Способ очистки сточных вод от фенола Советский патент 1991 года по МПК C02F1/78 

Изобретение относится к способам очистки промышленных сточных вод, загрязненных фенолами, путем озонирования и может быть использовано для очистки сточных вод производства фе- нопформальдегидных смол, химических, нефтехимических, лесохимических, коксохимических, фармацевтических, металлургических, шпалопрониточных предприятий.

Целью изобретения является повышение степени абсорбции озона при обеспечении полной очистки от фенола и снижение солесодержания в очищенной воде.

Для осуществления способа сточные воды после подщелачивания обрабатывают озоном в двухсекционном реакторе, противоточном по жидкости и газу, при этом дозу щелочи принимают из расчета не менее 8 экв/моль, а абсорбированного озона - не менее 6 моль/моль фенола, причем дозу озона распределяют между секциями реактора в соотношении J : 1 .

При реапигации способа технологическая схема сооружений становится минимальной, обеспечивается максимально возможная эффективность очистки сточных вод по фенолу и ХПК при мишшальных расходах реагентов (щелочи и озона), практически полностью абсорбируется весь подаваемый в реактор озон, отпадает необходимость обезвреживания остаточного стона в отработанном газе. Эффективность очистки воды по фенолу 100%, по ХПК 83-85%,

Дальнейшее увеличение дозы озона нецелесообразно, так как эффективность очистки не возрастает. Снижени дозы озона приводит к пропорциональному снижению эффективности очистки. Увеличение дозы щелочи приводит к излишнему расходу озона за счет побочных реакций превращения озона в кислород и увеличению остаточной щелочности. Соответственно увеличивается доза кислоты для последую ней ее нейтрализации. Снижение дозы щелочи уменьыает эффективность очистки по 1 ХПК и вызывает подкисление сточных иод кислыми продуктами неполных превращении фенола, которые затем необходимо нейтрализовать щелочью. Гни- жеН1-е яозы щелочи увеличивает такие проскок озона через реактор, что приводит к перерасходу озона и необхо- мости от р ifo ганного га а от ociaiui- ного озона.

Ге,ч1.м озонирования проверяют нi растворах с содержанием 1 мг-молъ/л (94 мг/л) Чнпла, имеющих XUK 240 мг/л.

Приме р 1. Выбор щелочной среды для озо -ирования растворов фенола. Начальная величина рП 2,3 (с лоцкис-гением ) , 6,6 (без корректировки рН) н 12,3 (с поддчелл- чиванием NaOH). Доза озона на входе реактора , мт-голь/Л.

Гезуиьгаты опыта представлены в

табл. 1 ,

Результат . показывают; что прч

прочих ранних условиях степень абсорции максимальна в щелочной среде.

П р и м е р 2 о Минимальная доза щелочи, обеспечивающая максимальную эффективность очистки по фенолу и ХПК. Дозу NaOH варьируют в пределах 0-16 мг-моль/л. Доза озона 10+ ,+.0,5 мг-мочъ/л.

Результаты опыта представлены в табч.2.

Результаты, представленные в табл.2, показывают, что максимальная эффективность по фенолу (практически 100%; обеспечивается в любом слу0

5

0

5

чае, а максимальная эффективность по ХНК (0,83-0,85) - при дозе щелочи не менее 8 мг-экв/г. Поэтому дозу щелочи принимают из расчета не менее 8 экв/моль фенола. Увеличение дозы щелочи бесполезно. Уменьшение дозы снижает эффективность очистки по ХПК.

П р и м е р 3. Минимальная доза абсорбированного озона, обеспечивающая максимальную эффективность очистки по фенолу и ХПК„ Доза NaOH 8 мг-экв/л. Дозу абсорбированного озона варьируют в пределах 0- 15 мг-моль/л.

Результаты опыта представлены в табл,3.

Результаты, представленные в габл.З, показывают, что максимальная зф фе: гпчпость очис i ки по фенолу и ХПК (0,83-0,85) обеспечивается при минимальной дозе абсорбированного озона 6 MI-моль/л. Поэтогту дозу абсорбированного озона принимают из расчета не менее 6 моль/моль фенола.

Для обеспечения практически полной абсорбции подаваемого в реактор пон при MIKCI мальноп эффективности

0

0

5

0

5

по

н

5 оох дим.1Ч доза озона не менее 6 iib/моль фенола и проведе- .пе мо ироэания в двухсекционном , противото IHOM по жидкости и азу. В первой по ходу движения

аз i секпин (второй по уоду движения поды) долдно быть абсорбировано зО% подаваемого озона. Во второй по ходу движения газа секции реактора (первой о ходу движения воды) абсорбируются оставшиеся 507, озона. Увеличение дозы абсорбированного озона в лепной по ходу движения газа секции реактора приводит к бесполезному расходу озона в побочных реакциях и сни- лению эффективности очистки по ХПК. Уменьшение дозы абсорбированного озона в первой секции реактора приводит к снижению эффективности очистки по ХПК и проскоку части озона через реактор с отработанным газом. В результате возникает необходимость очистки отработанного газа от озона,

П р и. м е р 4. Озонирование щелочного раствора фенола ведут в двухсекционном реакторе с различным распределением доз абсорбированного озона между секциями реактора. Доза щелочи 8 мг-экв/л, доза озона на входе реактора 6 мг-моль/л.

Результаты экспериментов представлены в табл.4.

Результаты, представленныев табл.4, показывают, что максимальная эффективность по ХПК достигается при распределении дозы абсорбированного озона между секциями реактора в соотношении 1:1.

