Способ очистки сточных вод от @ -пиколина

 

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ --ЛИКОЛИНА, О Т л и ч/а ю И и и с я тем, что, с целью повышения степени очистки и экономичности процесса путем получения из у тпиколина изоникотиновой кислоты, сточную ВОДУ обрабатывают избытком перманганата калия при 90-95°С в течение 1,5-2 ч, после чего смесь сточной воды фильтруют, фильтрат отгоняют, подкисляют до рН 3-4, охлаждают, и отфильтровывают кристаллы образовавшейся изоникотиновой кислоты. 2.Способ по П.1, о т л и ч а ющ и и с я . тем, что перманганат калия берут 1,1-1,5-кратном избытке по отношению к стехиометрическому. 3.Способ по п. 1, отличают и и с я тем, что фильтрат после отгонки подкисляют концентрированной минеральной кислотой, например соляной. 4.Способ по П.1, отличающийся тем, что фильтрат после отделения изоникотиновой кислоты пр- S дают на биологическую очистку. 5.Способ по П.1, отличающийся тему что отгон с неокислившимея 1р-пиколином возвращают Обратно в процесс.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ЯМ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„1038295 А

3(Я1 С 02 F 1/72

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 1 - -,. !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2973992/23-26 (22) 19.08.80 (46) 30.08 ° 83. Бюл. 9 32 (72) С.И.Саенко, Т.A.Hîñèêîâà, A.Ã.Çàõîðæåâñêàÿ и Л.A.Êîâàëåâà (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по охране вод (53) 628.349(088.8> (56) 1. Вредные вещества в промьп |ленности. М., "Химия", т. Il 1976, с. 446.

2. Патент ГДР 9 28627, кл. 12 р 01 14/01, 1964. (54)(57) 1.. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ

ВОД От р -ПИКОЛИНА, о т л и ч.а юшийся тем, что, с целью повы-. шения степени очистки и экономичности процесса путем получения из у -.пиколина изоникотиновой кислоты, сточную воду обрабатывают избытком перманганата калия при 90-95 С в течение 1,5-2 ч, после чего смесь сточной воды фильтруют, фильтрат отгоняют, подкисляют до рН 3-4, охлаждают.и отфильтровывают кристал.лы образовавшейся изоникотиновой кислоты.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что перманганат калия берут 1,1-, 1,5-кратном избытке по отношению к стехиометрическому.

3. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что фильтрат ггосле отгонки подкисляют концентрированной минеральной кислотой, например соляной.

4. Способ по и 1, о т л и ч а ю-шийся тем, что фильтрат после отделения изоникотиновой кислоты подают на биологическую очистку.

5. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем что отгон с неокислившимся у -пиколином возврашают обратно в процесс.

1038295

55 бО

Изобретение относится к способу очистки промышленных сточных вод, содержащих -пиколин, и может быть использовано в химической и фармацевтической промышленности, .в частности в производстве антибиотиков, красителей химических реактивов, где сточные воды сбрасывают с высоким содержанием -пиколина. " -Пиколин используется в произ водстве у-пиридинальноксина. Сточные воды этого производства содер,жат от 10 до 20 r/ë йе вступившего в реакцию г-пиколина, который не утилизируется. у-Пиколин в нормальных условиях ,является жидкостью со специфическим запахом, пары которой оказывают сильное раздражающее действие, Сведения о предельно допустимой концентрации (ПКД ) т.-пиколина для биохимического окисления и в воде водоемов отсутствуют.

По химическим свойствам у -пиколин аналогичен своему иэомеру о -пикалину, предельно допустимая концентра ция которого в воде водоемов составляет 0,05 мг/л 1).

Максимальная концентрация сС -пиколина в сточных водах, подаваемых на биологические очистные сооружения, не должна превышать 1 мг/л.

