Способ обработки сточных вод, содержащих трудноразлагаемые вредные вещества

Способ обработки сточных вод, содержащих трудноразлагаемые вредные вещества

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу обработки сточных вод, содержащих трудноразлагаемые вредные вещества. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу обработки сточных вод, который коагулирует и отделяет трудноразлагаемые вредные вещества от сточных вод, содержащих трудноразлагаемые вредные вещества, и эффективно разлагает выделенные трудноразлагаемые вредные вещества.

Уровень техники

Трудноразлагаемые вещества, такие как диоксины, известны в качестве веществ, вредных для организма человека, то есть трудноразлагаемые вредные вещества высвобождаются в природную окружающую среду из мусоросжигательной установки для городских отходов или промышленных отходов и из различного оборудования или установок, где есть горение.

Кроме того, в процессе производства химических веществ непреднамеренно высвобождаются различные виды органических соединений, которые будут производить отрицательное воздействие на окружающую среду, вызывая большие социальные проблемы. Хотя механизм генерирования хлорированных ароматических соединений, таких как диоксины, хлорфенол, хлорбензол, неочевиден, утверждается, что они генерируются в процессе обработки отходящего газа с низкой температурой в присутствии негорючего углерода, воздуха, влажности, неорганического хлора, и тому подобное.

В качестве источников высвобождения сточных вод, содержащих эти соединения, известны установки для отбеливания на основе хлорида в установке для производства Крафт-целлюлозы, установки для разложения отходов PCB (полихлорированных дифенилов) или переработанных PCB, очистное оборудование для примеси PCB или переработанного продукта PCB, очистное оборудование, модифицирующее плавильную печь для обеспечения производства алюминия и сплавов алюминия, установки для сбора пыли влажного типа, сточные воды, высвобождающиеся из шахты, и тому подобное. А именно, способ, использующий соединения, содержащие хлориды, имеет вероятность генерирования указанных выше сточных вод.

Кроме того, стандарт загрязнения водной окружающей среды был пересмотрен Министерством окружающей среды, и в результате, такие органические соединения, как трихлорэтилен, тетрахлорэтилен, PCB, были добавлены в него в качестве веществ, регулируемых стандартом качества окружающей среды, в котором до этого главными объектами были тяжелые металлы. Является вероятным, что небольшое количество вредного вещества, такого как органическое соединение фосфора, PCB, трихлорэтилен, диоксины, бисфенолы и так далее, содержатся в промышленных сточных водах, в дополнение к маслам, химической потребности в кислороде (ХПК), биологической потребности в кислороде (БПК) и суспендированному веществу (SS).

Традиционно, разрабатываются технологии для разложения трудноразлагаемых вредных веществ в сточных водах, которые удаляют трудноразлагаемые вредные вещества настолько, насколько это возможно, из обрабатываемых сточных вод, содержащих трудноразлагаемые вредные вещества, посредством фильтрующего оборудования, способа мембранного разделения, и тому подобное (сошлемся, например, на нерассмотренную выложенную заявку на патент Японии № Hei 11-99395).

Для целей обработки сточных вод, содержащих трудноразлагаемые вредные вещества, как рассмотрено выше в качестве предварительной обработки, осуществляется фильтрационная обработка, биоорганическая обработка, или что-либо подобное, а затем, в качестве конечной обработки, осуществляется обработка озоном, обработка ультрафиолетом, обработка катализатором, обработка активированным углем или что-либо подобное. Таким образом, как здесь описано, являются необходимыми разложение и удаление трудноразлагаемых вредных веществ, которые в прошлом потребляли большое количество рабочего времени и материалов.

Кроме того, принимая обработку ультрафиолетом в качестве примера, она представляет собой технологию, которая может давать преимущество только по отношению к реакционной системе, в которую могут проникать ультрафиолетовые лучи, и имеется та проблема, что она не может применяться по отношению к твердому продукту или по отношению к жидкости, содержащей твердый продукт. Более того, необходимо удаление трудноразлагаемых вредных веществ посредством предварительной обработки специально для их переработки в безвредные вещества, чтобы предотвратить вторичное загрязнение.

