Способ очистки сточных вод анилинокрасочного производства от органических соединений Советский патент 1990 года по МПК C02F1/78 C02F1/78 C02F101/30 C02F101/38 C02F103/14 

Изобретение относится к способам очистки промышленных сточных вод, имеющих высокую концентрацию трудноокисляемых органических соединений, в частности сточных вод анилинокра- сочного производства и красильных цехов, загрязненных анилином и его производными .

Цель изобретения - упрощение способа, повышение степени очистки, обеспечение полного использования озона при сохранении высокой степени очистки от анилина.

Поставленная цель достигается обработкой по следующей схеме. Для

осуществления способа сточную воду при необходимости осветляют в отстойнике или на фильтре для отделения взвешенных веществ, присутствующих в исходных стоках и влияющих на эффективность озонирования. Далее в воду дозируют щелочь, предпочтительно гидроксид натрия или калия в количестве г экв/моль анилина. Затем проводят озонирование в двухсекционном реакторе. Жидкость подают последовательно в первую и вторую секции, а озонсодержащий газ - сначала во вторую, а затем в первую секции. Дозу озона берут из расчета 8сл

4ь

СО

со к

о

315

9 моль/моль анилина, конструкцию реактора и технологический режим выбирают такими, чтобы степень абсорбции озона составляла 0,2-0,30 в первой секции по ходу подачи озона, тогда оставшиеся 0,70-0,8 озона полностью абсорбируются во второй.

При реализации предлагаемого способа становится минимальным образо- вание осадка, содержащего органические загрязнения, повышается степень очистки по ХПК, причем анилин разрушается деструктивно, а не выводится с осадком, полностью аЬсорбируется весь подаваемый озон и отпадает необходимость обезвреживания отработанного газа. Достигаемая эффективность очистки по анилину и озону 100%, по ХПК - не менее 90%. Выход нитратов - конечного продукта окисления аминогруппы - около 20% от теоретического. Дальнейшее увеличение доз озона и щелочи нецелесообразно, так как эффективность очистки практически не возрастает, снижение дозы озона приводит к пропорциональному уменьшению эффективности очистки по ХПК, снижение дозы щелочи уменьшает эффективность очистки и вызыва

ет проскок озона через реактор, увеличение дозы щелочи вызывает необходимость последующей нейтрализации остаточной щелочи кислотой с соответствующим повышением солесодержания воды.

Выбор режима озонирования сделан на основе зависимостей, полученных экспериментально при озонировании растворов с концентрацией анилина 93 мг/л и ХПК 200 мг/л.

Для полной абсообции озона целесообразно поддерживать щелочную реакцию среды до окончания озонирования, для чего щелочь следует дози- ровать с небольшим избытком (1- 2 г экв/моль). Кроме того, для полной абсорбции озона необходимо разделить реактор на две секции с про- тивоточным движением воды и озон- содержащего газа по секциям. 8 первой по ходу движения газа секции реактора (второй по ходу движения воды) степень абсорбции озона должна составлять 0,2-0,3. Тогда оставшиеся 0,70-0,8 будут полностью абсорби- рованы в следующей секции.

Пример 1. Проводят озонирование растворов с концентрацией ани

о 5

5

0

0

, 5

0

лина 1 ммоль/л 193 мг/л) и ХПК 200 мг/л при дозе озона ООЦО мг/л и при варьировании дозы гидроксида натрия в пределах 2-10 г-экв/моль. Дозу щелочи выбирают близкой к минимальной, обеспечивающей отсутствие проскока (полное использование) озона в двухсекционном реакторе при максимальном снижении ХПК (до 16-18 мг/л).

Результаты представлены в табл.1.

Результаты, представленные в табл. 1 доказывают, что проскок озона через реактор отсутствует при удельных дозах щелочи больше 5 г.экв/моль анилина, а ХПК снижается до предельно возможного уровня 16-18 мг/л (эффективность по ХПК 91-92%) при дозах гидроксида натрия более 5 г.экв/моль анилина.

Таким образом, удельная доза щелочи должна быть не менее 5 г-экв/ /моль анилина. Вместе с тем остаточ ная щелочность, которую придется нейтрализовать кислотой, должна быть по возможности минимальной. Поэтому удельную дозу щелочи принимают 5 7 г-экв/моль анилина, при этом остаточная щелочность не превышает 1,k- 1,5 мг- экв/л.

П р и м е р 2. Проводят озонирование раствора с концентрацией анилина 1 мг-моль/л (93 мг/л) и ХПК 200 мг/л при дозе гидроксида натрия 6 мг.экв/ /моль и при варьировании дозы абсорбированного озона в пределах мг/л, Дозу озона выбирают минимальной, обеспечивающей снижение ХПК раствора до предельно возможного уровня 16- ТИ мг/л.

Полученные результаты показывают, что ХПК снижается до минимального уровня 16-18 мг/л при дозе абсорбированного озона 38 мг/л (удельная доза 8 моль/моль анилина).

, Дальнейшее увеличение дозы абсорбированного озона до 850 мг/л (17,7 моль/моль) неэффективно в отношении ХПК.

