Способ очистки воды от сернистых соединений

Изобретение относится к области очистки природных и сточных вод промышленных предприятий от сернистых соединений. Способ очистки воды от сернистых соединений включает насыщение воды кислородом или воздухом в присутствии катализатора окисления, в качестве которого используют водный раствор комплекса железа с этилендиаминтетрауксусной кислотой, при этом катализатор и кислород или воздух подают непосредственно в поток воды с сернистыми соединениями при рН от 2 до 11, причем катализатор подают в концентрации от 0,1 до 3 мг-экв./л, а кислород подают в объемах, равных или превышающих требуемые объемы по стехиометрии, для превращения сернистых соединений в элементарную серу, после осуществляют отделение воды от элементарной серы. Изобретение позволяет в непрерывном режиме очистить воду от сернистых соединений и ускорить процесс их окисления, а также снизить себестоимость очистки воды, минимизировать количество твердых отходов и сточных вод, подлежащих переработке и/или утилизации. 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к области очистки природных и сточных вод промышленных предприятий от сернистых соединений (сероводорода, ионов сульфидов, гидросульфидов и пр.).

Известен способ получения серы из сульфидного раствора (патент SU 310438, МПК C02F 17/06, опубл. Бюл. №23 от 26.07.1971) путем окисления сульфидов кислородом или воздухом в присутствии катализатора, состоящего из фталоцианинов железа, никеля, молибдена, марганца, вольфрама или сульфидов никеля, железа, кобальта, нанесенных на носитель, при температуре 0-200°С и давлении, поддерживающем сульфидный раствор в жидкой фазе, отличающийся тем, что с целью предотвращения дезактивации катализатора процесс осуществляют в присутствии растворителя серы, не смешивающегося с раствором сульфида.

Недостатком данного способа является использование значительного объема растворителя серы (судя из примеров, объем используемого растворителя серы сопоставим с объемом очищаемого сульфидного раствора), что требует затрат на строительство большого реагентного хозяйства (емкостного, насосного оборудования), его содержание и обслуживание, что в итоге повышает себестоимость очистки сульфидного раствора; применение растворителя серы создает необходимость в использовании ступени его регенерации (дистилляции или охлаждения) для извлечения серы из отработанного растворителя, что также повышает себестоимость очистки сульфидного раствора. К недостаткам следует также отнести потери растворителя и необходимость восполнять его поток свежей порцией, поскольку часть растворителя переходит в водную фазу вследствие растворимости (например, растворимость бензола в воде при 20°С составляет 0,175%, вес. (Справочник химика / под ред. Б.П. Никольского [и др.]. - 2. изд., перераб. и доп. - М.; Л. Химия. Ленингр. отд-ние, 1964. - 465 с.)), что требует постоянных затрат на приобретение свежего растворителя. Поскольку часть растворителя будет переходить в водную фазу, то для применения данного способа потребуется и дополнительная ступень очистки воды от растворенного в ней растворителя.

Известен способ обезвреживания сульфидсодержащих щелочных растворов с получением элементарной серы (патент RU 2319671, МПК C02F 1/72, опубл. Бюл. №8 от 20.03.2008), включающий обработку раствора кислородом и/или воздухом в присутствии катализатора окисления сероводорода, отличающийся тем, что процесс проводят в две стадии, на первой стадии при рН≥11 окисление проводят до поглощения кислорода, соответствующего мольному соотношению O2/S2-=0,5-0,7, на второй стадии подачу кислорода и/или воздуха прекращают и подкисляют раствор до рН=3-5.

Недостатками данного способа являются сложность процесса обезвреживания сульфидсодержащих щелочных растворов, связанная с многостадийностью, а также использование для корректировки значения рН сульфидсодержащего раствора значительных расходов разных химических реагентов (щелочи, кислот), что повышает себестоимость обезвреживания сульфидсодержащих щелочных растворов, а также требует затрат на строительство разнородного реагентного хозяйства и его обслуживание.

Известен способ очистки водных технологических конденсатов от сульфидных соединений (заявка на изобретение RU 96116399, МПК C02F 1/20, C02F 1/72 опубл. Бюл. №32 от 20.11.1998), включающий окислительную обработку конденсата кислородом воздуха при температуре 75-95°С в присутствии гетерогенного катализатора окисления сернистых соединений, отличающийся тем, что исходный конденсат подвергают дегазации для селективного удаления растворенного кислорода, которую проводят при давлении 0,03-0,10 МПа нагреванием конденсата до температуры 90-102°С или до температуры 60-80°С с одновременной продувкой углеводородным или инертным газом, взятым в количестве не более 50 м33 конденсата.

