Способ очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ

Способ очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам очистки промышленных сточных вод, содержащих высокие концентрации различных поверхностно-активных веществ, окислением и может быть использовано на предприятиях машиностроения, приборостроения, электроники и т.д. Целью изобретения является повышение степеней очистки высококонцентрированных сточных вод. Для осуществления способа исходную воду разбавляют до концентрации ПАВ 10 г/л и менее, вводят кислоту сначала до рН 1 - 2, затем избыток кислоты в количестве 0,3 - 1,1 от содержания ПАВ в воде, а перед окислением нагревают воду и раствор перманганата калия до 60 - 80°С раздельно, смешивают и выдерживают в течение 0,5 - 3 ч. Способ обеспечивает высокую степень очистки от ПАВ (99,98 - 99,99%) с одновременной утилизацией диоксида марганца (99,97 - 100%) при исключении вторичного загрязнения воды (0 - 0,03%) комплексными соединениями двухвалентного марганца. 2 табл.

ь

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (Д1)5 С 02 F l/52, l/72

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4433607/23-26 (22) 12,04.88 (46) 07,05.90, Бюл. 11 - 17 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии и

Научно-исследовательский институт прикладной химии (72) В.И.Жаворонкова, С.Н.Бурсова, P.Ô.ÌoHñååâà, А.В.Куликова, .И.К.Харин и Л,А.Савина (53) 663.632.54 .(088.8) (56) Патент СНА У 4303511, кл. С 02 F 1/52, 11,11.81, (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ

ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ (57) Изобретение относится к способам очистки промышленных сточных вод, содержащих высокие концентрации различных поверхностно-активных веществ, Изобретение относится к очистке сточных вод, содержащих высокие концентрации различных поверхностно-активных веществ (ПАВ), окислением и может быть использовано на предприятиях машиностроения, приборостроения, радиоэлектроники и т.д.

Целью изобретения является повьппение степени очистки высококонцентрированных сточных вод, Для осуществления способа очистки высококонцентрированных сточных вод от поверхностно-активных веществ путем окисления перманганатом калия в кислой среде исходную воду разбавля„„SU„„1562327 А 3 окислением и может быть испольэовано на предприятиях машиностроения, приборостроения, электроники и т.д.

Целью изобретения является повьппение степеней очистки высококонцентрированных сточных вод, Для осуществления способа исходную воду разбавляют до концентрации ПАВ 10 г/л и менее, вводят кислоту сначала до рН 1-2, затем избыток кислоты в количестве

0,3-1,1 от содержания ПАВ в воде,а перед окислением нагревают воду и раствор перманганата калия до 60—

80 С раздельно, смешивают и выдерживают в течение 0 5 — 3 ч. Способ обеспечивает высокую степень очистки от ПАВ (99,98-99,99%) с одновременной утилизацией диоксида марганца (99,97-100%) при исключении вторичного загрязнения воды (0-0,03%) комплексными соединениями двухвалентного марганца, 2 табл. ют до концентрации ПАВ 10 г/л и менее, вводят кислоту сначала до рН

1-2, затем избыток кислоты в количестве 0,3-1,1 от содержания ПАВ в во.де, растворяют германганат калия в воде, а перед окислением нагревают воду и раствор перманганата калия до температуры 60-80 С раздельно, С, смешивают и выдерживают в течение

0,5-3 ч. Дозу перманганата калия определяют требуемую степень очистки (в зависимости от условий предприятий, требований СЗС наличия разбавляющих сточных вод, объема очищаемых сточных вод) и находят для сульфонола

1562327

С = 56,37 D дпя ОП-10 и ОП-7

С = 93,6 В для синтанола

I) 0 39 где С вЂ” степень очистки,%;

0 — доза перманганата калия мг/мг ПАВ. !О

Осветленную воду сбрасывают в кислотную канализацию цеха и далее в горколлектор.

При более высоком, чем 10 г/л, содержании ПАВ даже при использовании всех указанных приемов невозможно достигнуть требуемой с гепени восстановления марганца, в результате вода со,",ержит 23 г/л комплексных соединений двухвалентного марганца (в 20 пересчете на двухвалентный марганец) и требуется их дальнейшая доочистка„ так как предельно-допустимая концентрация двухвалентного марганца для сточных вод, принимаемых в горколлек-25 тор, составляет 2 мг/л.

Величина рН в пределах 1-2 и избыток кислоты 0,3-1,1 от количества окисляемых ПАВ являются достаточными для получения высокого эффекта очистки (99,98-99,99%) при практически полном исключении вторичного загI рязнения воды комплексными соединениями двухвалентного марганца и практически полной утилизации диоксида марганца (99,97-100%}.