Соответственно, разработка технологии обработки разложением для этих трудноразлагаемых вредных веществ, эффективно и без загрязнения организма человека или окружающей среды, опять-таки, является очень желательной.

Описание изобретения

Целью настоящего изобретения является создание способа обработки сточных вод, содержащих трудноразлагаемые вредные вещества, который коагулирует и отделяет трудноразлагаемые вредные вещества от сточных вод и эффективно разлагает выделенные трудноразлагаемые вредные вещества в твердом состоянии.

В результате интенсивных широких исследований и изучения, проделанных авторами настоящего изобретения для достижения цели, обнаружено, что разделение твердых продуктов и жидкости, которое отделяет твердый продукт, содержащий трудноразлагаемое вредное вещество, от жидкости, с использованием коагулянта, и разложение трудноразлагаемого вредного вещества посредством приведения пероксида в контакт с выделенным твердым продуктом достигает цели. Поскольку это так, было осуществлено настоящее изобретение на основе указанных выше данных и информации.

А именно, настоящее изобретение предусматривает:

(1) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ, включающий в себя:

(A) стадию добавления коагулянта в сточные воды, содержащие трудноразлагаемое вредное вещество,

(B) стадию выполнения разделения твердых продуктов и жидкости, на которой отделяют твердый продукт, содержащий трудноразлагаемое вредное вещество, от жидкости, и

(C) стадию разложения трудноразлагаемого вредного вещества посредством приведения пероксида в контакт с выделенным твердым продуктом;

(2) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (1), выше, в котором трудноразлагаемое вредное вещество представляет собой, по меньшей мере, один вид, выбранный из группы, состоящей из дибензодиоксингалогенидов, дибензофурангалогенидов, полихлорированных бифенилов, бензолгалогенидов, алкилфенолов, фенолгалогенидов, алкангалогенидов, алкенгалогенидов, сложных эфиров фталевой кислоты, бисфенолов и полициклических ароматических углеводородов;

(3) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (1), выше, в котором коагулянт, используемый на стадии (A), представляет собой, по меньшей мере, один вид, выбранный из группы, состоящей из полиакриловой кислоты, полиакриламидной смолы, коагулянта на основе железа и коагулянта на основе алюминия;

(4) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (3), выше, в котором коагулянт на основе железа представляет собой, по меньшей мере, один вид, выбранный из группы, состоящей из сульфата железа (III), полисульфата железа (III), хлорида железа (III) и полихлорида железа (III);

(5) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (3), выше, в котором коагулянт на основе алюминия представляет собой, по меньшей мере, одно соединение из хлорида алюминия и полиалюминия хлорида;

(6) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (1), выше, где дополнительно добавляют промотор коагуляции на стадии (A);

(7) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (6), выше, в котором промотор коагуляции представляет собой неорганический пористый материал или органический пористый материал;

(8) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (6), выше, в котором промотор коагуляции представляет собой, по меньшей мере, один вид промотора, выбранный из группы, состоящей из ионообменной смолы, диатомовой земли, активированной глины, цеолита, перлита и активированного угля;

(9) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (1), выше, в котором на стадии (B) используется способ фильтрования, способ разделения центрифугированием или способ мембранного разделения;

(10) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (1), выше, в котором пероксид, используемый на стадии (C), представляет собой окисляющий агент;

(11) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (10), выше, в котором окисляющий агент, представляет собой, по меньшей мере, одно соединение из персульфата и перманганата;

(12) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (11), выше, в котором персульфат представляет собой, по меньшей мере, один вид, выбранный из группы, состоящей из персульфата аммония, персульфата натрия и персульфата калия;

(13) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (11), выше, в котором перманганат представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из перманганата натрия и перманганата калия;

(14) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (1), выше, в котором пероксид, используемый на стадии (C), представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из соли пероксокислоты, супероксида и органического пероксида;

(15) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (14), выше, в котором соль пероксокислоты представляет собой перборат или органический пероксид;

(16) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (14), выше, в котором супероксид представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из перекиси калия, перекиси натрия, перекиси бария и перекиси магния;

