Способ очистки сточных вод от алифатических кислот Советский патент 1989 года по МПК C02F1/469 C02F1/30 C02F1/469 C02F101/30 C02F103/30 C02F103/34 

1 Изобретение относится к способам

очистки сточных вод и может быть использовано для очистки стоков заводов по производству ацетатного волокна, химических, текстильных и других производств, содержащих уксусную, муравьиную, пропионовую и др. кислоты алифатического ряда.

Цель изобретения - снижение удельных энергозатрат.

Пример 1 . Сточную вдду-, содержащую 100 мг/л уксусной кислоты, пропускают со скоростью 0,78 л/ч через среднюю камеру 3-камерного электродиализатора, содержащую смесь катионита и анионита в соотношении 1:1. Скорость переноса ацетат-ионов через мембраны и скорость разложения их под действием ионизирующего излучения q 1,3 мг/мин. Раствор из анодной камеры электродиализатора в режиме непрерывной циркуляции подают под пучок ускоренных электронов при средней мощности дозы в облучаемом объеме раствора 1,1 -103 рад/с. Концентрация ацетат-ионов в циркуляционном контуре С k 20 мг/л или 20% от исходной концентрации кислоты в сточной воде. При степени очистки поглощенная доза излучения равна 5,2 Мрад. Снижение энергетических затрат по сравнению с прототипом отсутствует.

Пример 2. Сточную воду обрабатывают как в примере 1, но со скоростью пропускания сточной воды через среднюю камеру электродиали- затора 0,9 л/ч, при этом q 1,5 мг/мин, С к 25 мг/л или 25% от исходной концентрации. При степени очистки 99% поглощенная доза излучения равна 4,4 Мрад. Снижение энергетических затрат по сравнению с прототипом составляет 1,18 раз.

Примеры 3-8. Обработку СВ проводили по схеме примеров 1-2. Полученные результаты представлены в таблице.

Известно, что сточные воды являются разбавленными водными раствора$

(Л

d

Јъ 4

СО 4 Ю Ю

ми и разложение загрязнений в них под действием ионизирующего излучения обусловлено косвенным действием - взаимодействием загрязнения с первичными продуктами радиолиза воды. Процесс радиационного разложения уксусной кислоты при этом подчиняется уравнению первого порядка и до 80-90% разложения скорость процесса практи- чески постоянна. Однако на конечном участке кинетических кривых разложение существенно замедляется потому, что в растворе накапливаются промежуточные продукты радиолиза уксусной кислоты (например, формальдегид, муравьиная кислота и др.), которые конкурируют с уксусной кислотой за первичные продукты радиолиза воды (е, ОН, И, НО Ј и др.), выход ко- торых постоянен. А так как концентрация уксусной кислоты в воде снижена уже на порядок, то такая конкуренция приводит к тому, что для разложения оставшейся в количестве 10-20% требуется доза излучения в 2-3 раза больше, чем для разложения основной части загрязнения (80-90% CHjCOOH), т.е. основанная доля энергетических затрат приходится на конечный участок кинетических кривых, так называемый кинетический хвост.

Поэтому простое концентрирование разбавленного раствора уксусной кислоты практически не дает выигрыша в энергетических затратах при радиационной очистке, так как не снимает проблемы доочистки раствора на конечном участке кинетических кривых процесса разложения уксусной кислоты.

Для повышения эффективности радиационного метода очистки, а значит для снижения удельных затрат энергии ионизирующего излучения, необходимо, чтобы ионизирующее излучение действо- вало на CHjCOOH только на начальном участке кинетической кривой и не тратилось с незначительной эффективностью на кинетическом хвосте.

С другой стороны, обычный электродиализный метод очистки позволяет очищать сточную воду в обессоливающих ка- - мерах электропиаяизатора за счет повышения концентрации загрязнения в воде рассольных камер, т.е.загрязнения переносятся через мембраны диализатора из одного раствора в другой, но остаются неизменными, а значит при этом не

0 5 0

5 0

с

0

решается проблема снижения загрязнения окружающей среды.

Введение рассольных камер электродиализатора в единую циркуляционную систему с радиационно-химическим аппаратом, в котором происходит радиационное разложение- уксусной кислоты, позволяет устранить недостатки и радиационного и электродиализного методов очистки стоков.

Одновременно с непрерывной очисткой, поступающей в обессоливающие камеры диализатора сточной воды, происходит радиационное разложение загрязнений, которые подаются через мембраны под пучок электронов с постоянной концентрацией и, значит, разложение ацетата происходит все время на определенном (обычно начальном) участке кинетических кривых. При этом производительность электроди- ализатора тоже повышается ввиду постоянного снижения концентрации ацетата в рассольных камерах или, что то же самое, ввиду поддерживания постоянной концентрации ацетата и в рассольных камерах, т.е. в системе устанавливается динамическое равновесие количества ацетата, перешедшего из обессоливающей камеры в рассольные, и количества Ацетата, разложившегося под действием ионизирующего излучения. Образующиеся при разложении ацетата промежуточные продукты радиализа не попадают в очищаемую воду, а циркулируют под пучком электронов до своего полного разложения до СО i и 1ЦО.

Концентрация ацетата в зоне облучения должна быть не ниже 25% от его исходной концентрации (как следует из эксперимента), и чем она будет выше, тем будет больше выигрыш по сравнению с прототипом (при одинаковой степени очистки). С увеличением степени очистки выигрыш будет увеличиваться, так как при этом удлиняется конечный участок кинетических кривых чисто радиационного разло-. жения.

Кроме того, при электрод.иализе продукты деструкции каркаса ионообменных смол и мембран и продукты жизнедеятельности развивающихся на них микроорганизмов.вызывают отравление ионитов и мембран. Процесс циркуляции раствора из рассольных камер под пучком электронов, во-первых, дезинфицирует воду и защищает соприкасающиеся с ней мембраны от микрофлоры, во-вторых, продукты деструкции ионитов и мембран разлагаются под действием-ионизирующего излучения, что снимает проблему отравления ионитов и мембран в электродиализной очистке.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить удельные затраты энергии ионизирующего излучения до 4,9 раз; сократить время обработки при сохранении той же степени очистки; при необходимости повысить степень очистки до требуемой величины.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от алифатических кислот, включающий об-- лучение ионизирующим излучением, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, исходную сточную воду пропускают через

камеру обессоливания электродиализатора, а облучению ионизирующим излучением подвергают раствор из рассольной камеры, при этом концентрацию анионов в облучаемом растворе

поддерживают не ниже 25% от.концентрации кислоты в исходной воде.

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано для очистки стоков заводов по производству ацетатного волокна. Цель изобретения состоит в снижении энергозатрат и сокращении времени обработки за счет того, что сточную воду подают в среднюю камеру трехкамерного электродиализатора, а облучению подвергают раствор из анодной камеры, при этом концентрацию анионов в облучаемом растворе поддерживают не ниже 25% от концентрации кислоты в исходной воде. 1 табл.