Способ очистки сточных вод от @ -пиколина Советский патент 1983 года по МПК C02F1/72 C02F1/72 C02F101/30 C02F103/36 

Изобретение-отлосится к способу очистки промьпиленных сточных вод, содержащих -пиколин, и может быть использовано в химической и фармацевтической- промьшшеннос.ти, .в .частности в производстве антибиотиков, красителей химических реактивов, где сточйые воды сбрасывают; с высоким содержанием -пиколина.

у -Пиколи.н используется в произ водстве 2Г пиридинальноксина, Сточные воды этого производства содер.жат от 10 до 20 г/л не вступившего в реакцию - --пиколина, который не утилизируется.

у-Пиколин в нормальных условиях .является жидкостью со специфическим запахом, пары которой оказывают сильное, раздражающее действие,

Сведения о предельно допустимой концентрации (ПКД) уг-пиколина для биохимического окисления и в воде

Гводоемов отсутствуют. По химическим свойствам -дг-пиколин аналогичен своему изомеру ot-пиклину, предельно допустимая концентрция которого в воде водоемов составляет 0,05 мг/л ClJ.

Максимальная концентрация с -пиклина в сточных водах, подаваемых на биологические очистныесооружения, не должна превышать 1 мг/л.

На различных предприятиях сточны воды, содержащие значительное количество -пиколина, без предвари- , тельной обработки поступают на биологические очистные сооружения. Содержащийся в сточных .водах в больиги концентрациях Пиколин биохимически полностью не разрушается, а проходит транзитом, и, в конечном итоге, сбрасываемая сточная вода загрязняет водоем дг-пиколином. Накопление тйксичного вещества в водоеме или водостоке оказывает губителное действие на растительный и животный мир. Поскольку большие концентрации тг-пиколина оказывают отрицательное влияние на работу биологических очистных сооружений, проблема очистки сточных вод от jT-пиколина является весьма актуальной .

Известно, что для частичного обезвреживания сточных вод с высоким содержанием -г-пиколина, подаваемых на биологические очистные . сооружения, необходимо разбавление сточных вод в 10000-20000 раз, доводя остаточную концентрация у-пиколина не более, чем 1 мг/л, и лишь после разбавления производят биологическую очистку. Однако известный способ не решает проблемы очистки сточных вод от -пиколина и его полезного применения, ведет к большим расходам технологической

воды, требует наличия больших емкостей и плошадей для их размеиения. J- -Пиколин является производньтм пиридина и аналогичен пиридину по ряду физико-химических свойств. Для Обезвреживаниясточных вод от пиридина и аналогичных ему веществ, напри1чер ч-пиколина, возможно использование известного способа, согласно которому очистку сточных .вод от пиридина и аналогичных ему примесей производят экстракцией органическим раствори.телем, например смесью одноатомных фенолов, крезолов или ксиленолов t2.

Органический слой отделяют, промывают водным раствором щелочи или, кислоты, а затем ведут промывку водой. Экстракт после промывки высушивают и отгоняют растворитель.

.Недостатком известного способа, который в принципе возможно было бы применить и для выд.еления из сточныХ вод --пиколина,, является значительный расход -экстрагента,. так к,ак экстракцию ведут неоднократно, в.ысокая ТОКСИЧНОСТЬ , используемых в качестве экстрагента органичес-ки.х . растворителей, растворение экстрагета в воде и, наконец, образование в процессе экстракции органического слоя, представляющего собой сконцентрированную смесь фенола, -пиколина и других примесей, не. имеющего применения. . .

Таким- образом, для осуществления способа необходима усложненная технлогическая схема очистки, что ведет к существенному удорожанию процесса..

Цель изобретения - повыиение степени очистки и экономичности процесса путем получения из у -пиколина полезного вещества - изоникотиновой кнслоты.

Поставленная цель дос.тигается тем, что согласно способу очиетки сточных вод от -пиколина, с.точные воды обрабатьтвают избытком перманганата калия, взятом в избыточном количестве, при 90-95°С в течение 1,5-2 ч, после чего смесь сточной воды фильтруют, фильтрат отгоняют, подкисляют его до рН 3-4, охлаждают и отфильтровывают кристаллы образовавшейся изоникотиновой кислоты.

Причем перманганат калия берут в 1,1-1,5-кратном избытке по отношению j стехиометрическому, а фильтрат после отгонки подкисляют концентрированной минеральной кислотой, например соляной.