Величина рН меньше 1 и избыток кислоты больше 1,1 не приводят к увеличению степени очистки по ПАВ (сте- 40 пень очистки 99,55Х) и вторичному загрязнению воды, но возрастает расход кислоты, щелочи на ее нейтрализацию, в результате возрастает солесодержание воды и ухудшается ее качество, Величина рН больше 2 и избыток кислоты меньше 0,3 не позволяют получить высокий эффект очистки вследс.твие недостаточной кислотности среды и снижения окислительного потенциала системы. В результате степень счистки снижается по ПАВ с 99,99 до

99,6 и 98,45% соответственно и возрастает вторичное загрязнение воды с 0-0,3 до 14 и 9Х соответственно.

Нагрев отдельно сточной воды и отдельно раствора перманганата калия о до 60-80 С, последующее смешение их и осуществление реакции окисления только за счет тепла предварительно нагретой воды и раствора КМпО позволяют достигнуть высокой степени очистки (99,99%) и исключить вторичное загрязнение воды комплексными соединениями двухвалентного марганца (0-0,03%).

Нагрев сточной воды и раствора перманганата калия в процессе их смешения и после смешения при выдерживании в течение 0 5-3 ч приводят к снижению степени очистки по ПАВ с

99,98 до 98,45% и вторичному загрязнению воды с 0-0,03 до 18%. Это обусловлено тем, что при любом способе подачи тепла (через змеевик, стенку, при барботаже паром и др.) невозможно избежать локальных перег.— ревов, в результате чу в местах перегрева интенсифицируется реакция глубокого восстановления марганца, а высокая концентрация. ПАВ способствует тому, что реакция окисления сдвигается в сторону образования комплексных соединений двухвалентного марганца и происходит вторичное загрязнение воды, что требует ее дальнейшей очистки.

Температура ниже 60 С не позволяет осуществить полное окисление ПАВ вследствие малой скорости реакции при этой температуре, В результате степень очистки снижается по ПАВ с

99,98-99,99 до 97Х. Температура выше 80 С приводит к интенсификации более глубокого восстановления марганца до двухвалентного, в результате происходит вторичное загрязнение воды его комплексными соединениями и концентрация возрастает с 0

Оу03 до 1 5%

После смешения воды с перманганатом калия смесь выдерживают H течение 0,5-3 ч без перемешивания и без подвода тепла. Перемешивание или подвод тепла интенсифицирует реакцию более глубокого восстановления марганца до двухвалентного, В результате очищаемая вода превращается в суспензию коричневого цвета, которая не отфильтровывается и не Отстаивается, Очистка становится невозможной, При меньшем ((0,5), времени выдерживания реакции не успевает завершиться, сточная вода остается окрашенной в розовый цвет. Степень очист1562327 ки по ПАВ снижается с 99,98-99,99 до 85Х, Большее () 3 ч) время выдерживания не приводит к увеличению степени очистки (степень очистки от ПАВ

99,6, вторичное загрязнение воды отсутствует), но возрастает объем требуемого оборудования и его стоимость

Данные, свидетельствующие о целесообразности выбранных параметров, приведены в табл.1, Оксид марганца отфильтровывают, промывают водой до отсутствия кислоты и утилизируют как сырье. Очищенная вода содержит продукты окисления ПАВ (KHcJIoTblâ спирты,rJIHKoJIH), ее направляют на станцию нейтрализации, а затем сбрасывают в горколпектор, Данные, свидетельствующие о преимуществе предлагаемого способа по сравнению с известным, приведены в табл,2, Пример 1, 1 л сточной воды машиностроительного предприятия,содержащей ?00 г/л синтанола ДС-10, разбавляют водой до содержания IIAB

10 г/л, подкисляют серной кислотой до рН 1, вводят избыток кислоты,равный 0,3 от количества ПАВ в воде (3 г/л), и нагревают до 60 0.0òäåëüно в другой емкости растворяют 35 г перманганата калия и нагревают расто вор до 60 С. Смешивают нагретые раздельно воду и перманганат калия и выдерживают в течение 0,5 ч. Через

0,5 ч осветленную воду сливают в кислотную канализацию, осадок диоксида марганца обезвоживают на вакуумфильтре и промывают водой от остатков кислоты. Степень очистки от синтанола ДС-10 99,98Х остаточное содержание 1,3 мг/л, содержание комплексов двухвалентного марганца отсутствует (в пересчете на двухвалентный марганец), Степень утилизации диоксида марганца 100Х (в пересчете на марганец).

Пример 2. 1 л сточной воды машиностроительного предприятия,содержащей 25 г/л ОП-10, разбавляют водой до содержания ПАВ 10 г/л,подкисляют до рН 2, вводят избыток кислоты, равный 1,1 от количества ПАВ в воде (11 г/л), и нагревают до 80 С.

Отдельно в другой емкости растворяют

15 г перманганата калия и нагревают

6 раствор до 80оС, Смешивают нагретые раздельно воду и перманганат калия и выдерживают в течение 3 ч. Через 3 ч

5 осветленную воду сливают в кислотную канализацию, осадок диоксида марганца обезвоживают на вакуум-фильтре и промывают водой от остатков кислоты.

