Способ очистки сточных вод от органических соединений Советский патент 1981 года по МПК C02F1/02 C02F1/02 C02F101/32 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Изоб.ретение относится к способам очистки промьшшенных сточных вод от органических веществ и может быть ис пользовано в нефтехимической и нефте перерабатывающей промышленности. Известен термоокислительньй спосо обезвреживсшия сточных вод, в том числе огневой способ Dl. Недостатком указанного способа яв ляется повышенный расход топлива. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очис ки сточных вод от органических соединений путем жидкофазного окисления кислородсодержащим газом при повышенной температуре (160-200 С) и давлении (10-50 атм) в присутствии катализатора, содержащего платину или палладий, или рений на гидрофобном носителе. Процесс проводят при мольном соотношении вода : кислород (400-2400) : 1 t2l . Однако необходимость применения в качестве окислителя кислородсодержащего газа, находящегося под давлением, требует наличия специального оборудования для компримирования воздуха, что усложняет общую технологию очястки, требует большого расхода электроэнергии и уменьшает срок службы катализатора. Цель изобретения - упрощение технологии процесса при аналогичной степени очистки. Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки сточных вод от органических соединений путем жидкофазного разложения при повышенной температуре и давлении 20-60 атм в присутствии катализатора, содержащего платину или палладий, или рений на гидрофобном носителе, жидкофазное разложение органических соединений осуществляют 8 бескислородной среде при 210-270 е. С целью возможности очистки сточньа вод, содержащих соли металлов органических и минеральных кисл предварительно термически разлагают соли при той же температуре с после .дующим отделением осадка. Сущность предлагаемого способа з ключается в том, что сточную воду, .содержащую органические соединения различных классов, например альдеги кетоны, простые и сложные эфиры, ка оновые кислоты, спирты, полигликол циклические ацетали и другие, в том числе биологически неокисляемые вещества, а также соли металлов орган ческих и минеральных кислот, подвер гают очистке в две ступени. Вначале воду пропускают через реактор или теплообменник при 210-270 С и давле нии 20-60 атм с объемной скоростью 3-10 отделяют выпавщие гидроок си йеталлов, например, в гидроциклоне или фильтрацией, затем при : тех же условиях ее пропускают через реактор, заполненный катализатором, содержащим платину или палладий, ил рений на гидрофобном носителе. В сл чае очистки сточных вод, не содержа щих солей металлов, очистку проводя в одну ступень путем разложения содержащихся в воде органических прим сей в реакторе над катализатором. Пример 1. В стальной реакт объемом 0,15 л помещают 0,1 л сточн воды производства изопрена следующе го состава, г/л: Химическое потребление кислорода (ХПК) 5,ОА Сумма карбонильных соединений (в пересчете на формальдегид)1,53 Метанол 0,03 Муравьиная кислота Плотный остаток 1,04 Прокаленный остаток 0,28 Железо (Рё) 0,028 Хром (Сг) , 0,0024 Никель (N1) 0,0005 Алюминий (А1 ) 0,0005 Высококипящие побочные продукты синтеза СВПП), трудноокисляе- 0,5-1,0 мые биологически, в том числе 3-метил-1,3,5-пентакриол0,1-0,3 3-метилбутандиол-1,30,1-0,2 4-этш1Олдиоксан-1,3 0,1-0,3 4-метилтетрагидропиранол 0,1-0,2 3-гидроксиметил-4-метил-4-гидрокситетрагидропиран 0,1 рН3,44 После герметизации реактор нагреают 1 мин до и вьщерживают ри этой температуре 5 мин для разущения солей. Затем его охлаждают, азгружают, выпавщие гидроокиси меаллов отделяют от жидкости фильтроваием или центрифугированием и аналиируют раствор на содержание ионов елеза, хрома, никеля, алюминия и на рокаленный остаток. Характеристика сточной воды после азложения солей, г/л: 3,72 ХПК F 0,0004 СгЛ Al Отсутствуют Прокаленный остаток 0,012 рН6,3 . Степень очистки воды, %: По ХПК26,2 По ,6 По минеральным веществам95,7 Затем в стальной реактор объемом 0,15 л загружают катализатор,содержащий платину 8 г 0,66 вес.