Способ очистки воды от сульфиди гидросульфид-ионов

 

Изобретение относится к области обработки воды, может быть использовано при очистке природных, бытовых и промышленных сточных вод, содержащих сульфиди гидросульфид-ионы, и позволяет повысить скорость процесса при обеспечении высокой степени очистки. Очистку осущесувляют в присутствии катализатора, в качестве которого используют подверженные термообработке отработанные в процессе очистки нефтепродуктов палыгорскитовые глины со степенью обгара 15-40% и содержанием активного углерода на своей поверхности 8-12 мас.%. Термообработку осуществляют при температуре 450-550°С без доступа воздуха . Оптимальным массовым соотношением HS + S) и катализатора является 1:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц 4 С 02 F I 74, В 01 J 20 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4069125/31-26 (22) 20.05.86 (46) 15.05.88. Бюл. № 18 (7I ) Институт коллоидной химии и химии воды им. А. В. Думанского (72) Н. В. Гороховатская, Г. А. Захалявко, В. М. Руденко, 3. Г. Иванова, В. В. Гончарук и 1О. И. Тарасевич (53) 663.632 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 277632, кл. С 02 F 1/72, 1969. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ СУЛЬФИД- И ГИДРОСУЛЬФИД-ИОНОВ (57) Изобретение относится к области обработки воды, может быть использовано при очистке природных, бытовых и промышленных сточных вод, содержащих сульфид- и гидросульфид-ионы, и позволяет повысить скорость процесса при обеспечении высокой степени очистки. Очистку осуществляют в присутствии катализатора, в качестве которого используют подверженные термооб„„SU„„1395589 А1 работке отработанные в процессе очистки нефтепродуктов палыгорскитовые глины со степенью обгара 5 — 40% и содержанием активного углерода на своей поверхности

8 — 12 мас.%. Термообработку осуществляют при температуре 450 — 550 С без доступа воздуха. Оптимальным массовым соотношением

HS + S ) и катализатора является 1: (8 — 12) . Величина удельной поверхности науглероженного палыгорскита составляет

110 м -/г (по воде) и 60 м-/г (по гексану). При очистке сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности, содержащих

320 мг/м HS и S ионов (в пересчете на cepy), при рН ) 8 и соотношении (HS +S- и катализатора 1:IO время полного окисления составляет 10 мин при скорости процесса окисления 4,2 мл О>/мин.

Исгользование катализатора позволяет повысить скорость процесса окисления в 3 раза.

Расход катализатора с учетом возможности его многократного использования снижается в 5 раз. 1 з. п. ф лы, 5 табл.

1395589

Изобретение относится к обработке воды и может быть использовано при очистке .природных, бытовых и промышленных сточных вод, содержащих сульфид- и гидросульфид-ионы, в процессах каталитического окисления.

Цель изобретения -- повышение скорости процесса при сохранении высокой степени очистки.

В качестве катализатора в процессах окисления используют подверженные термообработке отработанные в процессе очистки нефтепродуктов палыгорскитовые глины со степенью обгара 15 — 40% и содержанием активного углерода на своей поверхности

8 — 12 мас %.

Термообработку осуществляют при 450—

550 C без доступа воздуха. Величина удельной поверхности науглероженного палыгорскита составляет 110 м /г (по воде) и 60 м- /г (по гексану).

Режим термообработки обеспечивает сте- 2г верхности !О мас.%. активного углерода кого углерода на поверхности 8 в 12 мас.%.

Г1ри термообработке ниже 450 С содержание кокса на поверхности может составлять 12,9% при степени обгара 8%. Однако, эта температура недостаточна для полу чения активного углерода на поверхности, о чем свидетельствует резкое падение скорости окисления HS S- ионов.

Температура термообработки выше 550 С приводит к большему обгару коксового слоя (70%) и уменьшению содержания активного углерода ниже 8% что, в свою очередь, приводит к снижению скорости окисления.

В табл. 1 представлены характеристики получаемого катализатора в зависимости от условий термообработки отработанных в процессе очистки нефтепродуктов палыгорскитовых клин. Навеска катализатора составляет 3 г, концентрация HS и S - ионов равна 320 мг/л.

Способ осуществляют следующим обра- 40 зом.

В термостатированный реактор типа «утка», закрепленный на качалке, и соединенный с термостатированной газовой бюреткой, помещают навеску катализатора и заливают окисляемый раствор сульфида нат- 45 рия определенной концентрации при рН

6 — 14.

Заполненный катализатором и рабочим раствором реактор промывают и заполняют воздухом. Скорость реакции окисления определяют по количеству. поглощенного кисло5О рода (0,1 мл) в единицу времени.

Концентрацию ионов HS и S в исходном растворе и продуктов реакции окисления определяют иодометрическим и ферроцианидным методами. 55

Пример 1. 3 г науглероженного палыгорскита, полученного из отработанного в процессе очистки нефтепродуктов палыгорс2 кита путем термической обработки при t =

= 500 С в течение 1 ч, с обгаром коксового слоя 30% и содержащего на поверхности 10 мас.% активного углерода, загружают в термостатированный реактор, куда помещают 100 мл природной подземной воды, содержащей растворенный сульфид в пересчете на серу в количестве 320 мл/л при рН 7. Реактор заполняют воздухом.

