Способ очистки сточных вод от органических веществ

Способ очистки сточных вод от органических веществ

Реферат

 

Использование: очистка нефтесодержащих вод, нефтесодержащего шлама. Сущность изобретения: ведут обработку пероксидом водорода в присутствии катализатора - смеси, по крайней мере, двух ионов, выбранных из группы: при расходе компонентов 1,95 - 5,85 г пероксида водорода и 410^-7 - 110_-1 г смеси ионов на 1 г нефтепродукта и процесс ведут при 34 - 100^oC. 1 табл.

Изобретение относится к способам очистки нефтесодержащих вод, нефтесодержащего шлама, состоящего из песка, глины с адсорбированными нефтепродуктами, окислителями и может быть использовано в нефтяной, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, где требуется очистка нефтесодержащих вод и нефтесодержащего шлама. Целью изобретения является повышение степени очистки и ускорение процесса очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты. Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки сточных вод от нефтепродуктов обработкой пероксидом водорода в присутствии катализатора, в качестве катализатора используют смесь, по крайней мере, двух ионов, выбранных из группы , при расходе компонентов 1,95 5,85 г пероксида водорода и 410^-7 110^-1 г смеси ионов на 1 г нефтепродукта и осуществляют обработку при температуре 34 100^oC. Для осуществления способа раствор, содержащий, например, 985,25 г воды и 5 г нефтепродукта подвергаются обработке, например, 9,75 г пероксида водорода, 0,001 г CuSO₄ и 0,001 г Na₂MoO₄. В полученном растворе содержится 0,5 мас. (0,015 моль/л) нефтепродукта,0,975 мас. (0,287 моль/л) пероксида водорода, 10_-6 мас. катализатора CuSO₄ и 10^-6 мас. катализатора Na₂MoO₄. В качестве нефтепродукта используют шлам, состоящий на 90 мас. (4,5 г) из мазута и на 10 мас. (0,5 г) из гудрона, смешанных с песком. Из раствора каждые 15 мин отбирают пробу весом 100 г и анализируют на содержание в ней нефтепродукта методом омыления нефтепродукта и титрования избытка щелочи раствором соляной кислоты. Для сравнения готовят аналогичный раствор с использованием в качестве катализатора сидерита (по прототипу), а также растворы с использованием в качестве катализатора отдельно взятых ионов . Все растворы имеют исходное значение pH 7. Данные по времени очистки растворов от нефтепродуктов в зависимости от весового соотношения между пероксидом водорода, смесью катализаторов и их составом и нефтепродуктом и температуры проведения процесса очистки, а также данные по очистке растворов сравнения от нефтепродуктов приведены в таблице. Результаты, представленные в таблице, показывают, что при очистке нефтяного шлама предложенным способом, происходит быстрое и полное разложение нефтепродуктов до экологически чистых CO₂ и H₂O, в то время как при очистке с использованием в качестве катализатора сидерита (по прототипу) или отдельных ионов Cu²⁺,MoO²₄^-,WO²₄,Cr₂O²₇^- удаления шлама нефтепродукта в течение 120 мин не происходит. При этом скорость очистки в предложенном способе возрастает при увеличении концентрации пероксида водорода, концентрации и числа используемых ионов, а также температуры очистки. Граничные условия для концентрации пероксида водорода 1,95 5,85 г на 1 г нефтепродукта обусловлены тем, что при расходе пероксида водорода менее 1,95 на 1 г нефтепродукта не происходит полного разрушения нефтепродукта из-за недостатка пероксида водорода. При расходе пероксида водорода свыше 5,85 г на 1 г нефтепродукта скорость разрушения нефтепродукта практически не возрастает, что обусловлено ограничением диффузного подвода пероксида водорода к нефтепродуктам, которые, как правило, находятся в полужидком состоянии, то есть дальнейшее увеличение расхода пероксида водорода не приводит к увеличению скорости разложения нефтепродуктов. Граничные условия концентрации смеси ионов 410^-7 - 110^-1 г на 1 г нефтепродукта обусловлены тем, что при расходе смеси ионов менее 410^-7 г на 1 г нефтепродукта не происходит полного разрушения нефтепродукта в течение 120 мин из-за того, что такая концентрация катализатора не оказывает существенного влияния на скорость и глубину протекания процесса очистки. При расходе смеси ионов свыше 110^-1 г на 1 г нефтепродукта скорость очистки и глубина процесса разрушения нефтепродуктов практически не возрастают, так как при более высокой концентрации скорость процесса очистки определяется уже не количеством ионов, а диффузной скоростью их подвода, как и пероксида водорода, к нефтепродуктам. Кроме того, дальнейшее увеличение концентрации катализатора экологически нецелесообразно и может вызвать загрязнение очищаемых вод и шлама. Границы температурного интервала 34 100^oC проведения процесса очистки обусловлены тем, что при температуре ниже 34^oC ионы катализатора не образуют с пероксидом водорода коллоидный пероксид, что, в свою очередь, не позволяет производить эффективную очистку шлама и воды от нефтепродуктов с высокой скоростью. При температуре процесса очистки свыше 100^oC происходит резкое вскипание и перемешивание шлама, раствора и других компонентов, что резко снижает эффективность применения предложенного способа из-за прерывания контакта между нефтепродуктами, пероксидом водорода и катализатором и вскипания и выплескивания воды. Предложенный способ очистки сточных вод от нефтепродуктов позволяет быстро (на порядок быстрее, чем по прототипу) и до экологически безвредных CO₂ и H₂O разрушать шлам, содержащий нефтепродукты тяжелее воды в полужидком состоянии, и находящийся на дне водоемов, производят эффективную очистку последних.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от органических веществ, включающий обработку пероксидом водорода в присутствии катализатора, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и ускорения процесса очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты, в качестве катализатора используют смесь по крайней мере двух ионов, выбранных из группы Cr₂O²₇^-, MoO²₄^-, WO²₄^-, Cu²⁺ при расходе компонентов 1,95 5,85 г пероксида водорода и 4 10^-7 1 10^-1 г смеси ионов на 1 г нефтепродукта, и осуществляют обработку при 34 100^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4