СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ ФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ СМОЛЫ Российский патент 1996 года по МПК C02F1/28 

Изобретение относится к химии и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности в качестве природоохранительных мер, направленных на очистку сточных вод от формальдегида.

Известен способ очистки сточных вод от формальдегида аммиачной водой [1]
Продукты взаимодействия формальдегида с аммиаком нетоксичны. Однако используемый аммиак относится к токсичным веществам, работа с которыми требует дополнительных охранных мер и усложненного оборудования. Следует учесть, что ПДК аммиака среднесуточная составляет: ПДКсс=0,04 мг/м³.

Известны способы очистки сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности путем использования сернокислого аммония, причем технология предусматривает использование кислорода [2] Для очистки этих вод используют также флокулянты, например сополимер винил-пиролидона с винилглициновым диэфиром этиленгликоля [3] олигопептид-2-аминоэтилвинилового эфира [4]
Однако эти способы многостадийны и требуют дорогостоящих растворов.

Известен адсорбционный способ очистки сточных вод от формальдегида гранулированными активными углями из лигнина, требующий предварительной очистки сточных вод методом аэрации сжатым воздухом [5] Этот способ является наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению.

Недостатком этого способа является наличие высоких энергетических затрат для получения лигнинового активного угля, меньшая механическая прочность этого угля в сравнении с активными углями, многостадийность процесса очистки сточных вод, усложняющих и удорожающих технологический процесс очистки.

Как известный, так и предложенный способ предполагают обработку, а затем применение адсорбента.

Основной задачей, поставленной и разрешенной в данном изобретении, является разработка дешевого и безопасного способа снижения токсичности сточных вод деревообрабатывающего предприятия, образующихся при производстве карбамидоформальдегидных смол и их использовании. Количество карбамидоформальдегидной смолы в этих сточных водах достигает 20% Очистка сточной воды от формальдегида проводится с целью ее слива в канализацию, а не общепринятого вывоза ее в отвал за город, так как содержание формальдегида в сточной воде без предварительной очистки варьируется от 1000 до 30000 мг/л, что существенно превышает допустимую концентрацию формальдегида в канализационных водах (1000 мг/л).

Для решения этой задачи сточные воды, содержащие формальдегидные смолы, отстаивают до разделения их на смольную и надсмольную фракции, затем в надсмольную воду вводят адсорбент, выдерживают, отделяют жидкую фазу в виде конечного продукта, при этом в качестве адсорбента в надсмольную воду вносят вначале активированный серной кислотой глинистый минерал в количестве 30-40 кГ на 1 м³ надсмольной воды, смесь выдерживают в течение 18-30 мин, затем добавляют кристаллический карбонат аммония в количестве 14-16 кГ на 1 м³ надсмольной воды и повторно выдерживают в течение 3-5 мин.

Приготовление адсорбента заключается в смешивании глины и серной кислоты из расчета 58,8 г Н₂SО₄ на 100 г глинистого минерала, ее термообработке при 98^оС в течение 6 ч.

Концентрация формальдегида в сточной воде определялась комплексным сульфитно-потенциометрическим методом.

В результате введения в сточную воду активированной глины происходит адсорбция формальдегида на ее поверхности. Остаточное количество формальдегида взаимодействует с кристаллическим карбонатом аммония, добавляемым в надсмольную воду после адсорбционного процесса.

Сточная вода может быть практически полностью очищена от формальдегида при добавлении карбоната аммония в отсутствии активированной глины. При этом расходуется в 5 раз больше кристаллического карбоната аммония. Несмотря на одинаковую эффективность очистки сточных вод от формальдегида солями аммония (карбонатом, роданидом, хлоридом) в качестве нейтрализатора выбран карбонат аммония ввиду образования нетоксичных продуктов реакции формальдегида с этой солью воды, углекислого газа и уротропина (гексаметилентетрамина). Последний используется во многих производствах и медицине.

Способ осуществляют следующим образом.

