Способ очистки сточных вод от органических соединений

Способ очистки сточных вод от органических соединений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()859309

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ

Союз Советск ив

Социалистнческиа

Ресттублик (61) Дополнительное к авт. свив-ву (22) Заявлено 17. 12. 79 (21) 2852810/29-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5! )М. Кл.

С 02 F 1/02

3Ъаударстаанаы11 квиитат

СССР

IN двлаи нзабретений и вткрь1ткй

ОпУбликовано 30 08.81. Бюллетень М 32 (53) YgK 663.04 (088,8) Дата опубликования описания 02. 09.81

И. И. Иоффе, Э. В. Рубинская, А. Г. Немчен

К. А. Галуткина, Г. П. Явшиц и К. П. Макси (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Изобретение относится к способам. очистки промышленных сточных вод от органических веществ и может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен термоокислительный способ обезвреживания сточных вод, в том числе "огневой" способ 1.11.

Недостатком указанного способа является повышенный расход топлива. то

Наиболее .близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки сточных вод от органических соединений путем жидкофазного окисления кислородсодержащим газом при о 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 1.2) .

Однако необходимость применения в качестве окислителя кислородсодержащего газа, находящегося под давлением, требует наличия специального оборудования для компримирования воздуха, что усложняет общую технологию очистки, 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 каталнзатора, содержащего платину или палладий, или рений на гидрофобном носителе, жидкофазное разложение органических соединений осуществляют в бескислородной среде при

210-27О С. С целью возможности очиста ки сточных вод, содержащих соли метал3 85930 лов органических и минеральных кислот, предварительно термически разлагают соли при той же температуре с после.дующим отделением осадка.

Сущность предлагаемого способа за5 ключается в том, что сточную воду,,содержащую органические соединения различных классов, например альдегиды, кетоны, простые и сложные эфиры, карбоновые кислоты, спирты, полигликоли; циклические ацетали и другие, в том числе биологически неокисляемые ве30

l,53

0,03

1,35

1,04

0,28

0,028

0,0024

0,0005

0,0005

Характеристика сточной воды после каталитической очистки, г/л:

ХПК 0,086

55.

Концентрация формальдегида 0,005 рн 7,1

Степень очистки воды, 7:

По ХПК 98,3 щества, а также соли металлов органических и минеральных кислот, подвергают очистке в две ступени. Вначале воду пропускают через реактор или теплообменник при 210-270 С и давлео нии 20-60 атм с объемной скоростью

3-10 ч и отделяют выпавшие гидрооки-си -Металлов, например, в гидроциклоне или фильтрацией, затем при тех же условиях ее пропускают через реактор, заполненный катализатором, содержащим платину или палладий, или рений на гидрофобном носителе. В случае очистки сточных вод, не содержащих солей металлов, очистку проводят в одну ступень путем разложения содержащихся в воде органических примесей в реакторе над катализатором.

Пример 1. В стальной реактор объемом 0 15 л помещают 0,1 л сточной воды производства изопрена следующего состава, г/л:

Химическое потребление кислорода (ХПК) 5,04

Сумма карбонильных соединений (в пересчете на формальдегид)

Метанол

Муравьиная кислота

Плотный остаток

Прокаленный остаток

Железо (Ге 1)

Хром (Сг )

Никель (й1+ )

Алюминий (Al )

Высококипящие побочные продукты синтеза (ВПП), трудноокисляе- 0,5-1,0 мые биологически, в том числе

З-метил-1,3,5-пентакриол 0,1-0,3

3-метилбутандиол-1,3 0,1-0,2

4-этилолдиоксан-1,3 0,1-0,3

9 ф

4-метилтетрагидропиранол 0,1-0,2.

3-гидроксиметил-4-метил-4-гидрокситетрагидропиран 0,1 рн 3,44

После герметизации реактор нагревают 1 мин до 240 С и выдерживают при этой температуре 5 мин для разрушения солей. Затем его охлаждают, разгружают, выпавшие гидроокиси металлов отделяют от жидкости фильтрованием или центрифугированием и анализируют раствор на содержание ионов железа, хрома, никеля, алюминия и на прокаленный остаток.

Характеристика сточной воды после разложения солей, г/л:

ХПК 3,72

Fe 0,0004

+3 .+9

Cr, Ni, Al Отсутствуют

Прокаленный остаток 0 012 рН 6,3

Степень очистки воды, 7:

По XIIK 26,2

По Fe+ 98,6

По минеральным веществам 95,7

Затем в стальной реактор объемом

0,15 л загружают катализатор, содержа- щий платину 8 r 0,66 вес.7. платины на угле с фракциями до 0.,040,125 мм, и заливают 0,1 л предварительно освобожденной от растворимых солей сточной .воды производства изопрена. После герметизации воздух вытесняют аргоном, нагревают реактор

1 мин до 230 С и давления 30 атм и разрушают органические вещества при перемешивании в течение 5 мин.