Недостатками данного способа являются длительность очистки воды от сульфидных соединений, поскольку процесс осуществляется за счет их взаимодействия с растворенным кислородом воздуха на ограниченной поверхности гетерофазного катализатора; необходимость в стадии утилизации газообразного потока (газ дегазации, продувочный газ), содержащего токсичный сероводород, что в целом повысит себестоимость очистки воды; необходимость в периодической очистке или замене катализатора на новый вследствие загрязнения его поверхности элементарной серой, образующейся в процессе реакции окисления, что также повысит себестоимость очистки воды. К недостаткам следует отнести и ограниченность применения данного способа, например, в случае очистки воды, содержащей нефть/нефтепродукты и механические примеси, которые будут загрязнять поверхность катализатора и приводить к его дезактивации.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ очистки воды от сероводорода и сульфидов (патент RU 2361822, МПК C02F 1/74, опубл. Бюл. №20 от 20.07.2009), заключающийся в ее насыщении кислородом воздуха и/или смешении с другим окислителем, последующем фильтровании через слой зернистой загрузки, заполненной суспензией гидроксида железа, которую предварительно смешивают с чистой промывной водой и смесью заполняют слой зернистой загрузки перед прекращением ее промывки, прекращении процесса фильтрования после повышения концентрации сульфидов и сероводорода в очищенной воде после фильтровального сооружения выше допустимой, подаче сжатого воздуха снизу вверх через слой зернистой загрузки, подаче промывной воды вместе с воздухом в направлении расширения слоя зернистой загрузки, прекращении подачи сжатого воздуха, а после отмывки зернистой загрузки от загрязнений, прекращении подачи промывной воды и последующем возобновлении процесса фильтрования, отличающийся тем, что вместе с гидроксидом железа, полученного окислением его сульфида, задержанного ранее в слое зернистой загрузки, и промывной водой в слой зернистой загрузки перед окончанием ее промывки вводят мелкодисперсный углеродный материал, который после промывки зернистой загрузки отделяют от грязной промывной воды и снова подают вместе с чистой промывной водой и гидроксидом железа в слой зернистой загрузки перед окончанием следующей промывки.

Недостатками данного способа являются сложность процесса очистки воды от сероводорода и сульфидов, связанная с многостадийностью и периодичностью; большая длительность очистки воды от сероводорода и сульфидов, поскольку процесс осуществляется в гетерофазном режиме, т.е. лишь за счет их взаимодействия с растворенным кислородом на твердой поверхности зернистой загрузки, заполненной суспензией гидроксида железа; необходимость в очистке воды, очищенной от сероводорода и сульфидов, от частично вынесенной железосодержащей зернистой загрузки, содержащей элементарную серу, что в целом повышает себестоимость очистки воды; необходимость в полной замене зернистой загрузки, содержащей гидроксид железа, после нескольких фильтроциклов вследствие ее загрязнения элементарной серой, которая будет дезактивировать железосодержащую загрузку, что в целом также повышает себестоимость очистки воды; наличие сточных промывных вод, требующих дополнительных затрат на очистку от железо- и серосодержащих шламов и их утилизации, что также повышает себестоимость очистки воды; ограниченность применения данного способа, например, в случае очистки воды, содержащей нефть/нефтепродукты и механические примеси. Фильтрование данной воды через слой зернистой загрузки повлечет за собой либо частичное загрязнение ее поверхности, либо закупоривание всего порового пространства загрузки нефтью/нефтепродуктами и механическими примесями.

Техническими задачами изобретения являются упрощение технологии окисления сернистых соединений путем уменьшения количества технологических стадий и осуществления непрерывности процесса удаления сернистых соединений; ускорение процесса окисления сернистых соединений; снижение себестоимости очистки воды за счет сокращения ассортимента применяемых химических реагентов и их расходов, минимизации количества твердых отходов и сточных вод, подлежащих переработке и/или утилизации; осуществление возможности применения способа для очистки воды, содержащей нефть/нефтепродукты и/или механические примеси.

Данные технические задачи решаются при помощи способа очистки воды от сернистых соединений, включающего ее насыщение кислородом или воздухом в присутствии катализатора окисления на базе железа.

Новым является то, что катализатор и кислород или воздух подают непосредственно в поток воды с сернистыми соединениями и рН от 2 до 11, причем катализатор подают в концентрации от 0,1 до 3 мг-экв./л, кислород подают в объемах, равных или превышающих требуемые объемы по стехиометрии для превращения сернистых соединений в элементарную серу, в качестве катализатора окисления используют водный раствор комплекса железа с этилендиаминтетрауксусной кислотой, после чего дополнительно производят отделение воды от элементарной серы.

Очистка воды от сернистых соединений предлагаемым способом осуществляется следующим образом.

