Способ очистки сточных вод от фосфоновых кислот и их солей

Способ очистки сточных вод от фосфоновых кислот и их солей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (1979279

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 05.01.81 (21) 3230295/23"26 (51)NL. Кл.

С 02 F 1/78 с присоединением заявки М

3Ъсударстеенный комитет (23) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07. 12.82. Бюллетень Фе 45

Дата опубликования описания 09.12.82 (53) УЙК 628.349 (088.8) В.Е. Вяткин, О.В. Лапицкая, В.К. Легин, Н.П." Ржевцев и В,X. Сенчилло ( ь

/ .,„

I (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

ОТ ФОСФОНОВЫХ КИСЛОТ И ИХ

СОЛЕГ1

Изобретение относится к способам очистки сточных вод, образующихся при отмывке поверхностей теплообменных аппаратов и коммуникаций от отложений солей жесткости и окислов конструкционных материалов, а также при пассивации поверхностей оборудования.

В настоящее время для отмывки оборудования от отложений используют водные растворы моно- и дифосфоновых кис-io лот. Являясь сильными комплексообразователями, дифосфоновые кислоты обеспечивают эффективную очистку оборудования от отложений в широком интервале рН и солевых составов растворов.

Соединения фосфоновых кислот устойчивы при повышенных температурах и в присутствии сильных окислителей. Присутствие бостоновых кислот значительно затрудняет выбор способа переработ-2О ки отходов, влияет на выделение иэ отходов ценных компонентов, а часто делает переработку невозможной. В связи с этим во многих случаях вбБГикает необходимость разрушения Фосфоновых кислот, содержащихся в сточных водах.

Известен способ окисления метилфосфоновой кислоты озоновоздушной смесью при рН = 8,0-.8,5 (1). Однако степень разрушения метил-Оосфоновой кислоты за 5 ч озонирования составляет в этом случае 1,53.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является способ окисления метилфосфоновой кислоты озоном в присутствии катализаторов (2).

Озонирооанию подвергают раствор, содержащий 0,1 r нетилфосйоновой кислоты и 2 г Со(НО ) 6Н О в 40 мл воды, что соответствует содержанию 2,5 г/л кислоты и 50 г/л соли. Время озонирования 9 ч.Степень разрушения Фосфоновой кислоты с образованием фосфорной кислоты 40 . При уменьшении

79 4 случае должны использоваться незначительные количества катализаторов, образующих нерастворимые ортофосфаты, например Се (III). Одновременно с введением катализаторов вводят ион, не являющийся катализатором, но образующий нерастворимые ортофосфаты, например Са (II), в количествах стехиометрических с Фосфат-ионом. В любых случаях количество катализатора не должно быть меньше, чем 50-100 мг/л, так к к в противном случае его применение малоэффективно.

П р и и е р. Очистке подвергают модельный сток, содержащий 5 г/л (0,025 И )оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ОЭДФК ). Промежуточными продуктами разрушения этой кислоты являются монофосфоновые кислоты. Обработку производят озонокислородной смесью, концентрация озона в смеси 50 r/ì .

Расход смеси 0,006 н /ч. Температура раствора + = 90 С, рН = 14. Время озонирования 2 ч. Объем раствора

100 мл.

a) в сток ввоДят катализатор, образуюций нерастворимые Фосфаты - азотнокислае железо в концентрации 3 г/л ро иону Ге (11I} и осуществляют озо- нирование в описанном режиме;

1 б) в сток вводят азотнокислое железо в концентрации 50 иг/г по иону fe (I I 1) и хлористый кальций до содержания Са (I1} 3 r/ë; в) в сток вводят азотнокислый марганец в концентрации 50 мг/л по иону

Мп (13) и хлористый кальций до содержания Са (1I) 3 r/ë.

B табл. 1 приведены данные по раз рушению ОЭДФК по предлагаемому спосо" бу и по прототипу.

В табл. 2 приведены данные о степени разрушения ОЭДФК при применении различных катализаторов (концентрация

ОЭДФК 5 г/дм Э, продолжительность озонирования 2 ч).

Как видно из таблиц, применение предложенного способа позволяет повы" сить степень очистки сточных вод от фосфоновых кислот и их солей до 903, предотвратив загрязнение окружающей среды фосфат-ионами.

