Способ очистки сточных вод от растворенных фенолов

Изобретение относится к процессам водоочистки и может быть использовано для очистки сточных вод от растворенных фенолов. Для осуществления способа модельный раствор фенола в воде помещают в рабочую камеру, герметично закрывают крышкой и обрабатывают раствор фенола электрическими импульсными разрядами. Периодически контролируют концентрацию фенола в воде, которая снижается за счет окисления фенола частицами, образующимися при ионизации воды под действием электронных процессов, протекающих при формировании разряда в межэлектродном промежутке, и плазмы канала разряда. После снижения концентрации фенола в воде до заданного уровня к обработанной воде, содержащей смесь продуктов окисления фенола, дробно добавляют реагент-коагулятор KCl, повышая его концентрацию от 0 до 2 н. При достижении реагентом-коагулятором концентраций осаждения в осадки выпадают монофракции продуктов окисления фенола. Осадки собирают раздельно на фильтрах, затем осадки растворяют в 0,1 н. NaOH и оценивают биологическую активность или токсичность продуктов окисления фенола. Основным техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение безвозвратных потерь фенола из сточных вод. 1 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к процессам водоочистки и может быть использовано для очистки сточных вод от растворенных фенолов.

Известен способ очистки промышленных и сточных вод от органических веществ в котором газопаровую среду, содержащую кислород, обрабатывают импульсными электрическими разрядами (а.с. СССР № 389030, МПК С 02 С 5/00, приор. 19.07.71).

Недостатком данного способа является низкая эффективность очистки воды и необходимость проведения процесса в периодическом режиме.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является выбранный за прототип способ очистки сточных вод нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств от растворенных фенолов и нефтепродуктов (патент РФ № 2099290, МПК 7 C 02 F 1/48, опубл. 10.06.98), при котором в сточной воде дозируют реагент-коагулятор, обработку сточных вод осуществляют электрическими разрядами с удельной энергией 7-15 кДж/дм³ в присутствии воздуха, после чего сточные воды подвергают флотации, биологической очистке и сорбции на угольно-песчаных фильтрах.

Недостатком данного способа является безвозвратная потеря фенола в процессе очистки сточных вод.

Основным техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение безвозвратных потерь фенола из сточных вод не менее чем на 16%.

Этот технический результат достигается тем, что в способе очистки сточных вод от растворенных фенолов, при котором эти воды обрабатывают высоковольтными разрядами и дозируют реагент-коагулятор, согласно предложенному решению обработку сточных вод высоковольтными разрядами выполняют в герметичной емкости, а затем дробно дозируют реагент-коагулятор KCl, увеличивая его концентрацию 0 до 2 н., причем осадки, образовавшиеся при концентрации реагента-коагулятора KCl до 1 н. включительно, собирают и используют как токсические вещества, а при концентрациях от 1 н. до 2 н. собирают и используют как биологически активные вещества.

Пример конкретного выполнения.

Для пояснения предложенного способа на чертеже изображено устройство. Устройство состоит из цилиндрической рабочей камеры 1 объемом 500 мл, выполненной из полиэтилена, высоковольтного электрода - стержня 2, встроенного в герметическую крышку 3 рабочей камеры 1, и заземленного электрода 4, закрепленного в днище рабочей камеры 1. Для отвода образующихся газообразных продуктов в крышку 3 камеры 1 встроена газоотводная трубка 5, выходной конец которой образует с емкостью 6 водяной затвор. Генератор импульсных токов (ГИТ), применяемый для обработки воды импульсными разрядами, имел следующие параметры: напряжение пробоя 50 кВ, блок емкостных накопителей энергии 0,4 мкФ, межэлектродное расстояние 10 мм, энергия одного импульса 500 Дж.