В исходную воду, содержащую сернистые соединения (сероводород, сульфиды, гидросульфиды и пр.), подается катализатор окисления в виде водного раствора комплекса железа с этилендиаминтетрауксусной кислотой и кислород или воздух. В результате взаимодействия сернистых соединений с кислородом или воздухом в присутствии катализатора образуется элементарная сера. После чего из реактора отводятся отработанный воздух и очищенная от сернистых соединений вода, содержащая элементарную серу. Далее вода подается на ступень отделения элементарной серы (например, фильтр, центрифуга и т.п.).

Если исходная вода не содержит нефть/нефтепродукты, механические примеси и другие загрязнения, то полученная сера может быть переработана в товарный продукт.

При наличии в исходной воде загрязнений в виде эмульгированных и растворенных нефти/нефтепродуктов, механических примесей, после обработки исходной воды кислородом и/или воздухом и образования элементарной серы в реакторе окисления данные загрязнения частично сорбируются на ее поверхности. Поэтому данный способ позволяет частично очистить воду от нефти/нефтепродуктов и механических примесей на ступени отделения элементарной серы.

Для осуществления способа в качестве катализатора можно использовать как готовую товарную форму раствора комплекса трехвалентного железа с этилендиаминтетрауксусной кислотой, так и раствор, приготовленный путем растворения расчетных количеств трилона Б и соли трехвалентного железа в воде. Рекомендуемая дозировка катализатора составляет не ниже 0,1 мг-экв./дм3 или 1,86 мг/дм3 по железу. Устойчивость комплекса железа с этилендиаминтетрауксусной кислотой в водном растворе сохраняется при значении рН от 2 до 11, поэтому очистку воды от сернистых соединений рекомендуется проводить при данных значениях рН.

Насыщение исходной воды кислородом или воздухом в предлагаемом способе осуществляют их подачей через барботер, смешением в эжекторах, подачей под давлением непосредственно в поток воды или другим возможным способом.

Отличительными особенностями предлагаемого способа очистки воды от сернистых соединений являются:

- возможность полной очистки воды от сероводорода, сульфидов и гидросульфидов;

- очистка воды от сернистых соединений протекает в присутствии гомофазного катализатора, что значительно ускоряет процесс окисления сернистых соединений в воде ввиду того, что реакция их взаимодействия проходит в объеме, а не на ограниченной поверхности;

- минимизация количества привозных реагентов;

- минимизация железо- и серосодержащих твердых отходов и сточных вод, требующих дополнительной переработки и утилизации;

- возможность частичной очистки воды от эмульгированных и растворенных нефтепродуктов в результате их сорбции на поверхности образующейся серы.

Используемый в предлагаемом изобретении катализатор окисления в виде водного раствора комплекса железа с этилендиаминтетрауксусной кислотой является стабильным, неагрессивным и нетоксичным, а настоящее изобретение, относящееся к области очистки природных и сточных вод промышленных предприятий от сернистых соединений, может найти широкое применение в следующих сферах:

- подготовка попутно добываемой пластовой воды для целей поддержания пластового давления на нефтяных месторождениях. Так, например, вода, нагнетаемая в продуктивные коллекторы, пластовые воды которых не содержат сероводород или содержат ионы железа, не должна содержать в своем составе сульфидионы и сероводород во избежание солеотложений сульфида железа в скважинах и призабойной зоне пласта (ОСТ 39-225-88. Вода для заводнения нефтяных пластов. Требования к качеству (утв. приказом Министерства нефтяной промышленности от 28 марта 1988 г. №147));

- подготовка попутно добываемой пластовой воды до требований питательной воды для парогенерирующих установок на месторождениях высоковязкой нефти. Для добычи высоковязкой нефти используется метод парогравитационного дренирования, заключающийся в закачке в пласт водяного пара с высокой температурой (Развитие технологии парогравитационного воздействия на пласт на примере залежи тяжелой нефти Ашальчинского месторождения / P.P. Ибатуллин [и др.] // Нефтяное хозяйство. - 2007. - №7. - с. 40-42). Для питания котлов при производстве пара рациональнее использовать подготовленную попутно добываемую воду, поскольку это позволяет резко сократить объемы воды наземных источников (например, рек) и объемы сточных вод, облегчая их утилизацию. Однако при наличии серосодержащих соединений в составе высоковязкой нефти в пластовых условиях под воздействием высокой температуры происходит образование сероводорода и других сернистых соединений (Prediction of Hydrogen Sulphide Production in SAGD Projects / Thimm H.F. // JCPT. - 2008. - №1. - P. 7-9; Появление сероводорода в продукции скважин в результате паротеплового воздействия на пласт при разработке Ашальчинского месторождения сверхвязкой нефти / Р.З. Сахабутдинов, В.В Малофеев, А.Н. Шаталов // Сб. науч. тр. ТатНИПИнефть. М.: ОАО «ВНИИОЭНГ». - 2010. - С. 254-260), которые впоследствии извлекается вместе с добываемой продукцией, в том числе и с попутно добываемой водой. Поэтому решение вопроса об ее использовании для питания котлов при производстве пара ставит задачу выбора комплексной ее подготовки до требуемых норм, включающей в себя этап полного удаления сероводорода, ионов сульфидов и гидросульфидов.