3 9792 количества нитрата кобальта до 5 г/л степень окисления снижается до 103.

Недостатками этого способа является:

1. Недостаточная степень разруше- S ния фосфоновых кислот.

2. Значительные количества вводи" мого катализатора (58 г/л по соли, или м 10 г/л по иону Со(!I)), 3. Разрушение происходит до солей фосфорной кислоты, следовательно возникает задача очистки сточных вод от фосфат-ионов.

Целью предложенного способа явля,ется повышение степени очистки сточных вод от фосфоновых кислот и предо гвращение загрязнения окружающей сре-, ды фосфат"ионами.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки сточных вод от 20 фосфоновых кислот и их солей озонированием в присутствии катализатора, озонирование осуществляют одновременно с введением в сточные воды ионов, образуюцих нерастворимые ортофосфаты,25 предпочтительно, в качестве катализатора вводят ионы железа или церия, или циркония, а в качестве ионов, образую щих нерастворимые ортофосфаты, используют ионы кальция. 30

S дальнейшем производят разделение фаз обычными способами, после чего сточные воды, не содержащие фосфоновых кислот и фосфат-ионов, могут быть подвергнуты в дальнейшей переработке з или сброшены в открытые водоемы.

Образование нерастворимых ортофосфатов можно осуществить двумя путями:

1. Путем использования в процессе озонирования катализаторов, образующих в условиях озонирования нерастворимые соединения с фосфат-ионом. В этом случае, количество катализатора не должно быть меньше, чем стехиометрическое с образующимся Фосфат-ионом.

2 ° Если присутствие катализатора в сбросных растворах не мешает дальнейшей переработке или сбросу, могут использоваться катализаторы, не образующие нерастворимые ортойосфаты. При «>0 мером таких катализаторов могут служить Ип (II), Со (Ii). В противном

Т а б л и ц а,1

979279

Номер опыта

Способ

Содержание солей

Начальное Конечное

-содержание содержание кислоты, кислоты г/л

Степень раэруаения, Содержание РО

2,48 г/л 1,5

Аналог

2 5

2у5 1,5 г/л 40

50 г/л

Со(ио ) . 6Н О

Прототип,«1. г/л

3 г/л

Fe (I 11) c 1 мг/л 99

Предла- а) гаеный

c 50 мг/л

50 нг/л

Ге (11 1) <1 ????>

< 50 мг/л

3 г/л

Са (11)

50 нг/л

Нп (II),<50 ????>

3 г/л

Са (II) Т аблица 2

IFtF Катализатор и его Ион-осадитель Степень разконцентрация, и его концент- рунения, мг/дн З рация, г/дн

"2

r 90

Се (111), 3 (IV) 3

Са (I1) 3

799 99

Формула изобретения

2 Се (I I I),. 50

3 Zr (IV) 50

4 Fe (111), 50

5 Се (lll)

6 Zr (IЧ)

7 Fe (111) 50

1, Способ очистки сточных вод от фосОоновых кислот и их солей озонированием в присутствии катализатора, з отличающий с я тем, что, с целью повынения степени очистки и предотвращения загрязнения окружающей среды оосфатионами, озонирование осуществляют одновременно с вве" дениен в сточные воды ионов, образующих нерастворимые ортофосфаты.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве катализатора вводят ионы железа или церия, или циркония.

2. Смирнов В.В., Пристенский A.Ô., 5 Филинова H.A. Об окислении метилфосфоновой кислоты озоном в присутствии соединений кобальта. ИОХ, 38, У 5, 1968, с. 1197 (прототип), 7 979279 8

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и- фоновой кислоты озоном. ИОХ, 37, Р 12, ч а ю шийся тем, что в".качестве 1967, с. 2782. ионов, образующих нерастворимые ортофосфаты, используют ионы кальция.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смирнов В.В., Пристенский A.Ф., Филинова Н.А. Об окислении метилфосСоставитель A. Тринко

Редактор С. Титова Техоед М.Тепер корректор В.Бутяга

Заказ 9519/25 Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l303j Москва Л- ". Раушская наб. g. 4/$

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