Способ очистки сточных вод от алифатических кислот

 

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано для очистки стоков заводов по производству ацетатного волокна. Цель изобретения состоит в снижении энергозатрат и сокращении времени обработки за счет того, что сточную воду подают в среднюю камеру трехкамерного электродиализатора, а облучению подвергают раствор из анодной камеры, при этом концентрацию анионов в облучаемом растворе поддерживают не ниже 25% от концентрации кислоты в исходной воде. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕ ЕНИД

К ABTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4:ь

CO

«Р«

К)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4065420/23"26 (22) 05 ° 05.86 (46) 15.05.89. Бюл. У 18 (72) Е.А.Подзорова, А.И.Касперович, Ю.П.Знаменский и Н.В.Бычков (53) 628.543(088.8) (56) Аллен А.О. Радиационная химия воды и водных растворов. M.: Госатомиздат, 1963, с. 122-120. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОЛ ОТ

АЛИФАТИЧЕСКИХ КИСЛОТ (57) Изобретение относится к очистке

Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано для очистки стоков заводов по производству ацетатного волокна, химических, текстильных и других производств, содержащих уксусную, .муравьиную, пропионовую и рр . кислоты алифатического ряда.

Цель изобретения — снижение удельных энергозатрат.

Пример 1. Сточную воду., содержащую 100 мг/л уксусной кислоты, пропускают со скоростью 0,78 л/ч через среднюю камеру 3-камерного электродиалиэатора, содержащую смесь катионита и анионита в соотношении

1:1. Скорость перенося ацетат-ионов через мембраны и скорость разложения их под действием ионизирующего излучения q = 1,3 мг/мин. Раствор из анодной камеры .электродиализатора в режиме непрерывной циркуляции подают под пучок ускоренных электронов при средней мощности дозы в облучаемом объеме раствора 1,1 10 рад/с. Кон.80 „, 14-79422 (51)4 С 02 F 1/46 сточных вод и может быть использовано для очистки стоков заводов по производству ацетатного волокна. Цель изобретения состоит в снижении энергозатрат за счет того, что сточную воду подают в, среднюю камеру трех. камерного электродиализатора, а облучению подвергают раствор из анодной камеры, при этом концентрацию аннонов в облучаемом растворе поддерживают не ниже 25Х от концентрации кислоты в исходной воде. 1 табл.

2 центрация ацетат-ионов в циркуляционном контуре С = 20 мг/л или 20Х от исходной концентрации кислоты в сточной воде. При степени очистки 99Х поглощенная доза излучения равна

5,2 Мрад. Снижение энергетических затрат по сравнению с прототипом отсутствует.

Пример 2. Сточную вору обрабатывают как в примере 1, но со скоростью пропускания сточной воры через среднюю камеру электродиализатора 0,9 л/ч, при этом q =

1,5 мг/мин, С „ = 25 мг/л или 25Х от исходной концентрации. При степени очистки 99Х поглощенная доза излучения равна 4,4 Ирад. Снижение энергетических затрат по сравнению с прототипом составляет 1, 18 раз.

Пример ы 3-8. Обработку СВ проводили по ехеме .примеров 1-2. Полученные результаты представлены в таблице.

Известно, что сточные воды являются разбавленными водными раствора22 з 14794 ми и разложение загрязнений в них под; действием ионизирующего излучения обусловлено "косвенным действием"— взаимодействием загрязнения с первичl S ными продуктами радиолиза воды. Процесс радиационного разложения уксусной кислоты при этом подчиняется уравнению первого порядка и до 80-90 разложения скорость процесса практически постоянна. Однако на конечном участке кинетических кривых разложение существенно замедляется потому, что в растворе накапливаются промежуточные продукты радиолиза уксусной 15 кислоты (например, формальдегид, муравьиная кислота и pp.), которые конкурируют с уксусной кислотой за первичные продукты радиолиза воды (е „, ОН, Н, HO и др.), выход ко-, 20 торйх постоянен. А так как концентрация уксусной кислоты в воде снижена уже на порядок, то такая конкуренция приводит к тому, что для разложения оставшейся в количестве 10-20 . СН СООН25 требуется доза излучения в 2-3 раза больше, чем для разложения основной части загрязнения (30-90 СН СООН), т.е. основанная доля энергетических затрат приходится на конечный участок 30 кинетических кривых, так называемый

"кинетический хвост".

Поэтому простое концентрирование . разбавленного раствора уксусной кислоты практически не дает выигрыша в энергетических затратах при радиационной очистке, так как не снимает проблемы доочистки раствора на конечном участке кинетических кривых процесса разложения уксусной кислоты. 40

Для повышения эффективности радиационного метода очистки, а значит ,пля снижения удельных затрат энергии ионизирующего излучения, необходимо, чтобы ионизирующее излучение действо- 45 вало на СН СООН только на начальном участке кинетической кривой и не тратилось с незначительной эффективностью на "кинетическом хвосте".

