Способ регенерации активированного угля Советский патент 1976 года по МПК C01B31/08 B01D15/06 C25F1/00 C02C5/02 

Изобретение относится к технологии регенерации а-ктивированного угля, иопользуемого при адсорбционной очистке сточных вод от органических примесей, например фенольных сточных вод.

Известен способ регенерации активированного угля, используемого при адсорбционной очистке сточных вод от органических примесей, путем обрабо11ки его растворами углекислых и едких щелочей. Активированный уголь по известному способу кипятят в 10%-нам («ли более сильном или более слабом) растворе углекислой или едкой щелочи, затем отфильтровывают от раствора и отмывают (водой, разбавленной кислотой и снова водой), после чего полученные стоки подвергают очистке.

Недостатками известного способа регенерации являются образовалие большого количества собственных сточных вод от процесса регенерации, необходимость проведения самостоятельной операции для извлечения или обезвреживания токсических веществ в этих сточных водах.

С целью устранения указанных недостатков, предложен способ, по которому регенерацию ведут путем катодной обработки активированного угля в растворе электролита, например в -2 М растворе хлорида щелочного металла. Раствор электролита может быть использован многократно.

В результате электролиза происходит десорбция загрязнений с угля в электролит, т. е. регенерация активированного угля, при одновременном окислении этих загрязнений на аноде с образованием нетоксичных соединений.

Способ заключается в следующем.

Очищаемую сточную воду пронускают через аппарат с фильтром из активированного угля. После насыщения сорбента проводят электролиз раствора электролита, причем активированный уголь с адсорбированным органическим веществом является здесь насыпным катодом. В результате электролиза на катоде происходит образование щелочи и десорбция органического вещества с катода, т. е. регенерация сорбента. Одновременно на аноде происходит окисление десорбировавшегося вещества. Для улучшения условий окисления в качестве электролита применяют раствор хлорида натрия. В этом случае окисление происходит и в объеме раствора за счет образовавшегося на аноде окислителя - «активного хлора. Сорбент и электролит могут использоваться многократно.

Стадии адсорбции и электоолиза для одновременной регенерации сорбента и разрушения органического вещества могут протекать как в разных аппаратах, так и в одном аппарате. В последнем аппарат представляет собой фильтр-электролизер, в котором находятся горизонтально расположенные электроды, причем засыпка активироваиного угля является катодом. В зависимости от условий работы аппарат включают либо как фильцр, либо как электролизер. На стадии очи1СРки сточной жидкости через фильтр-электролизер подают проток очищаемой воды без включения тока. После стадии адсорбции проток сточной воды прекращают, аппарат заполняют раствором электролита, включают ток и проводят электролиз. После десорбции и окисления органического вещества электролит сливают в запасную еммость, и регенерированный уголь снова служит сорбентом для следующего потока сточной жидкости и т. д. Предложенный способ регенерации сорбента дет минимальное количество собственных сточных вод, так как электролиз происходит в небольшом объеме электролита, который может использоваться многократно. Электрохимическая регенерация угля с одновременным разрущением вредных веществ может использоваться и самостоятельно, и быть частью сложной схемы очистки воды с предварительным осаждением, коагуляцией, фильтрованием, биохимической очисткой и т. д. Практическое осуществление предложенного способа иллюстрируют следующие примеры. Пример 1. Водный раствор с содержанием фенола 0,5 г/л очищают активированным углем. Полная адсорбционная способность составляет 100-140 мг фенола на 1 г активированного угля. Последующий электролиз (при комнатной температуре) 2 н. раствора NaCl с горизонтальными дисковыми графитовыми электродами и насыпным катодом из угля с фенолом проводят в цилиндрической ячейке с объемом электролита 300 мл. Количество угля - 1 г с содержанием фенола 120 мг. В результате электролиза при общем то.ке 0,3 а (плотность тока на сечение ячейки 15 ма/см или 150 а/м) при прохождении количества электричества ,6 а-час (что превышает теоретическое количество электричества в расчете на окисление 120 мг фенола до малеиновой кислоты в 1,1 раза) в электролите остается 0,63 мг фенола, на угле найдено 0,2 мг фенола, окислилось 119,1 мг. Выход по току 90,47о. Во время электролиза реакция раствора близка к нейтральной. Пример 2. 1 г активированного угля с содержанием 94,0 мг фенола служит катодом в электролизе при тех же условиях, что и в примере 1, но количество пропущенного электричества по отношению к теоретическому больше в 2,1 раза. После электролиза в электролите найдено 0,22 мг фенола, на угле - 1,0 мг фенола, окислилось 92,7 мг фенола; выход по току 47%. Пример 3. Проба угля 1 г (содержание фенола 140,4 мг) служит катодом в тех же условиях, что и в примере 1, но количество пропущенного электричества превышает теоретическое в 1,3 раза. В растворе электролита фенол после электролиза не обнаружен. После электролиза и регенерации угля пробу угля без дополнительной обработки и промывки используют для последующей адсорбции из раствора фенола. Адсорбционная способность во II цикле составляет 70% от первоначальной, 111 - 45-50%, в IV -35-37%, в V -27% н в VI -20%. Формула изобретения 1.Способ регенерации активированного угля, используемого при адсорбционной очистке сточных вод от органических примесей, отличающийся тем, что, с целью одновременного разрушения органических примесей с образованием нетоксичных соединений, упрощения технологии и сокращения собственных сточных вод от процесса регенерации, регенерацию ведут путем катодной обработки активированного угля в растворе электролита, например в 1-2 М растворе хлорида щелочного металла. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор электролита используют многократно.