Сточные воды выдерживают в соответствующем объеме до разделения ее на две фракции: смольную (твердую) и надсмольную (жидкую). Обычно это занимает 1,5-2,0 ч. Смольную часть удаляют, а в надсмольную часть вносят активированный серной кислотой глинистый минерал в количестве 30-40 кГ на 1 м³. Смесь выдерживают в течение 18-20 мин, затем добавляют кристаллический карбонат аммония в количестве 14-16 кГ на 1 м³надсмольной воды и повторно выдерживают в течение 3-5 мин, отделяют жидкую фракцию, годную для слива в канализацию.

П р и м е р 1. Приготовлено шесть растворов надсмольной воды с различным содержанием активированного глинистого минерала (см. табл. 1).

Степень очистки сточных вод (%) определяется по разности концентраций формальдегида в сточной воде до введения глинистого минерала в сточную воду и после контакта глины со сточной водой
η 100%
Исходя из данных табл. 1 наиболее высокая степень очистки сточной воды от формальдегида наблюдается при введении в надсмольную воду от 30 до 40 кГ активированной глины на 1 м³ сточной воды.

П р и м е р 2. Приготовлено шесть растворов надсмольной воды с постоянным количеством активированной глины 40 кг/м³. Время контакта глины со сточной водой изменяется от 0,2 до 0,6 ч. Полученные данные приведены в табл. 2.

Таким образом, оптимальный диапазон контакта глины со сточной водой составляет 0,3-0,5 ч.

П р и м е р 3. Приготовлено шесть растворов надсмольной воды, в каждый помещено 40 кг/м³ активированной глины и определенная масса кристаллического карбоната аммония в кГ на 1 м³ надсмольной воды для ее доочистки от формальдегида. Данные представлены в табл. 3.

Практически полная нейтрализация формальдегида происходит при добавлении 14-16 кГ карбоната аммония в 1 м³ надсмольной воды.

П р и м е р 4. Приготовлено шесть растворов надсмольной воды, в каждый помещено 16 кГ карбоната аммония на 1 м³ надсмольной воды. В эти растворы введено 40 кГ активированной глины (на 1 м³ сточной воды). Время контакта этой соли со сточной водой невелико. Оптимальный временной диапазон приведен в табл. 4. Он равен 3-5 мин.

Таким образом, при последовательном введении 30-40 кг/м³активированной серной кислотой глины и через 0,3-0,5 ч 14-16 кг/м³кристаллического карбоната аммония надсмольные воды практически полностью очищаются от формальдегида (с учетом чувствительности метода определения формальдегида), что позволяет сливать надсмольную воду в канализационную сеть. Все вышеизложенное доказывает достижение поставленной цели.

Использование: для очистки от формальдегида сточных вод, образующихся в деревообрабатывающей промышленности для слива их в канализацию. Сущность изобретения: способ включает выдерживание сточных вод до разделения их на смольную и надсмольную фракции, введение в надсмольную фракцию активированного серной кислотой глинистого минерала в количестве 30-40 кГ на 1 м³, выдерживание смеси в течение 18-30 мин с последующим добавлением кристаллического карбоната аммония в количестве 14-16 кГ на 1 м³ надсмольной воды. После повторного выдерживания в течение 3-5 мин жидкую фазу отделяют для слива в канализацию. 4 табл.

Способ очистки сточных вод, содержащих формальдегидные смолы, для слива в канализацию, включающий их обработку с последующим введением в воду адсорбента, выдерживание и отделение жидкой фазы в виде конечного продукта, отличающийся тем, что обработку сточных вод ведут путем отстаивания до образования двух фракций, смольной и надсмольной, смольную фракцию удаляют, а в надсмольную воду в качестве адсорбента вносят сначала активированный серной кислотой глинистый минерал в количестве 30 40 кг на 1 м³, смесь выдерживают в течение 18 30 мин, затем добавляют кристаллический карбонат аммония в количестве 14 16 кг на 1 м³ надсмольной воды и повторно выдерживают в течение 3 5 мин.