинового анода степень очистки возрастает от 65,3 до 98,4%.

Из таблицы видно, что от материала анода степень очистки зависит незначительно и поэтому можно использовать в качестве анодного материала вместо дорогостоящей платины более дешевый и доступный графит.

Предлагаемый способ обладает рядом преимуществ:
1. Конструкция электролизера упрощается за счет того, что электролиз проводится без диафрагмы.

2. Расход электроэнергии уменьшается из-за отсутствия диафрагмы и регулятора давлений в анодной и катодной камерах.

3. Увеличивается степень очистки от фенола.

Формула изобретения

Способ очистки фенолсодержащих вод электролизом, отличающийся тем, что окисление фенола ведут в бездиафрагменном электролизе под давлением кислорода при катодной плоскости тока 10 мА/см², при этом обезвреживание фенола протекает на обоих электродах и в объеме раствора.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 19.11.2005

Извещение опубликовано: 20.11.2006 БИ: 32/2006