Способ очистки сточных вод от фенола

 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от фенола и может быть использовано для очистки природных, оборотных и сточных вод. Обработку сточных вод проводят пероксидом водорода в присутствии катализатора Fe-монтмориллонита при мольном соотношении пероксида водорода: фенол, равном 7,5:1, что составляет 55% от стехиометрически необходимого. Ионы железа III, зафиксированные на поверхности монтмориллонита путем ионного обмена и последующего прокаливания, вызывают каталитический распад пероксида водорода с образованием гидроксильных радикалов, являющихся сильными окислителями, способными разрушать органические соединения, в частности фенолы. Способ обеспечивает сокращение продолжительности процесса очистки, снижение удельного расхода окислителя или сохранение высокой степени очистки воды от фенола. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от фенола и может быть использовано для очистки природных, оборотных и сточных вод.

Известен способ очистки сточных вод от фенолов кислородом воздуха и пероксидом водорода с использованием углей, имеющих связанные в поверхностные комплексы каталитически активные ионы металлов Fe (II), Fe (III) [Применение угольных катализаторов для окислительно-деструктивной очистки сточных вод. /Тарковская И.А., Ставицкая С.С., Лукьянчук В.М., Тарковская Г.Б. //Химия и технология воды, 1993,15, N 7-8, с. 578- 583]. При этом степень очистки по фенолу достигает 88% при исходной концентрации 10-50 мг/л и времени контакта более 60 мин.

Недостатками способа являются недостаточная степень очистки по фенолу и длительность процесса.

Наиболее близким к предлагаемому по сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод от органических примесей, в частности от фенола, обработкой пероксидом водорода в присутствии железосодержащего катализатора-сидерита [А. С. 138 6585 СССР, МКИ⁴ C 02 F 1/72. Способ очистки сточных вод /И. И. Василенко, А.Н. Федосова, Н.М. Шевель. Опубл. 07.07.88, бюл. 13]. Степень очистки сточных вод от фенола через 1 час достигает 99.8% при исходной концентрации фенола 0.05 моль/л и удельном расходе пероксида водорода 30 моль/моль фенола, что составляет 214.3% от стехиометрически необходимого.

Недостатками данного способа являются повышенный расход окислителя и длительность процесса очистки.

Цель изобретения - сокращение продолжительности процесса очистки, снижение удельного расхода окислителя при сохранении высокой степени очистки воды от фенола.

Поставленная цель изобретения достигается тем, что обработку сточных вод проводят пероксидом водорода в присутствии катализатора Fe-монтмориллонита при мольном соотношении пероксида водорода : фенол, равном 7.5:1, что составляет 55% от стехиометрически необходимого. Ионы железа (III), зафиксированные на поверхности монтмориллонита путем ионного обмена и последующего прокаливания, вызывают каталитический распад пероксида водорода с образованием гидроксильных радикалов, являющихся сильными окислителями, способными разрушать органические соединения, в частности фенолы.

Способ подтверждается следующими примерами.

Пример 1. К 50 мл модельного раствора, содержащего 1•10^-3 моль/л (94 мг/л) фенола, добавляют пероксид водорода в количестве 7.5•10^-3 моль/л (что составляет 53.6% от стехиометрически необходимого) и 0.3 г Fe-монтмориллонита. Реакционная смесь перемешивается в течение 7 мин. Степень очистки от фенола составляет 99.9%.

Пример 2. К 50 мл модельного раствора, содержащего 2•10^-3 моль/л (188 мг/л) фенола, добавляют 1.48•10^-2 моль/л пероксида водорода (что составляет 53.0% от стехиометрически необходимого количества) и 0.3 г Fe- монтмориллонита. Реакционная смесь перемешивается в течение 10 мин, степень очистки от фенола составляет 99.8%.

Пример 3. К 50 мл модельного раствора, содержащего 3.2•10^-3 моль/л (300 мг/л) фенола, добавляют пероксид водорода в количестве 2.38• 10^-2моль/л (53.2% от стехиометрического количества) и 0.3 г Fe-монтмориллонита. Реакционная смесь перемешивается в течение 20 мин. Степень очистки раствора от фенола составляет 99.8%.

Из примеров 1-3 следует, что использование Fe-монтмориллонита в качестве катализатора процесса очистки сточных вод от фенола пероксидом водорода позволяет по сравнению с использованием сидерита уменьшить расход окислителя в 4 раза при сокращении в 3 раза продолжительности процесса и сохранении высокой степени очистки.

Области практического применения: очистка природных, оборотных и сточных вод, содержащих фенолы.

Формула изобретения

1. Способ очистки сточных вод от фенола пероксидом водорода в присутствии железосодержащего катализатора, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют Fe-монтмориллонит.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для окисления фенола пероксид водорода берут в количестве 55% от стехиометрически необходимого.