После окончания эксперимента ре.актор 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.

859309

По формальдегиду 99,7

По муравьиной кислоте 100,0

В очищенной воде отсутствуют биологически трудноокисляемые ВПП. 5

Л р и м е р 2. Сточную воду производства полигликолей с ХПК 2,16 г/л и рН 4,6, содержащую ацетальдегид, этилацетат, диоксан, моноэтиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгли- 10 коль, тетраэтиленгликоль и растворимые соли (прокаленный остаток 0,14 г/

/л), подвергают обработке аналогично условиям из примера 1, но при температуре предварительной обработки для разрушения солей 220 С и времени об- работки 30 мин, затем на катализаторе (0,7% палладия на корунде) при

260 С и давлении 46 атм (количестве катализатора 4Z). 20

Характеристика сточной воды после разложения солей, г/л.

ХНК .1,74

Прокаленный остаток 0,008

Степень очистки воды, X:

По ХПК 17,9

По минеральным веществам 94,3

Характеристика сточной воды после каталитической очистки, г/л:

ХПК 0,03 рН 6,9

Степень очистки воды

rIo XIIK 98,6

В очищенной воде отсутствуют био- З5 логически трудноокисляемые полигликоли.

Пример 3. Сточную воду производства бутиловых спиртов с ХПК

1,62 г/л и рН 4,7, содержащую н-бу- 40 танол, изобутанол, ацетали, биологически трудноокисляемые амилацетат, бутилфорииат и растворимые соли муравьиной и уксусной кислот (прокаленный остаток 0,22 г/л), подвергают 45 обработке по проточной схеме, пропуская последовательно через реактор, гидроциклон и реактор, в первом из которых происходит термическое разложение солей, в гидроциклоне — отде- 50 ление взвешенных минеральных веществ, а во втором реакторе, загруженном гранулированным катализатором (0,4 вес.7 рения на фарфоре) — раз л жение органических. веществ при

270 С, давлении 60 атм и объемной скорости 3,0 ч

Хар акт ерис тика с точной воды после очистки, г/л:

ХПК 0,02

Прокаленный остаток 0,04

РН 7,3

Степень очистки воды, 7:

По XIIK 98,8

По минеральным веществам 81,8

Пример 4. Сточную воду производства фенола с ХПК 4,6 г/л и рН

6,92 подвергают обработке аналогично примеру 3, а затеи направляют в реактор, заполненный гранулированным катализатором (0,4 вес.7 палладия на шамоте) при 210 С, давлении 20 атм и объемной скорости !О ч

Характеристика сточной воды после очистки, г/л:

Концентрация фенола 0,07

ХПК 0,05 рН 5,65

Степень очистки воды, 7:

IIo ХПК 99,0

По фенолу 97,1

Результаты испытаний приведены в таблице.

Использование предлагаемого спосо.ба по сравнению с известньм позволяет полностью исключить присутствие кислородсодержащего газа-окислителя, сохраняя высокую степень очистки, упростить технологию за счет исключения компримирующего оборудования, улучшить технико-экономические показатели процесса, увеличив срок службы катализатора за счет предварительного разрушения солей. При этом катализатор без предварительного рззложе» ния солей работает без снижения активности 200 ч, а с предварительным разложением †. 2000 ч.

Температура, С

859309

Разложение солей аталитическая очистка

Температура, ОС

Давление, атм

Степень очистки по ХПК, Ж

Степень разложе ния, У

Состав катализатор

Активный Носител компонент вес.X

30 98,3

240

Pt 0,66 Уголь 230

46 98,6

Pd 0,7, Re 0,4

Корунд 260

220

60 98,8

Пористый 270 фарфор

270. 95,5

Pd 0,4

20 99,0

Шамот 210

Формула изобретения

Составитель А. Богачев

Редактор М. Митвовка Техвеп М.Гопника Ков1зектоо М. Шавоши

Заказ 7454/36 Тираж 1007 Подписное

ВНМИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Рауаская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1, Способ очистки сточных вод от органических соединений путем жидкофазного разложения при повышенной. температуре и давлении 20-60 атм в присутатвии катализатора, содержащего платину или палладий, или рений на гидрофобном носителе, о т л и ч а— ю шийся 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 аю шийся тем, что, с целью возможности 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

l. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И.

Очистка сточных вод в химической проиьинленности. Л., "Химия", 1977, с. 181-189.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 2774752, кл. С 02 С 5/04, 05.06.79.