Степень очистки от ПАВ 99,99Х (оста" точное содержание мг/л), содержание комплексов двухвалентного марганца 1,56 кг/л (О,ОЗХ в пересчете на двухвалентный марганец), степень утилизации диоксида марганца 99,97Х (в пересчете на марганец).

Пример 3. 1 л сточной воды по примеру 2 подкисляют до рН 1,7, вводят избыток кислоты в количестве

0,7 от количества ПАВ в воде (7 г/л)

20 и нагревают до 70 С. В нагретую воду, о не отключая подвода тепла, приливают раствор перманганата калия (15 г) и продолжают перемешивание при одновременном подводе тепла еще l 5 ч.

25 Через 1,5 ч вода представляет собой коричневую суспензию, которая не фильтруется, не отстаивается в течение нескольких дней, Пример 4, 1 л сточной воды

30 по примеру 1 подкисляют серной кислотой до рН 2,5, вводят избыток кислоты в количестве 1,2 от количества

ПАВ в воде (12 г/л), нагревают до

90 С. Отдельно в другой емкости растворяют 35 г перманганата калия и о нагревают раствор до 90 С. Смешивают нагретые раздельно воду и перманганат калия и выдерживают 3,5 ч. Через

3,5 ч осветленную воду сливают в кис40 лотную канализацию, осадок диоксида марганца обезвоживают на вакуумфильтре и промывают водой от остатков кислоты. Степень очистки от ПАВ

99,97Х (остаточное содержание 3 мг/л), 45 содержание комплексов двухвалентного марганца 12,1 г/л (в пересчете на двухвалентный марганец 35Х), степень утилизации диоксида марганца 65_#_ (в пересчете на двухвалентный марганец).

Приме р 5. 1 л сточной воды по примеру 2 подкисляют до рН 0,9, вводят избыток кислоты в количестве

0,2 от количества ПАВ в воде (2 r/ë) и нагревают до 50 С. Отдельно в

5 другой емкости растворяют 15 г перманганата калия и нагревают раствор о до 50 С, Смешивают нагретые раздель- . но воду и раствор перманганата калия и выдерживают в течение 0,3 ч. Через

1562327 таблица l

"lаличие

Наличие подачи тепла при выдерживании

ТемпеИзбыток кислоты

Время

Степень Степень

Степень >сремешнв гон>я рН ратура, о! выдерживания, tf очистки утилиот ПАВ, зпции, % % вторичного заг"

Показания после рязнения воды (в пересчете нэ марганец двухвалентный2 введения кислоты

6,5

1,75

0> 70 о,5

Вода окрашена в красный цвет

Непроизводительный расход кислоты,увеличение солесодеркания! оо

6,5

0,9

О,7О

l 5

99,5

100

6 5

9,4

7О-ВО

1,75

i,eo

0,7О

0,20

1,5

1,0

97,О

98,45! оо

Подача тепла

Перемешиванне

9,4

i,î

l>75

i,о

0,70 о,зо

l>0

0,5

98,4

99,98

82

lÎÎ! в о

Наиболее целесообразный интервал

1 >5

5,О з,о з,о з,о

6,5 ! о

ll ! о о

7О во

90 во

1,75

2 0

2,О

2,0

2,5

99,99

99,99

99,97

99,97

99,6

0,7

1,1

1,1

1>! .т1>1! оо

99,97

77

86 о о,оз з

i5,О

Таблица2

Предлагаемый способ

Известный способ

Степень втоСтепень утилизации, Х

Степень утилиза ции, Х

Степень очистСтепень Степень ричного загрязнения (в пересчете на

Mn0) Х вторичного очистки от

ПАВ,Х ки от

ПАВ, Х загрязнения (в пересчете! на MnO), Х

99,6 60 40 99,6-99,98 99,97-100 0-0,03

0,3 ч вода остается окрашенной в розовый цвет и мутной. Степень очистки от ПАВ 90Х (остаточное содержание 1000 мг/л), содержание.,комплексов двухвалентного марганца отсутствует.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает высокую степень очистки от ПАВ (99,98-99,99Х) с одновременной утилизацией диоксида марганца (99,97-100X) при исключении вторичного вагрязнения воды (0—

О,ОЗХ) комплексными соединениями двухвалентного марганца с продуктами окисления ПАВ.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ,включающий введение кислоты и окисление перманганатом калия, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьппения степени очистки высококонцентрированных сточных вод, в сточные воды с концентрацией ПАВ не более

I0 г/л вводят кислоту сначала до рН 1-2, затем избыток кислоты в количестве 0,3-1,1 от содержания ПАВ в воде, а перед окислением воду и раствор перманганата калия нагревают раздельно до 60-80 С, смешивают и выдерживают 0,5-3 ч.