При сравнении известного и предлагаемого способов проводят обработку раствора, содержащего 1 мг-моль/л (94 мг/л) фенола, ХПК 240 мг/л.

По известному способу гточные воды подщелачивают NaOH до рН 512 (доза NaOH 17,5 мг-экв/л), проводят озонирование в односекционном реакторе (диаметр 0,032 м, высота 0,5 м, объем раствора 0,25 л) до достижения максимальной эфЛективнос- ти по ХПК 83-85%. Доза озона на входе реактора 6,7 мг-моль/л, доза абсорбированного озона 6,3 мг-моль/л, степень абсорбции озона 0,94. Затем сточные воды подкисляют H.S04 до рН 8-8,5 (доза HjSOj 9 мг-экв/л).

По предлагаемому способу сточные воды подщелачивают NaOH в количеств 8 мг-экв/л, затем озонируют в двухсекционном реакторе диаметром 0,032 и высотой 0,5 м и объемом жидкости В секции реактора 0,25 л. Доза озона на входе реактора 6 мг-мояь/л, дота абсорбированного озона 6 мг-моль/л, концентрация озона в отработанном газе - следы, степень абсорбции озона V 1 .

Подщелачивание и нейтрализацию производят до и после озонирования.

Сравнительные результаты представлены в табл.5.

Из табл.5 следует, что применени предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет при одинаковой эффективности по фенолу и ХПК уменьшить дозу NaOH на 9,5 мг-экв/л, кислоты на 9 мг-экв/л и озона на 0,7 мг-моль/л. Отпадает необходимост

5

0

5

0

5

0

обезвреживания остаточного озона в отработанном газе.

Концентрация фенолов в реальных сточных водах после дефеноляции на локальных очистных установках экстракционными методами обычно не превышает 500 мг/л. Для сравнения проводят очистку растворов с начальной концентрацией фенола 23,5 мг/л (0,25 мг-моль/л), 282 мг/л (3 мг-моль/л) и 470 мг/л (5 мг-моль/л).

Результаты опыта представлены в табл.6.

Из табл.6 следует, что принятые дозы реагентов и распределение дозы абсорбированного озона между двумя секциями реактора в соотношении 1:I обеспечивают одинаковую эффективность очистки по фенолу и ХПК в исследованном интервале концентраций фенола.

Формула изобретения Способ очистки сточных вод от фенола, включающий обработку щелочью и озонирование, отлич ающий- с я тем, что, с пелью повышения степени абсорбции озона при обеспечении полном очистки от фенола и снижения солесодержания в очищенной во р, щелочь вводят в количестве н менее 8 экв/моль фенола, п озонирование ведут в двухсекционном реакторе противотоком, причем дозу озона в количестве не менее 6 моль/моль фенола распределяют секциями реактора в соотношении 1:1.

Таблица 1

5

рН перед озонированием

Степень абсорбцииозона

2,3

0,46

6,6

0,53

12,3

0,94

Таблица 2

Изобретение относится к способам очистки промышленных сточных вод, загрязненных фенолами, озонированием и может быть использовано для очистки сточных вод производства фенол- формальдегидных смол, химических, нефтехимических, лесохимических, коксохимических, фармацевтических, металлургических, шпалопропиточных и др. предприятий. Цель изобретения - повышение степени абсорбции озона, снижение солесодержания очищенной воды при обеспечении полной очистки от фенола. Для осуществления способа сточные воды подщелачивают и озонируют в двухсекционном реакторе, про- тивоточном по жидкости и газу, при дозах щелочи и абсорбированного озона соответственно не менее 8 н 6 моль/моль фенола, причем цозу абсорбированного озона распределяют межлу секциями реактора и соотношении 1:1. Это позволяет минимизировать расходы реагентов и солесодер- жание очищенной воды, полностью иг- пользовать весь подаваемый в реактор озон и следовательно отказаться от доочнстки отработанного газа от остаточного озона. 6 табл. I (Л

Концентрация фенола,мг/л:

перед озонированием 94 94 94 после озонирования Следы Следы Н/об

Эффективность по фенолу

ХПК, мг/л:

перед озониротанием 240240 240

после озонирования1087038

Эффективность по ХПК0,55 0,71 0,84

Концентрация фенола,

мг/л:

перед озонированием949494949494

после озонированияСледыН/обН/обН/обН/обН/об

Эффективность по фенолу

ХПК, мг/л:Jill11

перед озонированием240240240240240240

после озонирования140703840,23835

Эффективность по ХПК0,420,70,840,830,840,85

Параметры способа

Показатели для опыта

94 Н/об

94 Н/об

240

35

0,85

Таблица 3

Таблица 4

IITIIIIII

Концентрация фенола в растворе перед озонированием, мг/л ХПК перед озонирова- нием, мг/л Доза NaOH, мг-экв/л Доза озона на входе реара, мг-моль/л Доза абсорбированного озона, мг-моль/л Степень абсорбции озона Концентрация фенола пос озонирования, MI /л ХПК после озонирования, мг/л

рН после озонирования Шелочность ле озонирвания, мг-экн/л Доза H2S04 для централиции, MI-экв/л рН после централизации Эффективность процесса:

по фенопу

по ХПК

по озону

Параметры способа

Таблица 5

3

94

240 8,0

6 1

Н/об

38-40 8

1

0,83-0,85 0,83-0,85 0,941

Таблица 6

Показатели при начальной концентрации фенола в растворе, мг/л