(17) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (14), выше, в котором органический пероксид представляет собой ди(трет-бутил)пероксид или дикумилпероксид;

(18) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ, включающий в себя

(A) стадию добавления адсорбента в сточные воды, содержащие трудноразлагаемое вредное вещество,

(B) стадию осуществления разделения твердых продуктов и жидкости, на которой отделяют твердый продукт, содержащий трудноразлагаемое вредное вещество, от жидкости, и

(C) стадию разложения трудноразлагаемого вредного вещества посредством приведения пероксида в контакт с выделенным твердым продуктом;

(19) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (18), выше, в котором адсорбент представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из ионообменной смолы, диатомовой земли, активированной глины, цеолита, перлита, диоксида титана и активированного угля;

(20) Способ обработки трудноразлагаемого вещества, в котором трудноразлагаемое вещество, адсорбированное в твердом продукте, приводят в контакт с пероксидами, в количестве 100 моль или более на моль трудноразлагаемого вещества, без осуществления какой-либо операции десорбции;

(21) Способ обработки трудноразлагаемого вещества по пункту (20), выше, в котором твердый продукт представляет собой любой продукт из почвы, отстоя, золы после сжигания мусора, или адсорбента;

(22) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (20), выше, в котором трудноразлагаемое вещество представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из дибензодиоксингалогенидов, дибензофурангалогенидов, полихлорированных бифенилов, бензолгалогенидов, алкилфенолов, фенолгалогенидов, алкангалогенидов, алкенгалогенидов, сложных эфиров фталевой кислоты, бисфенолов и полициклических ароматических углеводородов;

(23) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (20), выше, в котором пероксид представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из соли пероксокислоты, супероксида и органического пероксида;

(24) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (23), выше, в котором соль пероксокислоты представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из персульфата, перманганата, пербората и органического пероксида;

(25) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (24), выше, в котором персульфат представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из персульфата аммония, персульфата натрия и персульфата калия;

(26) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (24), выше, в котором перманганат представляет собой любое соединение из перманганата натрия и перманганата калия;

(27) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (23), выше, в котором супероксид представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из перекиси калия, перекиси натрия, перекиси бария и перекиси магния; и

(28) Способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ по пункту (23), выше, в котором органический пероксид представляет собой ди(трет-бутил)пероксид или дикумилпероксид.

Краткое описание чертежей

Чертеж иллюстрирует блок-схему сепаратора твердых продуктов и жидкости с рукавным фильтром, используемого в примерах и сравнительных примерах.

На чертеже номера 1-9 означают клапаны; номер 10 означает рукавный фильтр; номер 11 означает датчик давления для измерения разностного давления в фильтре; номера 12 и 13 означают насосы; номер 14 означает теплообменник; номер 15 означает гидравлический затвор для контроля температуры; и номер 16 обозначает линию для откачки сточных вод.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Прежде всего, первый аспект настоящего изобретения предусматривает способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ, включающий в себя (A) стадию добавления коагулянта в сточные воды, содержащие трудноразлагаемое вредное вещество; (B) стадию осуществления разделения твердых продуктов и жидкости, на которой отделяют твердый продукт, содержащий трудноразлагаемое вредное вещество, от жидкости; и (C) стадию разложения трудноразлагаемого вредного вещества посредством приведения пероксида в контакт с выделенным твердым продуктом.

Примеры трудноразлагаемых вредных веществ в способе обработки сточных вод, содержащих трудноразлагаемые вредные вещества (он может описываться ниже просто как "способ обработки сточных вод") в настоящем изобретении включают в себя дибензодиоксингалогениды (диоксины), дибензофурангалогениды, полихлорированные бифенилы (PCB), бензолгалогениды, алкилфенолы, фенолгалогениды, алкангалогениды, алкенгалогениды, сложные эфиры фталевой кислоты, бисфенолы и полициклические ароматические углеводороды.