На различных предприятиях сточные воды, содержащие значительное количество у-пиколина, беэ предварительной обработки поступают на биологические очистные сооружения. Содержащийся в сточных водах в больших концентрациях р -пиколин биохимически полностью не разрушается, а проходит транзитом, и, в конечном итоге, сбрасываемая сточная вода загрязняет водоем -пиколином. Накопление токсичного век,ества в водоеме или водостоке оказывает губительное действие на растительный и >кивотный мир. Поскольку большие концентрации г-пиколина оказывают отрицательное влияние на работу биологических очистных сооружений, проблема очистки сточных вод от у-пиколина является весьма актуальной.

Известно, что для частичного обезвреживания сточных вод с высоким содержанием у-пикопина, подаваемых на биологические очистные сооружения, необходимо разбавление сточных вод в 10000-20000 раз, доводя остаточную концентрация -пи— колина не более, чем 1 мг/л, и лишь после разбавления производят биологическую очистку. Однако известный способ не решает проблемы очистки сточных вод от у-пиколина и и его полезного применения, ведет к большим расходам технологической воды, требует наличия больших емкостей и плоь:адей для их размеи>ения.

g -Пиколин является производным пиридина и аналогичен пиридину по ряду физико-химических свойств. Для обезвреживания сточных вод от пиридина и аналогичных ему веществ, например --пиколина, возможно использование известного способа, согласно Которому очистку сточных

10 .вод от пиридина и аналогичных ему примесей производят экстракцией органическим растворителем, например смесью одноатомных фенолов, креэолов или ксиленолов (2 ).

Органический слой отделяют, промывают водным раствором щелочи или, кислоты, а затем ведут промывку водой. Экстракт после промывки высушивают и .отгоняют растворитель.

Недостатком известного способа, который в принципе возможно было бы применить и для выделения иэ сточныХ вод у -пиколина,, является значительный расход экстрагента, так как экстракцию ведут неоднократно, вы.сокая токсичность, используемых в качестве экстрагента органических растворителей, растворение экстрагента в воде и, наконец, образование в процессе зкстракции органического слоя, представляющего собой сконцентрированную смесь фенола, г-пиколина и других примесей, не имеющего применения.

Таким образом, для осуществления

35 способа необходима усложненная технологическая схема очистки, что ведет к существенному удорожанию процесса.

Пель изобретения — повышение щ степени очистки и экономичности процесса путем получения из - -пиколина полезного вещества — иэоникотиновой кислоты.

Поставленная цель достигается тем„ что согласно способу очистки сточных вод от у-пиколина, сточные водЬ> обрабатывают избытком перманганата калия, вэятср в избыточном количестве, при 90-95 С в течение

1,5-2 ч, после чего смесь сточной воды фильтруют, фильтрат отгоняют, подкисляют его до рН 3-4, охлаждают и отфильтровывают кристаллы образовавшейся иэоникотиновой кислоты.

Причем перманганат калия берут в 1,1-1,5-кратном избытке по отношению к стехиометрическому, а фильтрат после отгонки подкисляют концентрированной минеральной кислотой, например соляной.

После отделения иэоникотиновой кислоты фильтрат подают на биологическую очистку, а отгон с неокислившимся у-пиколином возвращают обратно в процесс.

1038295

10

25 выход пиридин-.

-4-карбоновой кислоты, Эффект очистки по ХПК, Ъ

ХПК сточной воды, . мг 02/л

ХПК очищенной воды, . мг 02/л

Эффект очистки от у-николина, Ъ

Содержание у-пиколина в очищенной воде, г

Содержание

g-пиколина в сточной воде, г/л

2,0 .62,0 197

Следы 92,8

100

2590

То же

3.0

100

93,5

93,1

345.

5250

64,5

4,2

° !

100

726

65,2

В,4 !

10,5

13190

93,8

100

830

65,0

Обработка сточных вод, содержаших Г -пиколин перманганатом калия, обеспечивает превращение т-пиколина под воздействием такого сильного окислителя в соль пиридин-4-карбоновой кислоты, которую легко выделить затем иэ раствора при подкислении

-в виде кристаллов пиридин-4-карбоновой кислоты.

