Способ очистки сточных вод от органических соединений Советский патент 1977 года по МПК C02F1/72 C02F1/72 C02F101/18 C02F101/30 C02F101/34 C02F103/36 

1

Изобретение относится к области очистки сточных вод и предназначено для окислительной очистки стоков, загрязненных отходами производства метионина.

Известны методы окислительной очистки сточных вод различного состава и различных производств ири высокой температуре кислородом воздуха.

Недостатками известных методов являются: неполнота окисления, большое остаточное содержание вредных органических иримесей в очищенных сточных водах, продолжительный процесс очистки и большой расход кислорода воздуха.

Известны способы очистки сточных вод с использованием для интенсификации процесса окисления различных катализаторов. Так, сточные воды, содержан1ие фуриловый спирт, очищают путем пропускания нагретой до 300-340°С паровоздушной смеси через реактор с использованием меднохромового, платинового и палладиевых катализаторов 1. При этом достигается степень окисления от 62 до 99%.

Известен также способ очистки сточных вод от сероводорода и метилмеркаптана с использованием в качестве катализаторов графитовых материалов 2.

Наиболее близок к изобретению по технической сущности и достигаемому результату

способ каталитической высокотемпературной очистки путем коптактирования парогазовой смеси с кислородом воздуха, применяемый для окисления вредных органических примесей в водах, содержащих до 30 г/л органических соединений.

По такому способу органические вещества в парогазовой фазе, которая содержит по объему не меньше 90% водяного пара, пропускают над катализатором окисления при температуре 250-70Q°C. При этом органическая часть парогазовой фазы окисляется до углекислого газа, азота и воды. Степень очистки по известному способу 88,9-95,5%.

В качестве катализаторов используют меднохромовый, цинкхромовый, никельхромовый, никельалюминиевый, медномарганцевый на окиси алюминия, медномарганцевый на боксите 3.

Педостатками данного процесса являются: нестабильность работы катализатора, большой разброс технологических параметров, большой расход воздуха при недостаточной эффективности очистки, разрушение катализатора при длительной его эксплуатации, невозможность повторного использования очищенной воды и недостаточно высокая степень очисгки. Цель изобретения - повышение степени

очистки сточных вод производства метионина

до устаноБЛсппых санитарных норм, улуипоние технологии очистки и осуществление рецикла сточных вод в технологическом процессе.

Это достигается нредлагаемым сносоиом очисткн сточных вод, состоящим в нарофазиом окисленин кислородом воздухолетучнх органических соединений, с применением в качестве катализатора фторированных окислов алюминия при температуре 100-200°С.

Отличительными признаками способа являются: нроведение процесса при температуре 100-200°С и присутствии фторированных окислов алюминия в качестве катализатора.

Технология способа состоит в следуюп;ем. Химически загрязненную воду направляют в выпарной аппарат, обогреваемый паровоздушной смесью после процесса окисления примесей из контактного аппарата, где ее испаряют, после чего направляют в смеситель. В смеситель подают дозируемый объем воздуха, а затем паровоздушную смесь подают в цилиндрический, обогреваемый глухим паром с температурой 200°С реактор, заполненный фторированной окисью алюминия (содержание фтора до 6%).

Перед началом работы проводят предварительную активацию катализатора, заключающуюся в прокаливании фторированной окиси алюминия в течение 2 ч при 400-450°С. В реакторе при температуре 100-200°С осуществляют окисление органических вредных примесей до воды и углекислого газа.

Окисленную паровоздушную смесь направляют в выпарной аппарат на утилизацию, затем конденсируют в холодильнике и направляют в систему технического водоснабжения производства метионина.

Пример. В проточный кварцевый реактор, представляющий собой цилиндр диаметром 10 мм и высотой 200 мм, помещают фторированную окись алюминия (содержание фтора до 6%; 5уд.240 размер частиц 0,30- 0,70 мм) объемом 5 мл.

Сточную воду состава:.

Метилмеркантан, мг/л0,94-4,0

Метанол, мг/л59-150

Формальдегид, мг/л390-395

Сумма альдегидов, мг/л720-1500

Метионин, мг/л1,2-2,6

Цианиды, мг/л0,5-1,5

Показатель БПКго мг Ог/л1000-4000

Показатель ХПК, мг Ог/л5200-10000

Концентрация солей, г/л15-30

(в основном Na2SO4)

Сухой остаток, г/л14,35

Щелочность, мг/л160

Показатель рН7-9

Дозировочным иасосом со скоростью 0,21 мл/мин подают в испаритель, представляющий собой колбу, обогреваемую на песчаной

бапе (120-200°С), где пары воды и летучих органических веществ смещивают с воздухом, подаваемым воздуходувкой со скоростью около I л/млн. Скорость подачп воздуха ко}1тролируют ротаметром. Паровоздушная смесь со скоростью 13200 ч поиадает в кварцевый реактор, где происходит окисление органических веществ до углекислого газа и воды. Температуру в реакционной зоне поддерживают 150-200°С. Время контакта составляет 0,27 сек. Производительность катализатора 1320 м -сутки/1 м катализатора.

После очистки содержание вредных примесей снижается до 19,4 мг Оа/л ХПК, а степень окисления вредных органических вепдеств достигает величины 95-99%. Время контакта составляет 0,10-0,30 сек, объемная скорость подачи паровоздушной смеси 3500-

13200 ч. Расход воздуха примерно 300,0- 850,0 л на 1л сточных вод. В дальнейшем пары конденсируются в холодильнике, и их собирают в специальном приемнике.

В качестве катализатора применяются

фторированные образцы на основе промышленной у-АЬОз, получаемые известным методом. Модифицирование фтором окиси алюминия приводит к увеличению активности катализатора в связи с замещением поверхности ОН-групп окиси алюминия на фтор, что приводит к возникновению сильных протонных центров.

Предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает экономию энергозатрат

ввиду снижения температуры процесса примерно в 2 раза при значительном снижении загрязненности сточной воды. Также в 1,05 раза снижается расход воздуха, что также свидетельствует об экономической целосообразности предлагаемого способа очистки сточных вод производства метионина.

Использование предлагаемого способа позволяет осуществить рециркуляцию сточных

вод без выброса ее в окружающий водный бассейи, так как очищенная вода удовлетворяет требованиям технологического регламента производства метионина с предполагаемым экономическим эффектом 96000 руб. в год

при внедрении способа на одном заводе органического синтеза.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от органических соединений путем контактирования парогазовой смеси с кислородом воздуха при повышенной температуре в присутствии катализатора, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки сточных вод производства метионина, процесс проводят при температуре 100-200°С в присутствии катализатора-фторированных окислов алюминия. 5б

Источники информации,2. Автороко( свидетельство СССР №277632,

принятые во внимание при экспертизек.-i. С 02С 5/04, 1969.

1. Патент США № 3442802, кл. 210-63,3. Патент США N° 3804756, кл. 210-59,

опублик. 1969.опублик. 1974.

574400