Типичные примеры дибензодиоксингалогенидов включают в себя такие соединения, как 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин,

1,2,3,7,8-пентадихлордибензо-п-диоксин,

1,2,3,4,7,8-гексахлордибензо-п-диоксин,

1,2,3,4,6,7,8-гептахлордибензо-п-диоксин,

1,2,3,4,6,7,8,9-октахлордибензо-п-диоксин, и тому подобное.

Типичные примеры дибензофурангалогенидов включают в себя такие соединения, как 2,3,7,8-тетрахлордибензофуран,

1,2,3,7,8-пентахлордибензофуран,

2,3,4,7,8-пентахлордибензофуран,

1,2,3,4,7,8-гексахлордибензофуран,

1,2,3,6,7,8-гексахлордибензофуран,

1,2,3,7,8,9-гексахлордибензофуран,

2,3,4,6,7,8-гексахлордибензофуран,

1,2,3,4,6,7,8-гептахлордибензофуран,

1,2,3,4,6,7,8,9-октахлордибензофуран, и тому подобное.

В качестве полихлорированных бифенилов имеются PCB Coplanar, у которых атом хлора является замещенным, исключая орто-положение, конкретные примеры включают в себя такие соединения, как 3,3',4,4'-тетрахлорбифенол, 3,3',4,4',5-пентахлорбифенол, 3,3',4,4',5,5'-гексахлорбифенол, и тому подобное.

Типичные примеры бензолгалогенидов включают в себя такие соединения, как хлорбензол, дихлорбензол, трихлорбензол, тетрахлорбензол, пентахлорбензол, гексахлорбензол, и тому подобное.

Типичные примеры алкилфенолов включают в себя такие соединения, как трет-бутилфенол, нонилфенол, октилфенол, пентилфенол, и тому подобное, и типичные примеры фенолгалогенидов включают в себя такие соединения, как хлорфенол, дихлорфенол, трихлорфенол, тетрахлорфенол, пентахлорфенол, и тому подобное.

Типичные примеры алкангалогенидов или алкенгалогенидов включают в себя такие соединения, как дихлорпропан, трихлорпропан, трихлорэтилен, тетрахлорэтилен, дихлорэтилен, и тому подобное, и примеры сложных эфиров фталевой кислоты включают в себя такие соединения, как дибутилфталат, бутилбензилфталат, ди-2-этилгексилфталат, и тому подобное.

Типичные примеры бисфенолов включают в себя такие соединения как 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан (бисфенол A), 1,1-бис(4-гидроксифенил)циклогексан, или что-либо подобное, а типичные примеры гетероциклических ароматических углеводородов включают в себя бензопирен, хризен, бензантрацен, бензофлуорантен, пицен, и тому подобное.

Способ обработки сточных вод по настоящему изобретению предпочтительно применяются к таким трудноразлагаемым вредным веществам, как галогенированные дибензодиоксины (диоксины), полихлорированные бифенилы (PCB), бензолгалогениды, алкилфенолы, фенолгалогениды, бисфенолы и дибензофурангалогениды.

В настоящем изобретении является желательным заранее задавать pH сточных вод, содержащих трудноразлагаемые вредные вещества, в пределах от 6 до 12, до коагулирования трудноразлагаемых вредных веществ путем добавления коагулянта к сточным водам на стадии (A). Когда pH является меньшим, чем 6, трубы устройства для обработки могут подвергаться коррозии, а когда pH превосходит 12, станет сложной нейтрализация сточных вод на последней стадии. Подробное объяснение относительно основного вещества для регулирования pH будет описано ниже, с точки зрения основного вещества.

Осуществление стадии (A), то есть добавление коагулянта в сточные воды с установленным pH, после завершения регулировки указанного выше pH, будет вести к коагулированию трудноразлагаемых вредных веществ.

Что касается коагулянта, используемого в настоящем изобретении, предпочтительным является неорганический коагулянт на основе железа и/или на основе алюминия. Типичные примеры коагулянта на основе железа включают в себя сульфат железа (III), полисульфат железа (III), хлорид железа (III), поли(хлорид железа (III)), и тому подобное, и типичные примеры коагулянта на основе алюминия включают в себя хлорид алюминия, поли(хлорид алюминия), и тому подобное.