Время полного окисления до элементарной серы, которую удаляют фильтрованием, составляет 10 мин. Скорость окисления 2 мл Ор/MHH.

В табл. 2 представлены характеристики процесса окисления сульфид- и гидросульфид-ионов при очистке природных вод при рН 6 — 8 и t=-20 С в зависимости от вида катализатора. Масса катализатора 3 r.

Соотношение (HS +Я ): кат. = 1:10.

В условиях примера 1 исследуют возможность многократного использования предложенного и известных катализаторов. Результаты исследования представлены в табл. 3.

Использование предложенного катализатора в двенадцати циклах загрузки снижает скорость процесса окисления íà 40%, в то время как для наиболее активного из известных катализаторов — процесса окисления — угля Аà — 3 — эта величина составляет 87%.

Пример 2. В условиях примера 1 исследуют эффективность процесса очистки сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности, содержащих HS и У вЂ” ионы в количестве 320 мг/л (в пересчете на серу) .

Время полного окисления до тиосульфата и сульфита составляет 10 мин. Скорость процесса окисления 4,2 мл О /мин, В табл. 4 представлены результаты процесса очистки сточных вод целлюлознобумажного комбината с использованием различных катализаторов. Количество загрязнений 320 мг/л (S), рН ) 8 (HS t S ):

: кат = 1:10.

В табл. 5 представлены данные по влиянию на скорость и длительность процесса окисления массового соотношения (HS -1+ S ): кат при различных рН раствора.

Использование предложенного катализатора позволяет повысить скорость процесса окисления в 3 раза при обеспечении высокой степени очистки. При этом, расход катализатора с учетом возможности его многократного использования снижается в 5 раз.

Формула изобретения

Способ очистки воды от сульфид- и гидросульфид-ионов, включающий окисление кислородом воздуха в присутствии углеродсодержащего катализатора, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения скорости процесса при сохранении высокой степени очистки, в качестве катализатора используют подвергнутые термообработке

1395589

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что катализатор используют при соотношении 8: 12: 1 к сульфид- и гидросульфид-ионам. палыгорскитовые глины, отработанные в процессе очистки нефтепродуктов, со степенью обгара 15 — 40% и содержанием активного углерода на своей поверхности 8 — 12 мас. 0 0.

Таблица 1

Скорость и время полного окисления при соотношении (НЯ"+ 82 ):кат = 1:10

Содержание активного слоя, z мл ог мл О мин мин мин мин

400 8 12к9 0,10 110 0,13 400

450 15 12,0 1,60 14 3 5

500 30 10,0 2,0 10 4,2 10

550 40 8,0 1,80 12 3,8 . 13

600 70 4,2 0,28 55 0,30 140

Таблица 2

Катализа- НауглеАГ-3

Метакаоли

КАДиодный

Графит (известный способ) Природ ный палыроженный патор лыгор- горски скит

Скорость окисле2,00 0,30 0,78 0,88 1,00 окисления, мин 10 50

30-60

25 20

Таблица з

Катализатор мл От мин

„мл О

"мин

Уменьшение скои. О, я пп г

УменьН Ь

", мин шение скорости окисления, 7. рости окисления, 2 пения, 7 лепна, ленка, 2

200 1,80

1,44

28! 30 1 20 40

0,10 67

0,4 во

0,2

90 о,зо

0,20

0,24

КАП-иодный

0,88 0,63

0,52

41 йг-з

Метакаолинит

Ni форма

1,00

О,7О зо

О,4В

0,78

0,52 зз

0,40

Температура термообработр ки, С ния, мл О /мин

Время полного

Науглерокенный палыгорскит

Природный лалыгорскит

Обгар коксо вого углерода, мас. 7.

Уменьшение скорости окиснит

Ni-фор ма

0,15 83

О,!3 87

0,12 85

Уменьшение скорости окисУменьшение скорости окис1395589

Таблица 4

Скорость окислеКатализатор ния, мл

О, /мин

Науглероженный палыгор4,20

150

0,35

КАД-иодный

1., 10

1,25

1,57

30-60

Т а б л и ц а 5

Время окисления, мин

Скорость окисления, мл О, /мин

Массовое соотношерН 6 — 8 рН 8 рН 6-8 рН 8

1:6

20

3,0

1,5

4,0

1,9

10

4,2

1:10

2,0

10

4,2

1:12

2,0

1:14

10

4,2

2,0

Составитель А. Стадник

Редактор И. Сегляник Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Заказ 1964122 Тираж 854 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 скит

Природный па— лыгорскит

АГ--3

Ме ." ак а о лини т (N i-форма)

Графит (известный) ние (HS + S2 )

KBT.

Время полного окисления, мин