Способ очистки сточных вод от ацетона

 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод. Целью изобретения является снижение энергозатрат и сокращение времени очистки. Для осуществления способа ионизирующим излучением облучают газовую фазу очищаемой сточной воды при скорости перевода ацетона из сточной воды в газовую фазу 0,01 - 2% от его исходной концентрации на 1 л облучаемой газовой фазы за один проход ее под пучком электронов в прямоточном режиме.При осуществлении способа в замкнутом циркуляционном контуре скорость перевода ацетона в газовую фазу может быть повышена до 2%. Способ обеспечивает снижение в несколько раз затраты энергии ионизирующего излучения, повышение коэффициента использования излучения ускорителя, а также сокращает время обработки при сохранении степени очистки известного способа. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от ацетона и может быть использовано для очистки стоков производств ацетатного волокна, лаков и красок, нефтехимических и других, содержащих ацетон. Целью изобретения является снижение энергозатрат на очистку и сокращение времени очистки. Для осуществления способа ионизирующим излучением облучают газовую фазу очищаемой сточной воды при скорости перевода ацетона из воды в газовую фазу, обеспечивающей 0,01-0,12% от его исходной концентрации в 1 л воды на 1 л облучаемой газовой фазы за один проход ее под пучком электронов в прямоточном режиме. Снижение удельных затрат энергии на очистку и сокращение времени обработки стоков является следствием повышения эффективности процесса разложения ацетона, так как радиолиз его происходит в газовой фазе. В этом случае, в отличие от жидкой фазы, отсутствуют диффузионные барьеры и трековые эффекты, которые в жидкой фазе приводят к рекомбинации активных первичных продуктов радиолиза воды и тем самым снижают эффективность процесса разложения ацетона. Кроме того, в газовой фазе эффективно используется энергия возбужденных частиц, а промежуточные продукты радиолиза ацетона не попадают в очищаемую воду. Длина пробега электронов в газовой фазе существенно больше, чем в жидкой, что снимает основную техническую трудность при разработке технологии очистки стоков с использованием в качестве источника ионизирующего излучения ускорителей электронов, более приемлемых и экономичных, чем изотопные, и повышает коэффициент использования излучения. П р и м е р 1. Через сточную воду (СВ), содержащую 80 мг/л ацетона, продувают воздух со скоростью, обеспечивающей переход ацетона в газовую фазу, равный менее 0,01% от исходной концентрации на 1 л облучаемой газовой фазы за один проход ее под пучком электронов, и облучают ускоренными электронами (средняя мощность дозы в облучаемом объеме газовой фазы 25,6 л равна 0,126 Мрад/с). При степени очистки 98% удельные энергетические затраты составляют 17 кВт˙ ч/моль. Снижение энергетических затрат по сравнению с известным способом отсутствует. П р и м е р 2. Сточную воду обрабатывают, как в примере 1, но переход ацетона в газовую фазу равен 0,04% от его исходной концентрации в СВ. При степени очистки 98% удельные энеpгетические затраты составляют 4,9 кВт˙ ч/моль. Снижение энергетических затрат по сравнению с известным способом в 3,4 раза. П р и м ер ы 3-9. Обработку СВ проводят по схеме примеров 1-2, но изменяют скорость перехода ацетона в газовую фазу и исходную концентрацию ацетона в СВ. Полученные результаты представлены в табл. 1. Верхний предел содержания ацетона в газовой фазе определяется тем, что если в облучаемой ионизирующим излучением газовой фазе содержание ацетона будет превышать 0,12% от его концентрации в воде, то в выбросных газах после облучения будет оставаться ацетон в количестве, превышающем предельно допустимую концентрацию (ПДК) ацетона в воздухе. При концентрации ацетона в сточной воде 200 мг/л и содержании ацетона в газовой фазе 0,12% от этой концентрации (0,24 мг/л), после облучения газовой фазы ускоренными электронами в газовых выбросах в атмосферу содержится 0,34 мг/м³ ацетона (ПДК = 0,35 мг/м³). Однако верхний предел содержания ацетона в газовой фазе может быть повышен, так как разложение ацетона необходимо вести в условиях замкнутой циркуляционной системы, когда газовая фаза после облучения ускоренными электронами не выбрасывается в окружающую среду, а постоянно циркулирует под пучком электронов. В этом случае верхний предел концентрации ацетона в газовой фазе, поступающей под пучком электронов, может быть повышен до уровня его равновесной концентрации в системе между жидкостью и паром (2% от его концентрации в воде является пределом выдува ацетона в такой системе при любых концентрациях ацетона в жидкой фазе). При этом достигается дальнейшее снижение энергозатрат на очистку. П р и м е р 10. Через СВ, содержащую 200 мг/л ацетона, продувают воздух со скоростью, обеспечивающей содержание ацетона в газовой фазе 0,12% от его концентрации в воде (0,24 мг/л ацетона в 1 л облучаемой газовой фазе), и облучают газовую фазу ускоренными электронами в прямоточном режиме за один проход, выбрасывая ее после облучения в окружающую среду. Средняя мощность дозы в облучаемом объеме газовой фазы 25,6 л равна 0,126 мрад/с. При степени очистки 90% удельные энергетические затраты составляют 0,84 кВт˙ ч/моль. Снижение энергозатрат по сравнению с известным способом составляет 14,5 раз. В газовых выбросах в атмосферу содержится 0,34 мг/м³ ацетона. П р и м е р 11. Через СВ, содержащую 200 мг/л ацетона, циркулируют воздух со скоростью, обеспечивающей содержание ацетона в газовой фазе 0,09% от его концентрации в воде, и облучают циркулирующую газовую фазу ускоренными электронами при средней мощности дозы в облучаемом объеме 0,126 Мрад/с. При степени очистки СВ 90% удельные энергозатраты составляют 0,83 кВт˙ ч/моль. Снижение энергозатрат по сравнению с известным способом 14,6 раза. Газовые выбросы в атмосферу отсутствуют. П р и м е р ы 12-20. Обработку СВ проводят по схеме примера 11, но изменяют концентрацию ацетона и облучают циркулирующую газовую фазу пучком электронов. Полученные результаты представлены в табл. 2 (концентрация ацетона в СВ 200 мг/л, степень очистки воды 90%). При любой скорости выдува ацетона из такой воды концентрация его в газовой фазе не превышает 4 мг/л, т.е. 2% от 200 мг/л. Таким образом, предложенный способ очистки позволяет снизить удельные затраты энергии ионизирующего излучения в несколько раз, сократить время обработки стоков при сохранении той же степени очистки, а также повысить коэффициент использования излучения ускорителя.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ АЦЕТОНА, включающий облучение ускоренными электронами, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и сокращения времени очистки, облучению подвергают газовую фазу, образующуюся при продувке воды воздухом со скоростью, обеспечивающей содержание ацетона 0,01 - 2% от его концентрации в 1 л воды на 1 л газовой фазы за один проход ее под пучком электронов в прямоточном режиме. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что облучение газовой фазы ведут в замкнутом циркуляционном контуре.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2