Кроме того, может также использоваться органический коагулянт, такой как полиакриловая кислота, полимер на основе полиакриламида, и так далее. Указанный выше коагулянт может использоваться сам по себе или в сочетании двух или более их видов. Добавляемое количество коагулянта специально не ограничивается, и оно может соответствующим образом подбираться в зависимости от вида используемого коагулянта или количества коагулирующего компонента в сточных водах, однако, как правило, оно подбирается в пределах от 0,00001 до 10 мас.%, от количества сточных вод, предпочтительно, в пределах от 0,0001 до 1 мас.%.

В настоящем изобретении, в сочетании с коагулянтом может необязательно использоваться промотор коагуляции. Конкретные примеры промотора коагуляции, используемого в настоящем изобретении, включают в себя неорганический пористый материал, такой как диатомовая земля, цеолит, перлит, активированная глина, и так далее, или органический пористый материал, такой как активированный уголь, ионообменная смола, и тому подобное. Вид промотора коагуляции может выбираться в зависимости от сточных вод, которые должны обрабатываться. Они (промоторы) могут использоваться сами по себе или в сочетании из двух или более их видов. Добавляемое количество промотора коагуляции не является специально ограниченным и соответствующим образом подбирается в зависимости от вида используемого промотора коагуляции или от количества коагулирующего компонента в сточных водах.

В качестве способа добавления промотора коагуляции, существует способ предварительного нанесения покрытия, формирующий слой лепешки на мембране фильтра заранее, и способ введения в объем, в которой добавляют промотор в сточные воды, с последующим фильтрованием. В способе предварительного нанесения покрытия добавляемое количество может определяться по площади поверхности фильтра, а в способе добавления в объем добавляемое количество может определяться на основе эмпирически измерений мутности сточных вод.

Стадия (B) в способе обработки сточных вод представляет собой стадию осуществления разделения твердых продуктов и жидкости, на которой отделяют твердый продукт, содержащий трудноразлагаемые вредные вещества, от жидкости.

На стадии разделения твердых продуктов и жидкости в качестве способа разделения твердых продуктов и жидкости могут использоваться, например, способ мембранного разделения, способ фильтрования, способ разделения центрифугированием и так далее. В способе мембранного разделения в качестве разделительной мембраны могут использоваться различные виды мембран, такие как мембрана для микрофильтрования (MF), мембрана для ультрафильтрования (UF), мембрана для нанофильтрования (NF), мембрана для обратного осмоса (RO) и так далее. Среди них мембрана MF и мембрана UF являются предпочтительными, поскольку они являются эффективными даже при низком давлении, и они являются экономичными с точки зрения стоимости.

В качестве материала для мембраны MF может использоваться любая смола, например, на основе целлюлозы, на основе полиамида, на основе полисульфона, на основе полипропилена, на основе ацетата целлюлозы, на основе полиэфирсульфона, на основе полиакрилонитрила, и так далее.

Кроме того, в качестве материала для мембраны UF может также использоваться любая смола, например, на основе полиамида, на основе полисульфона, на основе полипропилена, на основе поливинилпирролидона и так далее, подобно материалу для мембраны MF. В дополнение к указанным выше различным мембранам, в качестве предпочтительных средств, используется рукавный фильтр.

С другой стороны, в качестве способа фильтрования может использоваться способ фильтрования через песок, и система с поперечным потоком может использоваться в качестве системы фильтрования в целом.

Стадия (C) в способе обработки сточных вод в соответствии с настоящим изобретением представляет собой стадию разложения трудноразлагаемых вредных веществ посредством приведения пероксида в контакт с выделенным твердым продуктом. В способе обработки сточных вод в соответствии с настоящим изобретением, трудноразлагаемые вредные вещества коагулируют в виде указанного выше твердого продукта и способны к окислительному разложению в твердом состоянии под действием пероксида без осуществления операции десорбции. Соответственно, эта операция является простой и удобной, опять-таки, устраняя опасность загрязнения организма человека или окружающей среды.