С другой стороны, обычный электро50 диализный метод очистки позволяет очи- щать сточную воду в обессоливающих ка-:мерах электродиализатора за счет повышения концентрации загрязнения в воде рассольных камер, т.е.загрязнения пе55 реносятся через мембраны риализатора из одного раствора в другой, но остаются неизменными, а значит при этом не решается проблема снижения загрязнения окружающей среды.

Введение рассольных камер электродиализатора в единую циркуляционную систему с радиационно-химическим аппаратом, в котором происходит радиационное разложение уксусной кисло- ты, позволяет устранить недостатки и радиационного и электродиализного: методов очистки стоков.

Одновременно с непрерывной очисткой, поступающей в обессоливающие камеры диализатора сточной воды, происходит радиационное разложение загрязнений, которые подаются через мембраны под пучок электронов с постоянной концентрацией и, значит, разложение ацетата происходит все время на определенном (обычно начальном) участке кинетических кривых. При этом производительность электродиализатора тоже повышается ввиду постоянного снижения концентрации ацетата в рассольных камерах или, что то же самое, ввиду поддерживания, постоянной концентрации ацетата и в рассольных камерах, т.е. в системе устанавливается динамическое равно- . весие количества ацетата, перешедmего из обессоливающей камеры в рассольные, и количества Ж етата, разложившегося под действием ионизирующего излучения. Образующиеся при разложении ацетата промежуточные продукты радиализа не попадают в очищаемую воду, а циркулируют под пучком электронов до своего полного разложения до CA g и Н О.

Концентрация ацетата в зоне облучения должна быть не ниже 25 от его е исходной концентрации (как следует из эксперимента), и чем она будет вьппе, тем будет больше выигрыш IIo сравнению с прототипом (при одинаковой степени очистки). С увеличением степени очистки выигрьпп будет увели; чиваться, так как при этом удлиняется конечный участок кинетических кривых чисто радиационного разло-.. жения. . Кроме того, при электродиализе продукты деструкции каркаса ионообменных смол и мембран и продукты жизнедеятельности развивающихся на них микроорганизмов. вызывают отравление ионитов и мембран. Процесс циркуляции раствора из рассольных камер под пучком электронов, во- пер5 1479422 6 вых, дезинфицирует воду и защищает Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я соприкасающиеся с ней мембраны от микрофлоры, во-вторых, продукты Способ очистки сточных вод от деструкции ионитов и мембран разла- алифатических кислот включающий od-.

У гаются под действием-ионизирующего лучение ионизирующим излучением, излучения, что снимает проблему отличающийся тем, что, отравления ионитов и мембран в элект- с целью снижения энергозатрат, исходродиализной очистке. ную сточную воду пропускают через

" Таким образом, предлагаемый спо- 1г) камеру обессоливания электродиализасоб позволяет снизить удельные зат- тора, а облучению ионизирующим израты энергии ионизирующего излучения лучением подвергают раствор из расдо 4,9 раз; сократить время обработ- сольной камеры, при этом концентки при сохранении той же степени рацию анионов в облучаемом растворе г очистки; при необходимости повысить 15 поддерживают не ниже 257 от.концентстепень очистки до требуемой вели- рации кислоты в исходной воде. чины.

: Степень Скорость

1 очистки массопеСкорость 1

1 прокачки, j л/ч П. .

i обре-, 1фад

1 Концентрация в зоне облу чения (С„)» Х, от нсх.

При- Исходная иер концент. рация

i (С,), мг/л

Снииенне энергетических затрат, (а ) раз !

Концентрация в очищенной воде, иг/л боткн, (q), Х реноса

) (9). мг/мин

L 1

1ОО г 1оо

3 1ОО

4 100

5 200

6 200

7 200

8 гоо

0,78

0,9

1,98

3,75

0,6

017

1,4

2 7

99 1,3

99 1 5

99 3,3

99 61

99 2,0

99 . 2,3

99 4,5

99 .9,0 го

100 го

1ОО

78 5,2 1

67, 4,4 1, 18

30 1,98 2,6

16 1,05 4,9

101 6,7 1

86 5 7 1,17

44 2,9 2,3 гг 4,8

Составитель Т. Барабаш

Редактор М. Келемеш Техред A.Êðàâ÷óê Корректор Л. Патай

Заказ 2498/ 21 Тираж, 828 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5,Производственно-издательский комбинат "Патент", г.у1кгород, ул. Гагарина,101