Способ очистки сточных вод от органических примесей Советский патент 1987 года по МПК C02F1/28 C02F1/28 C02F101/30 C02F103/14 C02F103/24 C02F103/30 C02F103/34 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от органических примесей, конкретно от т рудноокисляё мых органических красителей и синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), а также к получению адсорбентов для их очистки и может быт использовано в целях глубокой очистки сточных вод красильно-отделочных производств текстильной, кожевенной и трикотажной промышленности, предприятий бытовой химии.

Целью изобретения является повьтше ние степени очистки сточных вод от органических примесей в многоцикличном режиме,

П р и и е р 1. Приготовление адсорбента-катализатора для осуществления процесса,

В Ka4ectBe носителя адсорбента- катализато)а используют силикагель гранулированный с размером гранул 1-3 мм. Адсорбент-катализатор готовят по известнбй методике. Силикагель су- шат в течение 2 ч при 150 С, затем пропитывают раствором солей а,ктивных компонентбв. Пропиточный раствор содержит 120 г/л смеси нитратных солей Ni, Си, Со.

Пропитку носителя проводят, погружая его в раствор солей Ni,Cu,Co из расчета один объем раствора на один объем носителя и выдерживая при в течение 70 мин при периодическом перемешивании. За это время практически вытесняется весь воздух, что предотвращает разрушение носителя при последующей термообработке. Для равномерного распределения активных компонентов на поверхности носи- теля последний выдерживают в растворе 3-4 ч при 80-90°С, затем раствор упаривают. После этого носитель с ак- тивньии компонентами прокаливают при ЗОО-ЗЗО С в течение 2,5-5 ч до полного прекращения выделения окислов азота. Общее содержание суммы оксидов 4-6 мас.%/ Оптимальный адсорбент-катализатор получают из раствора концентрацией, г/л: N(N0,,), 60; Cu(NOj) 3&; Co(NO)j 24.

Для определения необходимой концентрации суммы оксидов на силикаге- ле проводят опыты по очистке сточных вод от красителей и спав. Опыты проводят в лабораторных условиях на установке. В реактор .с коаксиально расположенным фильтром, заполненным

0

0

5

сорбентом-катализатором, заливают предназначенный для очистки сток так, что уровень воды на 1-2 см вьшзе уровня катализатора. Для аэрирования стока и создания циркуляции очищаемой, воды через неподвижный адсорбент-катализатор в реактор через патрубок, компрессором нагнетают воздух. Для достижения требуемого эффекта очистки сточных вод, содержапщх органические красители и СПАВ, с общ ей кон- центрацией органических загрязнений по ХПК 140 мг/л и СПАВ 20 мг/л, про- 5 водят данный процесс (вьщеление органических загрязнений на поверхность адсорбента-катализатора) в течение 6 мин. При этом объем адсорбента-катализатора в реакторе составляет 9,5 л, объем обрабатываемьпс сточных вод 4,8 л. Данный объем адсорбента- катализатора позволяет без ухудщения качества сорбата осуществлять десять 6-минутных циклов, т.е. очищать 48 л сточных вод. После окончания десятого цикла в обработанную сточную воду добавляют раствор 30%-ной перекиси водорода из расчета 5 мг на 1 мг адсорбированных органических загрязнений и аналогичным образом в течение промежутка времени, необходимого для полного разложения перекиси водорода, окисляют хемосорбиро- ванные органические загрязнения.После зтого процесс повторяют с регенерированным адсорбентом-катализатором. Концентрацию суммы оксидов при получении адсорбента варьируют в пределах 2-9 мае.%, меняя концентрацию пропиточного раствора от 50 до 200 г/л смеси нитратных солей с соотношением NiCNOj) : Си(N03)2 : : CoCNO) 2,5 : 1,5 : I . При этом полученный адсорбент-катализатор содержит 1-10 мас.% активных компонентов с содержанием оксидов,%: Ni 55; Си.30; Со 15.

Результаты эксперимента представлены в табл.1.

5

0

5

Как видно из табл.1, необходимая концентрация суммы оксидоа на силика- геле составляет 4-6 мас.%. Увеличение концентрации активных компонентов (свьше 6 мас,%) приводит к уменьшению сорбционной емкости адсорбента-катализатора и, как следствие, к снижению эффекта очистки сточных вод. Кроме того, с увеличением количества активных компонентов происходит снижение степени регенерации адсорбента-катализатора из-за уменьшения удельной поверхности катализатора и изменАия структуры вследствие забивания пор.

При концентрации активных компонентов менее 4-6 мас.% степень регенерации адсорбента-катализатора значительно понижается, что приводит к уменьшению полных циклов очистки и, в конечном итоге, к преждевременному отравлению адсорбента-катализатора.

Пример2. В условиях примера 1 проводят определение необходимого состава суммы оксидов никеля, кобальта и меди на силикагеле.

Результаты этих экспериментов представлены в табл.2.

Как видно из табл.2, лучшие результаты получают при следующем составе оксидов,%: Ni 50-60; Со 10-20; Си 25-35. Это объясняется тем, что при уменьшении содержания той или .иной примеси уровень Ферми всегда подтягивается к середине запретной зоны. Увеличение концентрации примесей вызьта ет монотонное смещение уровня Ферми. Следовательно, по мере увеличения концентрации примесей они выступают то как яд, то как промотор по отношению к той же реакции.