Примеры пероксида, используемого в настоящем изобретении, включают в себя перманганат, пероксид натрия, соли различных металлов, такие как пероксид бария, пероксид цинка, пероксид кадмия, пероксид калия, пероксид кальция, пероксид хрома, и тому подобное, персульфат, перекись водорода и озон.

Предпочтительные пероксиды, используемые в качестве наиболее предпочтительного окисляющего агента, представляют собой перманганат и персульфат.

Типичные примеры перманганата включают в себя перманганат цинка, перманганат кадмия, перманганат калия, перманганат кальция, перманганат серебра, перманганат стронция, перманганат цезия, перманганат натрия, перманганат бария, перманганат магния, перманганат лития, перманганат рубидия, и тому подобное.

Кроме того, примеры персульфата включают в себя персульфат аммония, персульфат натрия, персульфат калия, гидроперсульфат калия, персульфат свинца и персульфат рубидия, однако, персульфаты, такие как персульфат аммония, персульфат натрия и персульфат калия, являются особенно предпочтительными в качестве окисляющего агента. Они могут использоваться сами по себе или в сочетании из двух или более их видов. Кроме того, используемое молярное количество пероксида предпочтительно составляет 100-кратное или более, более предпочтительно, выбирается в пределах от 10⁴-кратного до 10⁹-кратного, а наиболее предпочтительно, выбирается в пределах от 10⁵-кратного до 10⁸-кратного, по отношению к количеству молей трудноразлагаемых вредных веществ, адсорбируемых твердым продуктом.

Что касается добавляемого количества пероксида, оно является различным, в зависимости от pH сточных вод, которые должны обрабатываться, однако, в случае, когда промотируют только реакцию, добавление можно проводить, принимая во внимание только окисляющую способность надсерной кислоты.

Кроме того, является предпочтительным для пероксида, чтобы он приводился в контакт с твердым продуктом, будучи растворенным в сточных водах, для облегчения разложения, и, кроме того, вместе с ним может присутствовать другой окисляющий агент, такой, например, как перекись водорода или озон. Также, вместе с ними может присутствовать соль металла, оксид металла или что-либо подобное.

Кроме того, в реакционную систему может добавляться подходящим образом органический растворитель для более эффективного осуществления реакции разложения. В качестве органического растворителя предпочтительно может использоваться любой органический растворитель, выбранный из группы, состоящей из кетонов, имеющих от 3 до 6 атомов углерода, спиртов, имеющих от 1 до 4 атомов углерода, и сложных эфиров карбоновых кислот, имеющих от 2 до 6 атомов углерода. Среди них примеры кетонов, имеющих от 3 до 6 атомов углерода, включают в себя ацетон, метилэтилкетон, диэтилкетон, метилизобутилкетон, и тому подобное. Кроме того, примеры спиртов, имеющих от 1 до 4 атомов углерода, включают в себя метиловый спирт, этиловый спирт, изопропанол, различные бутиловые спирты, этиленгликоль, пропиленгликоль, бутиленгликоль, и тому подобное. Кроме того, примеры сложных эфиров карбоновых кислот, имеющих от 2 до 6 атомов углерода, включают в себя метилформиат, этилформиат, метилацетат, этилацетат, метилпропионат, этилпропанат, метилбутират, сложный эфир бутировой кислоты, метилакрилат, этилакрилат и тому подобное. Поскольку эти органические растворители имеют большое сродство к воде, они способны вымывать трудноразлагаемые вредные вещества из внутреннего пространства твердых частиц в область поверхностного слоя твердых частиц.

Хотя персульфаты интенсивно разлагают и генерируют гидросульфатный ион-радикал, сульфатный ион-радикал и гидроксильный радикал, и радикал в дальнейшем разлагает разлагаемые вредные вещества, такие как диоксин, и тому подобное, является предпочтительным перемешивание, после получения твердого продукта трудноразлагаемых вредных веществ, коагулировавших в форме суспензии, для увеличения эффективности разложения, поскольку радикал отдает электрон через короткое время. Чем интенсивнее перемешивание, тем больше растет вероятность того, что радикал и трудноразлагаемые вредные вещества вступят в контакт друг с другом, и это является преимущественным, однако предпочтительным является, чтобы перемешивание осуществлялось в пределах, которые не станут заметно неблагоприятными в экономическом аспекте, по отношению к емкости контейнера для разложения или вязкости суспензии, поскольку перемешивание имеет предел.