Способ осуществляется следующим образом. 500 мл модельного раствора фенола в воде концентрацией 2 г/л помещают в рабочую камеру 1 и герметично закрывают крышкой 3. Высоковольтный электрод 2 соединяют с генератором импульсных токов (ГИТ). Заземленный электрод 4 заземляют. Газоотводную трубку 5 помещают в емкость 6 ниже уровня воды и создают водяной затвор. Включают ГИТ и обрабатывают раствор фенола электрическими импульсными разрядами. Периодически контролируют концентрацию фенола в воде, которая снижается за счет окисления фенола частицами ОН, ОН^-, образующимися при ионизации воды под действием электронных процессов, протекающих при формировании разряда в межэлектродном промежутке, и плазмы канала разряда. После снижения концентрации фенола в воде до заданного уровня, например, 1 мг/л, что составляет 0,5% от исходной концентрации фенола в сточной воде, ГИТ отключают. Расход энергии для снижения концентрации фенола от 2000 мг/л до 0,1 мг/л составляет 3,3·10³ кДж/л. К обработанному раствору, содержащему смесь продуктов окисления фенола, дробно добавляют реагент-коагулятор KCl, повышая его концентрацию от 0 до 2 н.

При достижении реагентом-коагулятором KCl концентраций осаждения в осадки выпадают монофракции продуктов окисления фенола. Осадки собирают раздельно на фильтрах, затем осадки растворяют в 0,1 н. NaOH и оценивают биологическую активность или токсичность продуктов окисления фенола по степени изменения двигательной активности тест-культуры, в качестве которой используют Paramecium Caudatum (инфузория туфелька).

В табл.1 представлены экспериментальные данные выхода монофракций продуктов окисления фенола по мере введения реагента-коагулятора KCl, а в табл.2 оценка двигательной активности Paramecium Caudatum в щелочных растворах этих монофракций при концентрациях продуктов 0,004 мг/л.

Таблица 1
№№ п/п	Концентрация реагента-коагулятора, KCl, н.	Выход монофракций, %	Биологическая активность
1	0,0	5.0	Токсично
2	0,2	Отс.	-
3	0,4	24,3	Токсично
4	0,6	22,5	Токсично
5	0,8	Отс.	-
6	1,0	31,3	Токсично
7	1,2	Отс.	-
8	1,4	Отс.	-
9	1,6	Отс.	-
10	1,8	Отс.	-
11	2,0	16.9	Биол. активно

12	2,2	Ore	-
Таблица 2
№№ п/п	Исследуемая среда	Двигательная активность, %	Биологическая активность
1	Питательная среда (молоко)	100
2	Раствор фенола, 0,004 мг/л	49,0	Токсично
3	Раствор монофракции 1 из табл.1	43,5	Токсично
4	Раствор монофракции 3 из табл.1	45,4	Токсично
5	Раствор монофракции 4 из табл.1	53,7	Токсично
6	Раствор монофракции 6 из табл.1	67,0	Токсично
7	Раствор монофракции 11 из табл.1	127,0	биол.акт.

Как следует из табл.1, при изменении концентрации реагента-коагулятора KCl от 0 до 2,2 н. выделено 5 монофракций продукта окисления фенола. Эти продукты обладают разным действием на тест-культуру табл.2. Первые четыре монофракции обладают токсичностью и снижают двигательную активность тест-культуры от 100% при помещении в питательную среду до 43,5-67,0%, при помещении в растворы 1, 3, 4 и 6. Монофракция 7 выделенная при концентрации KCl 2 н., обладает биологической активностью. Ее выход составляет 16,9%. При помещении тест-культуры в ее раствор повышается двигательная активность культуры до 127% по отношению к двигательной активности культуры в питательной среде (раствор молока в воде).

Применение предлагаемого способа позволяет снизить безвозвратные потери фенола при очистке сточных вод не менее чем на 16% за счет использования части образовавшихся продуктов в качестве биологически активных веществ.

Способ очистки сточных вод от растворенных фенолов, при котором эти воды обрабатывают высоковольтными разрядами и дозируют реагент-коагулятор, отличающийся тем, что обработку сточных вод высоковольтными разрядами выполняют в герметичной емкости, а затем дробно дозируют реагент-коагулятор KCl, увеличивая его концентрацию до 0 до 2 н., причем осадки, образовавшиеся при концентрации реагента-коагулятора KCl до 1 н включительно, собирают и используют, как токсические вещества, а при концентрациях от 1 до 2 н. собирают и используют, как биологически активные вещества.