Примерз. С целью определения оптимальной дозы перекиси водорода, необходимой для окисления адсорбированных органических примесей,проводят эксперименты по примеру 1. В качестве адсорбента-катализатора используют тройную смесь оксидов на силикагеле следующего состава,%: Ni 55; Со 15; Си 30.

Влияние дозы перекиси в.одорода на эффективность очистки сточных вод и степень регенерации адсорбента-катализатора, показано в табл.З.

Как видно из табл.З, лучшие результаты получают при соотношении дозы перекиси водорода к единице адсорбированных органических примесей 4,5-5 мг/мг адсорбированных загрязнений. При соотношении дозы перекиси водорода больше 5 мг/мг степень регенерации растет незначительно и происходит перерасход дорогостоящего реагента. Кроме того, несколько снижается и эффективность очистки сточных

вод, что связано- с непропорциональностью скоростей разложения перекиси водорода и каталитического окисления органических загрязнений.

Таким образом, благодаря предварительному концентрированию органических красителей и СПАВ на сложном адсорбенте-катализаторе с предлагаемым процентным соотношением компонентов и последующему разложению их перекисью водорода достигается 95-96% снижение бихроматной окисляемости при одновременной постоянной регенерации адсорбента-катализатора.

П р и м е р 4. Для сравнительной проверки предлагаемого способа с известным сточные воды, содержащие красители и СПАВ, подвергают обработке

в следующих режимах.

По известному способу сточную воду, содержащую красители и ПАВ и имеющую ХПК 140 мг/л, обрабатывают озоном (концентрация 40 г/м ), а затем фильтруют через активированный уголь АГ-3 крупностью 3-5 мм и высотой загрузки 1,0 м со скоростью 10 м/ч.

По предлагаемому способу ту же

исходную сточную воду обрабатывают по примеру 1 в каталитическом реакторе адсорбентом-катализатором, который представляет собой силикагель, модифицированный оксидами Co,Cu,Ni следующего состава,%: Ni 55; Си 30; Со 15, а также с использованием известного адсорбента при проведении процесса очистки в предлагаемом режиме аналогично примеру 1. Известный адсорбент-катализатор содержит 24 мас.% хромита меди на снликагеле, его получают пропиткой силикагеля КСК избытком раствора бихромата меди и последующими сушкой и прокаливанием до образования шпинели.

Усредненные данные этого эксперимента сведены в табл.4.

Как видно из табл.4, предлагаемые адсорбент-катализатор и режим проведения очистки сточных вод по всем технологическим показателям превосходят известные. Степень очистки возрастает в среднем на 35-40%, а сте- пень регенерации на 20%, что в конечном итоге обеспечивает возможность проведения около 200 циклов очистки сточных вод, по сравнению с известным способом.

513283006

Формула изобретения щем их количественном соотношении в

смеси, мас.%:

1, Способ очистки сточных вод лп

„ „ Оксид никеля 50-60

органических примесей, включающий их ос ос

i- VОксид меди 25-35

адсорбционное поглощение и окисление, 5 кобальта 10-20 отличающийся тем, что,

с целью повышения степени очистки ва окисление ведут перекисью водорода

многоцикличном режиме, адсорбционноепосле поглощения примесей, поглощение ведут на композиционном 2. Способ поп.1,отличаюадсорбенте на основе силикагеля, со- fOщ и и с я тем, что перекись водородержащем 4,3-6,1 мас,% смеси оксидовда берут в количестве 4-5 мг/мг адсорникеля, меди и кобальта, при следую-бированньк примесей.

Таблица 1

Концентрация 2,2 3,1 4,3 5,4 6,1. 7,4 8,6 9,3

активных компонент;ов, мас.%..

Эффективность.

очистки по.

ХПК, % 81,4 85,6 95,3 96,0 95,8 90,1 83,4 74,2

Степень регенерации адсор- бента-катали-

затора, %51,2 68,9 94,2 94,7 94,7 86,2 86,3 86,4

Количество полньпс циклов без изменения

эффекта очистки 18 36 196 198 196 183 156 140 и степени регенерации ад- сорбента-ката- лизатора

Эффективность

очистки по,

ХПК, % 94,1 96,2 94,6 87,9 96,1 95,2 93,8 95,2 89,2

Степень регенерации адсорбента- катализатора, . d. i 74 , 89 71 90 95 92 94 93 64

89,3 94,194,694,7

94,3 94,796,295,8

ХПК

140

Интенсивность

Редактор Н.Гунько

Составитель Л.Ананьева Техред М.Ходанич

Заказ 3446/25Тираж 850Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Таблица 3

94,894,9

94,691,2

Таблица4

78

81,2

96,0

Корректор А. Тяско

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от органических примесей и позволяет повысить на 7-15% степень очистки сточных вод в многоцикличном режиме. Адсорбционное поглощение органических примесей ведут на новом адсорбенте, содержащем в качестве основы пористый сили- кагель, а в качестве промотирующих добавок смесь оксидов поливалентных металлов - кобальта, никеля и меди в количестве 4,3-6,1 мас.% при следующем их количественном соотношении в смеси, мас.%: оксид никеля 50-60} оксид меди 25-35; оксид кобальта 10-20. Затем окисляют примеси перекисью водорода в количестве 4 5 мг/мг адсорбированных примесей. 1 з.п.ф-лы 4 табл. i