Что касается температуры реакции для окислительного разложения трудноразлагаемых вредных веществ, коагулировавших в виде твердого продукта с использованием пероксида, предпочтительно она составляет от комнатной температуры до 100°C. Более предпочтительно, температура реакции находится в пределах от 40°C до 100°C. Когда температура реакции ниже, чем 40°C, для разложения может потребоваться длительное время.

Чем выше температура для окислительной обработки с разложением, тем быстрее растет скорость разложения, однако обработка с разложением при температуре, более высокой, чем температура кипения воды (когда концентрация соли становится высокой, температура кипения становится более высокой, чем 100°C), потребует емкости высокого давления, и соответственно, обработка с разложением при атмосферном давлении, при температуре, более низкой, чем температура кипения, является предпочтительной. Кроме того, в случае, когда обработка с разложением осуществляется при атмосферном давлении, при температуре кипения или при более высокой температуре, становится необходимым создание установки для обработки отходящего газа, ввиду аспекта предотвращения вторичного загрязнения, поскольку при повышенной температуре трудноразлагаемые вредные вещества, такие как диоксин, испаряются вместе с испарением влаги.

В случае окислительного разложения с использованием указанного выше предпочтительного персульфата по настоящему изобретению, для цели поддержания pH 6 или более высокого, предпочтительно, 7 или более высокого, посредством нейтрализации генерируемой серной кислоты и для цели регулирования реакции разложения, является выгодным окислительное разложение в присутствии основного вещества.

Что касается указанного выше основного вещества, является важным выбор соединения, которое не окисляется под действием персульфатов и которое не вызывает вторичного загрязнения в случае переноса обработанной суспензии в конечное местоположение, такое как свалка, или для сброса. В качестве основного вещества используют один или несколько видов, подходящим образом выбранных из гидроксида, оксидов и слабо кислой соли щелочного металла или щелочноземельного металла; аммиака и основных органических соединений.

Предпочтительные примеры гидроксида щелочного металла или щелочноземельных металлов включают в себя гидроксиды натрия, калия, кальция, и тому подобное, а предпочтительные примеры оксида щелочного металла или щелочноземельного металла включают в себя оксид натрия, оксид калия, оксид кальция, оксид бария, перекись натрия, перекись калия, перекись кальция, перекись бария, и тому подобное. Среди указанных выше соединений, супероксиды (перекиси) являются предпочтительными, поскольку они имеют функции окисляющего агента. Кроме того, предпочтительные примеры слабокислотной соли щелочного металла или щелочноземельного металла включают в себя карбонат натрия, карбонат калия, гидрокарбонат натрия, гидрокарбонат калия, фосфат натрия, фосфат калия, и тому подобное, а органические основные соединения представляют собой различные виды аминов.

Эти основные вещества могут заранее добавляться в твердые продукты или могут добавляться небольшими порциями в течение реакции. Таким образом, поддержание pH раствора, где идет реакция разложения, на уровне 6 или выше, предпочтительно, 7 или выше, позволяет использовать дешевый реакционный контейнер, изготовленный из железа, без необходимости в использовании дорогого антикоррозионного реакционного контейнера.

В настоящем изобретении, в случае подачи тепла, способ нагрева не является как-либо ограниченным, и может использоваться любой нагреватель таких типов, как электрический нагреватель, нагреватель с подачей нагретой воды, нагреватель с всасыванием пара, бойлер, и так далее, однако необходимо быть осторожным относительно типа нагревателя с подачей нагретой воды, поскольку содержание воды не должно стать слишком высоким. Слишком высокое содержание влажности понижает концентрацию персульфата в реакции. Что касается времени обработки для окислительного разложения, является невозможным установить его каким-либо общим образом, поскольку оно зависит от температуры обработки или других условий, однако, оно обычно составляет от 10 минут примерно до 50 часов.