% платины на угле с фракциями до 0,040,125 мм , и запивают 0,1 л предварительно освоботкденной от растворимых солей сточной воды производства изопрена. После герметизации воздух вытесняют аргоном, нагревают реактор 1 мин до и давления 30 атм и разрушают органические вещества при перемешивании в течение 5 мин. После окончания эксперимента реактор охлаждают, разгружают, катализатор отделяют от жидкости фильтрованием и анализируют раствор на содержание неразрушенных органических веществ по ХПК, рН, содержанию .карбонильных и карбоксильных соединений, а также по содержанию биологически трудноокисляемых веществ. Характеристика сточной воды после каталитической очистки, г/л: ХПК0,086 Концентрация формальдегида 0,005 рН7,1 Степень очистки воды, %: По ХПК98,3 По формальдегиду 99,7 По муравьиной .кислоте100,0 В очищенной воде отсутствуют био логически трудноокисляемые ВПП. Пример 2. Сточную воду про изводства полигликолей с ХПК 2,16 г и рН 4,6, содержащую ацетальдегид, этилацетат, диоксан, моноэтиленгликоль, диэтилёнгликоль, триэтиленгли коль, тетраэтиленгликоль и раствори мые соли (прокаленный остаток 0,14 г /л), подвергают обработке аналогично условиям из примера 1, но при температуре предварительной обработки для разрушения солей и времени обработки 30 мин, затем на катализаторе (0,7% палладия на корунде) при и давлении 46 атм (количестве катализатора 4%). Характеристика сточной воды посл разложения солей, г/л: ХПК.1 ,74 Прокаленный остаток 0,008 Степень очистки воды, %: По ХПК17,9 По минеральным веществам94,3 Характеристика сточной воды после каталитической очистки, г/л: Степень очистки в.оды По ХПК В очищенной воде отсутствуют биологически трудноокисляемые полигликоли. Пр и м е р 3. Сточную воду производства бутиловых спиртов с ХПК 1,62 г/л и рН 4,7, содержащую н-бутанол, изобутанол, ацетали, биологически трудноокисляемые амилацетат, бутилформиат и растворимые соли муравьиной и уксусной кислот (прокаленный остаток 0,22 г/л), подвергают обработке по проточной схеме, пропуская последовательно через реактор, гидроциклон и реактор, в первом из которых происходит термическое ра ложение солей, в гидроциклоне - отде ление взвешенных NmHepanbHbix веществ, а во втором реакторе, загруженном гранулированным катализатором (0,4 вес.% рения на фарфоре) - разл жение органических, веществ при 270С, давлении 60 атм и объемной скорости 3,0 ч . Характеристика сточной воды после очистки, г/л: ХПК(3,02 Прокаленный остаток 0,04 ,3 Степень очистки воды, %: По ХПК98,8 По минеральным веществам81,8 Пример 4. Сточную воду производства фенола с ХПК 4,6 г/л и рН 6,92 подвергают обработке аналогично примеру 3, а затем направляют в реактор, заполненный гранулированным катализатором (0,4 вес.% палладия на шамоте) при 210с, даилении 20 атм и объемной скорости 10 Характеристика сточной воды после очистки, г/л: Концентрация фенола 0,07 ХПК 0,05 рН5,65 Степень очистки воды, %: По ХПК99,0 По фенолу97,1 Результаты испытаний приведены в таблице. Использование предлагаемого способа по сравнению с известньм позволяет полностью исключить присутствие кислородсодержащего газа-окислителя, сохраняя высокую степень очистки, упростить технологию за счет исклю 1ения компримирукндего оборудования, улучшить технико-эконоьгаческие показатели процесса, увеличив срок службы катализатора за счет предварительного разрушения солей. При этом катализатор без предварительного р зложег ния солей работает без снижения активности 200 ч, а с предварительным разложением -. 2000 ч.

240 220 270

Pd 0,4

Шамот Формула изобретения 1,Способ очистки сточных вод от органических соединений путем жидкофазного разложения при повышенной температуре и давлении атм в присутствии катализатора, содержащег плйтину или палладий, или рений на гидрофобном носителе, о т л и ч а ю щи и С я тем, что, с целью упрощения процесса при аналогичной степени очистки, жидкофазное разложение органических соединений осуществляют в бескислородной среде при 210-270 С 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йен тем, что, с целью воз98,3

30 46 60 98,6 96,8

99,0

20 можности ОЧИСТКИ сточных вод, содержащих ;соли металлов органических и минеральных кислот, предварительно термически разлагают соли при той же температуре с последующим отделением осадка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Ошстка сточных вод в химической про1 1Ш1ениости. Л., Химия, 1977, с. 181-189. 2.Авторское свидетельство СССР №2774752, кл. С 02 С 5/04, 05.06.79.