Способ очистки сточных вод от фенолов

 

Сущность изобретения: для обесфеноливания в качестве связующего агента используют мочевину, в качестве дифункционального кислотного катализатора - фосфорную кислоту или фосфорную совместно с серной, предпочтительно в массовом соотношении 1:10-100, при этом кислоты вводят попеременно через 5 -10 мин с загрузкой в каждом случае 1/2 части необходимого количества кислоты. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от фенола и может быть использовано в производстве пластмасс, а также в химической, нефтехимической, коксохимической, лесохимической и других отраслях промышленности.

Наиболее близким по технической сущности и эффективности является способ утилизации фенола и формальдегида из сточных вод, который заключается в ступенчатой очистке сточных вод путем конденсации фенола на первой стадии в фенолоформальдегидный, а на второй - в феноломочевиноформальдегидный конденсат. К недостаткам этого способа следует отнести многостадийность и длительность процесса, что весьма осложняет технологическое исполнение способа очистки. Кроме того, отсутствие фенола в промстоках после очистки и в продуктах дефеноляции возможно является результатом использования малочувствительного способа анализа на фенол. Воспроизведение способа показало, что остаточное содержание свободного фенола составило более 5 мг/л.

Технический результат заключается в повышении степени очистки надсмольных вод от фенола, ускорении и уменьшении количества операций процесса очистки.

Положительный эффект от использования изобретения усматривается не только в высокой степени очистки фенольных стоков, но и в возможности утилизации продуктов очистки - феноломочевиноформ- альдегидного конденсата и повторном использовании очищенной воды в технологическом цикле.

В процессе очистки в качестве связующего агента используют мочевину, в качестве катализатора - фосфорную кислоту или фосфорную совместно с серной проводят процесс в одну стадию. При этом фенол связывается в однородный феноломочевиноформальдегидный конденсат, не растворимый в воде.

Использование в качестве катализатора фосфорной кислоты позволяет значительно ускорить проведение процесса и улучшить степень очистки вследствие бифункционального катализатора процесса поликонденсации. Другие кислоты, ранее использовавшиеся для подобного процесса (соляная, серная) аналогичным действием не обладает. Очистку ведут при 100^оС в гомогенной среде при перемешивании. При этом образуется мелкодисперсный порошок, который легко отделяется от воды фильтрованием.

П р и м е р 1. В стеклянную колбу емкостью 250 мл, снабженную обратным холодильником, загружают 100 мл воды, содержащей 1 г фенола (0,01 моль), 10 мл водного раствора, содержащего 0,3 г (0,01 моль) формальдегида и 40 мл водного раствора, содержащего 0,6 г (0,01 моль) мочевины. Смесь нагревают до 70^оС. Затем в течение 10 мин осторожно по каплям прибавляют 2 мл концентрированной серной кислоты. Через 10 мин наблюдается интенсивное выпадение в осадок мочевинофенолоформальдегидного конденсата. Нагревание продолжают в течение 60 мин, после чего смесь охлаждают до комнатной температуры. Остаточное содержание фенола в воде 51,3 мг/л, степень очистки 99,49.

В таблице представлены (примеры 1-16) результаты обесфеноливания воды при изменении соотношений фенола, мочевины и формальдегида, температуры, количества катализатора, а также времени проведения процесса.

Из примеров 1-9 видно, что наиболее оптимальным является использование молярного соотношения фенол - мочевина - формальдегид 1:3:6, температуры процесса 100^оС, бифункционального кислотного катализатора - фосфорной кислоты в количестве 4,8-6,4 г на 1 моль исходного фенола.

Использование в качестве катализатора смеси двух кислот:серной и фосфорной (примеры 10-14), где серная играет роль кислотного, а фосфорная - бифункционального катализатора дает синергический эффект и на порядок уменьшает остаточную концентрацию фенола.

Из примеров 11, 15, 16 видно, что при использовании смеси серной и фосфорной кислоты в качестве катализатора возможно снижение времени проведения процесса до 30 мин без ухудшения результатов очистки.

Продукт дефеноляции - мочевинофенолоформальдегидный конденсат - представляет собой белый пористый порошок, который может быть использован для получения пресс-порошков.

П р и м е р 17. Очистку ведут как в примере 1, введение смеси катализаторов проводят следующим образом: вводится 1,8 г H₂SO₄, через 5 мин 0,18 г H₃PO₄, через 10 мин 1,8 г H₂SO₄, через 5 мин 0,18 г H₃PO₄. Кипячение смеси продолжается еще в течение 10 мин, после чего смесь охлаждают до комнатной температуры.

Проведение процесса в режиме примера 17 позволяет достичь наибольшего эффекта в очистке, при этом достигается мягкое течение процесса.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ФЕНОЛОВ путем его связывания в феноломочевиноформальдегидный конденсат, отличающийся тем, что процесс проводят в одну стадию при 100^oС в кислой среде при использовании бифункционального кислотного катализатора - фосфорной кислоты или фосфорной совместно с серной кислотой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фосфорную и серную кислоты вводят в массовом соотношении 1 - 10 - 100, при этом кислоты вводят попеременно через 5 - 10 мин с загрузкой в каждом случае 1/2 части необходимого количества кислоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1