В дополнение к этому, в случае, когда трудноразлагаемые вредные вещества сильно коагулируют с образованием твердого продукта, такого как неорганические вещества, является желательным окислительное разложение трудноразлагаемых вредных веществ посредством предварительного приведения персульфатов в контакт с твердым продуктом и проникновение их в твердый продукт, с последующим нагревом или тому подобным.

Путем использования указанных выше условий окислительной обработки с разложением, достигаются благоприятные эффекты, такие как простота работы или исключение опасности загрязнения организма человека или окружающей среды, опять-таки, на основе следующих преимуществ: (1) она делает возможным уменьшение используемого количества персульфата; (2) она делает возможным сокращение времени реакции; (3) она делает возможным понижение температуры реакции; (4) она делает возможным предотвращение коррозии реакционного контейнера; (5) она делает возможным осуществление обработки с окислительным разложением с помощью дешевого реакционного контейнера, изготовленного из железа; и (6) она делает возможным окислительное разложение трудноразлагаемых вредных веществ в твердом состоянии.

В дополнение к этому, небольшое количество диоксина может содержаться в слое раствора, выделенного из твердого продукта. В таком случае, озонирование, обработка ультрафиолетом, обработка катализатором или обработка активированным углем может применяться к слою раствора, в результате разлагая или адсорбируя оставшееся небольшое количество диоксина.

Далее, второй аспект настоящего изобретения предусматривает способ обработки трудноразлагаемых вредных веществ, включающий в себя (a) стадию добавления адсорбента в сточные воды, содержащие трудноразлагаемое вредное вещество; (B) стадию осуществления разделения твердых продуктов и жидкости, на которой отделяют твердый продукт, содержащий трудноразлагаемое вредное вещество, от жидкости; и (C) стадию разложения трудноразлагаемого вредного вещества посредством приведения пероксида в контакт с выделенным твердым продуктом.

А именно, он предусматривает (a) стадию добавления адсорбента в сточные воды, содержащие трудноразлагаемое вредное вещество, вместо стадии добавления коагулянта в сточные воды, содержащие трудноразлагаемое вредное вещество в первом аспекте настоящего изобретения.

В дополнение к этому, (B) стадия осуществления разделения твердых продуктов и жидкости, которая отделяет твердый продукт, содержащий трудноразлагаемое вредное вещество, от жидкости; и (C) стадия разложения трудноразлагаемого вредного вещества посредством приведения пероксида в контакт с выделенным твердым продуктом могут осуществляться таким же способом, как и в предыдущем первом аспекте настоящего изобретения.

Подобно стадии (A) настоящего изобретения, является желательным заранее отрегулировать pH сточных вод, содержащих трудноразлагаемые вредные вещества, в пределах от 6 до 12, перед адсорбцией трудноразлагаемых вредных веществ посредством добавления адсорбента в сточные воды, в качестве стадии (a). Когда pH ниже, чем 6, трубы устройства для обработки могут корродировать, а когда pH превосходит 12, нейтрализация сточных вод на последней стадии станет сложной.

Осуществление стадии (a), то есть добавление адсорбента в сточные воды с установленным pH, после завершения указанного выше установления pH, будет адсорбировать трудноразлагаемые вредные вещества.

Что касается вида адсорбента, используемого на стадии (a), могут использоваться подходящим образом те же неорганические пористые материалы и органические пористые материалы, которые являются промоторами коагуляции, используемыми в указанном выше первом аспекте. Кроме того, в качестве адсорбента, может использоваться двуокись титана (диоксид титана). Конкретные примеры неорганических пористых материалов включают в себя цеолит, диатомовую землю, активированную глину, и тому подобное, а конкретные примеры органических пористых материалов включают в себя активированный уголь, ионообменную смолу, и тому подобное. Они могут использоваться сам по себе или в сочетании из двух или более их видов. Среди адсорбентов предпочтительными являются двуокись титана, активированный уголь, диатомовая земля и ионообменная смола. В частности, предпочтительно применяется активированный уголь, у которого диаметр мезопоры