Окисление у -пиколина в присутствии избытка перманганата калия обеспечивает более высокий выход полезного продукта. Поддерживание темпе ратуры в интервале У0-95:и в течение

1,5-2 ч благоприятствует прохождению реакции и обеспечивает макси.мальное окисление у -пиколина до карбоновой кислоты. Для. выпадения. кристаллов пиридин-4-карбоновой кислоты в остатке пОсле отгона доводят реакцию среды до рН 3-4.

Способ осуществляют следующим образом.

Подлежащие очистке сточные воды, содержащие у -йиколин, подают в реактор, где нагревают их да 90-95ОС, одновременно обрабатывают избытком перманганата калия. При указанной температуре -выдерживают 1,5-2 ч.. Перманганат. калия берут в 1,1 1,5-кратном избытке по отношению к стехиометрическому. При указанной температуре при обработке перманганатом,калия происходит окисление

f-пиколина в пиридкн-4-карбоновую кислоту, при этом образуется шлам, являющийся двуокисью марганца. 3атем смесь. сточной воды фильтруют,,например, через бель гинговое пятно. При фильтрации в!лам задерживают, .часть Фильтрата отгоняют для получения концентрированного раствора, после чего подкисляют концентрированной соляной кислотой до рН 3-4 для выпадения кристаллов пиридин-4-карбоновой кислоты, а после охлаж.дения до комнатной температуры . (20-22 ) вновь Фильтруют и при этом выделяют кристаллы образовавшейся пиридин-4-карбоновой кислоты.

Фильтрат после отделения кристаллов пиридин-4-карбоновой кислоты подают известным способом на биологическую очистку.

В результате такой обработки иэ сточной воды выделяют до 60% .-пиколина в виде кристаллов пиридин-4-карбоновой кислоты; которая может быть использована для синтеза лекарственных препаратов. Остальная часть у-пимолина отгоняется из сточной воды и возвращается обратно в реактор, а фильтрат, содержащий следы у-пиколина, подают на биологическук очистку. После очистки известными способами на .биологических очистных сооружениях воды могут быть сброшены в водосток (реку), так как они не содержат г-пиколина и не оказывают токсического воздействия на состояние водных организмов, или прошедшие такую обработку водй могут быть повторно использованы в технологическом производстве.

Ъ

Пример 1. В сточную воду, содержащую 5 г/л у-пиколина, добавляют 0,0804 моль перманганата калия из расчета!на 500 мп сточной воды, нагревают до 98-95, выдерживают при нагревании 1,5-2 ч, фильтруют, отгоняют 2/3 фильтрата, подкисляют соляной кислотой до рН 3-4, охлаждают и отфильтровывают. йристаллы пириЗ дин-4-карбоновой кислоты..

П р и м е. р 2. Сточную воду, содержащую 10 г/л г-пиколина, обрабатывают так же, как в примере 1, На 500 мл сточной воды добавляют

40 0,16 моль перманганата калия.

П р и м е.р 3. Сточную воду, содержащую 25 г/л г-пиколина обрабатывают так же,. как в примере 1.

На 500 мл сточной воды добавляют

4 0,402 моль перманганата калия.

Результаты обработки сточной воды, содержащей у-пиколин, приведены в таблице.

1038295

Составитель В.Вилинская

Редактор Н. Ковалева Техред H,Ìåòåëåâà Корректор Г. Решетник

Тираж 941 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6133/23

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

Как видно из таблицы,в результате обработки, показанной в примерах

1-3 в сточной воде остаются следы " -пиколина. Эффект очистки от у-пиколина составляет практически 100%

Кроме того, в результате обра- 5 ботки таких сточных вод т олучают в качестве продукта пиридин-4-карбоноЪую кислоту, которая может быть использована для получения лекарственных препаратов, что повышает 10 эффективность такого способа очистки и окупает часть затрат на сооружения.устройств, осушествляюких предлагаемый способ очистки сточных вод от пиколина.

Применение изобретения повышает экономичность очистки за счет принципиального упрошения процесса снижения г-пиколина в сточной воде путем исключения наиболее трудно осушествимых технологических стадий многократной дистилляции для извлече ния органического вещества использования перманганата калия - более дешевого реактива, чем применяемая в известном способе смесь крезола и ксиленола.