Способ электрокоагуляционной очистки фенолсодержащих вод

 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод, в частности к способам очистки сточных вод от фенола электрохимическим путем. Электрокоагуляцию ведут в бездиафрагменном электролизере под давлением кислорода 0,5-0,8 МПа при плотности тока 5 мА/см². В качестве электродного материала использовали Ст-3. Окисление фенола происходит за счет адсорбции на гидроксиде железа и растворенным кислородом. Технический эффект: интенсификация процесса очистки фенолсодержащих вод за счет дополнительного окисления фенола на электродах и в объеме раствора. 1 табл.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод, в частности к способам очистки сточных вод от фенола электрохимическим путем.

Известен способ электрокоагуляционной очистки фенолсодержащих вод с использованием растворимых стальных пластинчатых электродов. Удаление фенола происходит за счет его адсорбции на гидроксиде железа. [Алиев З.М., Хизриева И. Х. , Каймаразова Ф.Г. Использование электрокоагуляции для очистки фенолсодержащих природных вод. //Деп. в ВИНИТИ. 09.08.99. 2600 - В99.7 с.].

Недостатком этого способа являются большие затраты электроэнергии.

Известен способ очистки фенольных вод электрокоагуляцией с использованием дополнительных подвижных электродов из алюминия и дюралюминия. Электролиз проводится при плотности тока не менее 3 А/дм². [Халемский А.М., Паюсов С. А. , Таланов А. Г. , Юрков Ю.Н. Способ очистки сточных вод. Пат. 2071449, С 02 F 1/463. Опубл. 27.07.93].

Данный способ имеет ряд существенных недостатков, а именно: малая производительность процесса из-за низкой плотности тока, использование дорогостоящего материала.

Задача изобретения - интенсификация процесса очистки фенолсодержащих вод.

Технический результат - экономичность процесса вследствие более полного использования объема электролизера.

Технический результат достигается тем, что электрокоагуляцию ведут в бездиафрагменном электролизере под давлением кислорода 0,5-0,8 МПа при плотности тока 5 мА/см², причем обезвреживание фенола происходит за счет адсорбции на гидроксиде железа и растворенным кислородом. При давлении кислорода меньше 0,5 МПа скорость процесса низкая. А при создании давления больше 0,8 МПа степень очистки от фенола практически остается постоянной.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Электролиз проводится в автоклаве, изготовленном из коррозионно-устойчивого титанового сплава, на крышке которого закреплены вентили для впуска и выпуска газов и изолированные друг от друга выводы электродов. В электролизер, помещенный в автоклав, наливают очищаемую от фенола воду, например термальную, подают кислород из баллона под давлением. При установившемся давлении кислорода к системе подключают постоянный ток. В качестве электродного материала использовали Ст-3. Катодная и анодная плотности тока - 5 мА/см². При электрокоагуляции фенолсодержащих вод по предлагаемому способу гидрозакись железа окисляется в малорастворимую гидроокись, обезвреживание фенола происходит в результате адсорбции его гидроксидом железа, окисления растворенным под давлением кислородом и перекисью водорода, образующейся в результате катодного восстановления кислорода.

Пример 1. Электролиз проводили в стеклянном стакане, помещенном в автоклав. В электролизер наливали модельный раствор с концентрацией фенола 100 мг/л, хлорида натрия - 2 г/л. Электроды из Ст-3. Плотность тока 5 мА/см². Температура 20^oС, давление кислорода 0,5 МПа. Время электролиза 3 ч, Степень очистки 96,9%.

Очистка вод от фенола протекает за счет следующих реакций.

Катодная: Анодная: Fe²⁺+OH^--->Fe(OH)₂ 4Fe(OH)₂+2Н₂О+О₂-->4Fе(ОН)₃↓ Обезвреживание фенола происходит за счет адсорбции на образующемся гидроксиде железа (III). Окисление фенола также протекает в объеме электролизера растворенным под давлением кислородом.

Пример 2. Электролиз проводился по п.1 с тем отличием, что давление кислорода 0,6 МПа. Степень очистки 97,6%.

Пример 3. Электролиз проводился по п.1 с тем отличием, что давление кислорода 0,8 МПа. Степень очистки 98,5%.

В таблице показано влияние давления на степень очистки фенолсодержащих вод. При повышении давления от 0 до 0,8 МПа степень очистки возрастает от 82,4 до 98,1%.

Предлагаемый способ обладает рядом преимуществ.

1. Расход электроэнергии уменьшается за счет снижения напряжения на электролизере.

2. Повышение производительности процесса за счет увеличения степени очистки фенолсодержащих вод.

3. Интенсификация процесса за счет дополнительного процесса окисления фенола на электродах и в объеме раствора.

Способ можно реализовать как при очистке термальных вод, так и при очистке сточных вод различных отраслей промышленности, содержащих фенол.

Для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов.

Формула изобретения

Способ очистки фенолсодержащих вод электрокоагуляцией с использованием стальных электродов, отличающийся тем, что электрокоагуляцию ведут в бездиафрагменном электролизере под давлением кислорода 0,5-0,8 МПа при плотности тока 5 мА/см².

РИСУНКИ

Рисунок 1