После отделения изоникотиновой кислоты фильтрат подают на биологическую очистку, а отгон с неокислившимся у-пиколином возвращают

обратно в процесс. Обработка сточных вод, содержаших у-пиколин перманганатом калия обеспечивает превращение г-пиколина под воздействием такого сильного окислителя в соль пиридин-4-карбоно вой кислоты, которую легко вьщелить затем из раствора при подкислении -в виде кристаллов пиридин-4-карбоно вой кислоты. Окисление -у-пиколина в присутст вии избытка перманганата калия обес печивает более высокий выход полезного продукта. Поддерживание температуры в интервале У0-95-® в течение 1,5-2ч благоприятствует прохождению реакции и обеспечивает макси.мальное окисление j; -пиколина до к1арбрновой кислоты. Для- выпадения л кристаллов пиридин-4-карбоновой кислоты в остатке после отгона доводят реакцию среды до рН 3-4. Способ осуществляют следующим образом. . Лодлежащие очистке сточные воды содержащие д -пиколин, подают в реа тор, где нагревёиот их до 90-95®С, одновременно обрабатывают избытком перманганата калия. При указанной температуре выдерживает 1,5-2 ч. ;Перманганат калия берут в 1,1- 1,5-кратном избытке по отношению к стехиометрическому. При указанной температуре при обработке перманга натом .калия происходит окисление 1р -пиколина в пиридкн-4-карбоновую кислоту, при этом образуется шлам, являющийся двуокисью марганца, За-г тем смесь.сточной воды фильтруют, ,например, через бельтинговое пятно. При фильтра1Д1и иЛам задерживаю .часть фильтраста отгоняют для получения концентрированного раствора, после чего подкисляют концентрированной соляной кислотой до рН 3-4 для выпадения кристаллов пиридин-4 карбоновой кислоты, а после охлаждения до комнатной температуры (20-22 ) вновь фильтруют и при это выделяют кристаллы образовавшейся .пиридин-4-карбоновойкислоты. Фильтрат после отделения кристаллов пиридин-4-карбоновой кислоты подают известным способом на . биологическую очистку. В результате такой обработки из сточной воды выделяют до 60% у-пиколина в виде кристаллов пиридин-4-карбоновой- кислоты, которая может быть использована для синтеза ле-карственных препаратов. Остальная часть у-пинолина отгоняется из сточной воды и возвращается обратно в реактор, а фильтрат, содержащий следы у-пиколина, подают на биологическую очистку. После очистки из- . вестными способами на .биологических очистных сооруженияхводы могут быть сброшены в водосток (реку, так как они не содержат у-пиколина и не оказывают токсического воздейг ствия на состояние водиых организ- мов, или прошедшие такую обработку воды Могут быть повторно использоваиы в технологическом производстве. . ; - - . Пример 1. В сточную воду, содержащую 5 г/л у-пиколина, добавляют 0,0804 моль перманганата калия из расчета 1 на 500 W1 сточной воды, вагревают до 90-95 , выдерживают при нагревани 1,5-2 ч, фильтруют, отгоняют 2/3 фильтрата, подкисляют соляной кислотой до рН 3-4, охлаждают и отфильтровывают, кристаллы пиридин-4-карбоновой кислоты. Пример 2. Сточную воду, содержащую 10 г/л у-пиколииа, обрабатывают так же, как в примере 1, На 500 мл- сточной воды добавляют 0,16 моль перманганата калия, . П р и м е р 3. Сточную воду, содержащую 25 г/л -у-пиколина обрабатывают так же,, как в примере 1. На 500 мл сточной воды добавляют 0,402 моль перманганата калия. Результаты обработки сточной воды, содержащей у-пик6лйн, приведены в таблице.

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ --ЛИКОЛИНА, О Т л и ч/а ю И и и с я тем, что, с целью повышения степени очистки и экономичности процесса путем получения из у тпиколина изоникотиновой кислоты, сточную ВОДУ обрабатывают избытком перманганата калия при 90-95°С в течение 1,5-2 ч, после чего смесь сточной воды фильтруют, фильтрат отгоняют, подкисляют до рН 3-4, охлаждают, и отфильтровывают кристаллы образовавшейся изоникотиновой кислоты. 2.Способ по П.1, о т л и ч а ющ и и с я . тем, что перманганат калия берут 1,1-1,5-кратном избытке по отношению к стехиометрическому. 3.Способ по п. 1, отличают и и с я тем, что фильтрат после отгонки подкисляют концентрированной минеральной кислотой, например соляной. 4.Способ по П.1, отличающийся тем, что фильтрат после отделения изоникотиновой кислоты пр- S дают на биологическую очистку. 5.Способ по П.1, отличающийся тему что отгон с неокислившимея 1р-пиколином возвращают Обратно в процесс.

2590

2,0 5250 42

8,4 10510 10,5 13190

100

92,8

,62,0

Следы 100 93,5 64,5 То же 93,1 100 65,2 93,8 100 65,0 5103 Как видно изтаблицы, в результате обработки, показанной в примерах 1-3 в сточной воде остаются следы 1 -пиколина. Эффект очистки от пиколина составляет практически liDO%, Кроме того, в результате обработки таких сточных водполучают в качестве продукта пиридин-4-карбоно йую кислоту,которая может быть использована для получения лекарственных препаратов, что повышает эффективность такого способа очистки и окупает часть затрат на сооружения.устройств, осуществляющих пред5лагаемый способ очистки сточных вод от - пиколина. Применение изобретения повьзшает экономичность очистки за счет принципиального .упрощения процесса снижения j -пиколина в сточной воде путем исключения наиболее трудно осуществимых технологических стадий многократной дистилляции для извлече ния органического вещества; использования перманганата калия - более дешевого реактива, чем применяема.я в известном способе смесь крезола и ксиленола.