Учитывая это, удельную дозу озона необходимо выбирать в интервале 8-9 моль/моль анилина.

Степень абсорбции озона по секциям реактора должна распределяться таким образом, чтобы обеспечить полную абсорбцию заданной дозы озона, т.е. чтобы суммарная степень абсорбции озона в реакторе была равна 1.

-s 15

Эксперименты показывают, что щелочные растворы анилина абсорбируют до начала проскока 70-75% требуемой дозы озона. Затем абсорбция озона продолжается, но с значительно меньшей скоростью, вследствие чего наблюдается проскок озона. Поэтому в предлагаемом способе заявлена необходимость проведения озонирования в двухсекционном реакторе, противо- точном по жидкости и газу. В первой по ходу движения газа секции (второй по ходу движения воды) реализуется медленная стадия абсорбции, при которой абсорбируется 0,2-0,3 от полной дозы озона. Тогда оставшиеся 0,7-0,8 озона будут полностью абсорбироваться во второй секции. Увеличение степени абсорбции озона в пер- вой секции приводит к бесполезным затратам озона, уменьшение - к проскоку озона через реактор и загрязнению атмосферы.

Для подтверждения этого проводят озонирование растворов с концентрацией анилина 1 мг - моль/л (93 мг/л) и ХПК 200 мг/л в двухсекционном реакторе с различным распределением степени абсорбции озона по секциям (сте пень абсорбции варьировалась путем изменения глубины слоя жидкости в первой секции реактора).

Результаты представлены в табл.2.

Таким образом, оптимальное распределение степени абсорбции озона между секциями реактора, обеспечивающее 100%-ное использование озона и максимальную возможную эффективность по ХПК, находится в области 0,2-0,3 и 0,8-0,7.

Сравнительная оценка известного и предлагаемого способов проведена на растворе, содержащем 200 мг/л (2,15 ммоль/л) анилина и имеющем ХПК 30 мг/л. Коагуляцию, отстаивание,

0

5 0

5

Q

,-

декантацию и нейтрализацию при обработке по известному способу производят в стеклянных (20 л) емкостях. Озонирование осуществляют в реакторах диаметром 0,032 м при глубине слоя воды около 0,3 м с диспергированием озоновоздушной смеси пористой стеклянной пластиной. В известном способе озонирование проводят в од- носекционном реакторе в три стадии, в предлагаемом - в двухсекционном.

Полученные результаты представлены в табл.3.

Из данных табл.3 следует, что применение предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет существенно упростить технологическую схему, избежать образования осадка, содержащего органические загрязнения, повысить эффективность очистки по ХПК от 67, до 91,9%, т.е. на 2,5%, и повысить степень абсорбции озона от 31,Ь до 100%, т.е. на 68,6%. Соответственно отпадает необходимость обезвреживания остаточного озона в отработанной озоновоздушной смеси.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод анили- нокрасочного производства от органических соединений, включающий введение щелочи и ступенчатое озонирование, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, повы-- шения степени очистки, обеспечения полного использования озона при сохранении высокой степени очистки сточных вод от анилина, щелочь вводят- в количестве г-экв/моль анилина,озон в количестве 8-9 моль/моль анилина, а озонирование осуществляют противото - ком в двухсекционном реакторе при степени поглощения озона 0,2-0,3 в первой секции по ходу движения озона и 0,70-0,80 во второй секции.

Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к способам очистки промышленных сточных вод, в частности сточных вод анилинокрасочного производства и красильных цехов текстильных предприятий, загрязненных анилином и его производными. Цель изобретения - упрощение способа, повышение степени очистки и обеспечение полного использования озона при сохранении высокой степени очистки сточных вод от анилина. Способ включает подщелачивание и озонирование при дозах щелочи и озона соответственно 5-7 г^.экв/моль анилина и 8-9 моль/моль анилина, проведение процесса озонирования в двухсекционном противоточном реакторе при степени абсорбции озона 0,2-0,3 и 0,7-0,8 в первой и второй секциях реактора, соответственно. Способ позволяет исключить образование осадка в процессе очистки, полностью использовать весь подаваемый в реактор озон, повысить эффективность очистки по ХПК с 67,4 до 91,9%, повысить степень абсорбции озона с 31,4 до 100%, что исключает необходимость обезвреживания остаточного озона в отработанной озоновоздушной смеси. 3 табл.

Есть

У1

Нет

Есть

Следы Нет

39

16,7

17,2

Нет Следы 1,k

I

0,1

по Ч00Ј10

0,2 0,25 0,3 0,

0,75 0,8 0,75 0,7 0,6

0,15 Нет Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

17,2

18

17,6

2,3

Таблица2

М

Нет

Нет

..-..

Примеры

1

ПППЕЕП

32

16-18 16-18 16-18 28

+12+12)

Доза серной

кислоты,

г/л

0,52

700

15 992610

,Продолжение табл. 2

5

0

5

лина после очистки , мг/л

ХПК раствора после очистки, мг/л Эффективностьпроцесса, %, по

анилину

ХПК

озону

Н/об

100

67, 31,А

Н/оСэ

35

100

91,9 100