Примеры конкретного исполнения. Исходная вода - попутно добываемая вода Ашальчинского месторождения сверхвязкой нефти, концентрация сероводорода - 156,8 мг/дм3, водородный показатель - рН=7,32, общее солесодержание - 3650 мг/дм3, щелочность - 41,3 ммоль/дм3, температура воды - 80°С, объем пробы исходной воды в каждом эксперименте - 100 см3. Окисление сернистых соединений осуществлялось в присутствии соли (гидроокислов) железа для связывания сероводорода (сульфидионов) в сульфид железа либо в присутствии комплекса железа с этилендиаминтетрауксусной кислотой, приготовленного путем растворения расчетных количеств трилона Б и соли трехвалентного железа в воде. Эксперимент проводился при атмосферном давлении и интенсивном перемешивании проб воды. После проведения эксперимента воду фильтровали на приборе вакуумного фильтрования через мембранный фильтр. В фильтрате определяли оставшуюся концентрацию сероводорода и сульфидов одним из известных способов, например йодометрическим титрованием (Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. - М.: Химия, 1984. - С. 207-210). Количество элементарной серы, находящейся в отфильтрованном осадке, определяют гравиметрическим методом (Крешков А.П. Основы аналитической химии. Т. 2. - М.: Химия, 1971. - С. 269-270).

Пример 1.

В пробу исходной воды добавили 1,5 см3 раствора FeCl3⋅6Н2О (3 мг-экв./л в воде или 56 мг/дм3 Fe) и раствором серной кислоты довели значение водородного показателя до рН=6,4. Вода окрасилась в черный цвет, обусловленный образованием сульфида железа FeS по реакции:

2FeCl3+3S2-=2FeS↓+S↓+6Cl-.

Колбу с фиксированной периодичностью интенсивно встряхивали. Через определенное время раствор с исходной черной окраской начинал приобретать сероватый оттенок, а затем светло-коричневый, обусловленный образованием гидроокиси железа Fe(OH)3, которая образовалась в результате окисления FeS по реакции:

4FeS+3O2+6H2O=4S+4Fe(OH)3.

По появлению светло-коричневой окраски судили о завершении эксперимента, вода не имеет запаха сероводорода.

Результаты эксперимента представлены в таблице.

Пример 2.

В пробу исходной воды добавили 1,5 см3 раствора FeCl3⋅6H2O (3 мг-экв./л в воде или 56 мг/дм3 Fe) и щелочью довели значение водородного показателя до рН=9. Вода окрасилась в черный цвет, обусловленный образованием сульфида железа FeS. Колбу с фиксированной периодичностью интенсивно встряхивали. Через определенное время раствор с исходной черной окраской начинал приобретать сероватый оттенок, а затем светло-коричневый, обусловленный образованием гидроокиси железа Fe(OH)3, которая образовалась в результате окисления FeS. По появлению светло-коричневой окраски судили о завершении эксперимента, вода не имеет запаха сероводорода.

Результаты эксперимента представлены в таблице.

Пример 3.

В пробу исходной воды добавили 1,5 см3 раствора комплекса железа с трилоном Б (FeCl3⋅6H2O + Трилон Б) (3 мг-экв./л или 56 мг/дм3 Fe). Вода окрасилась в темный серо-зеленый цвет, оставаясь при этом прозрачной. Колбу с фиксированной периодичностью интенсивно встряхивали. Через определенное время раствор приобрел серовато-белесый оттенок, по которому судили о завершении эксперимента, вода не имеет запаха сероводорода. Уравнения реакций, протекающих в данном эксперименте, следующие:

Fe3+Y+S2-→2Fe2+Y+S0;

4Fe2+Y+O2+2H2O→4Fe3+Y+4OH-,

где Y - остаток этилендиаминтетрауксусной кислоты.

Результаты эксперимента представлены в таблице.

Пример 4.

В пробу исходной воды добавили 1,5 см3 раствора комплекса железа с трилоном Б (FeCl3⋅6H2O + Трилон Б) (1 мг-экв./л или 18,6 мг/дм3 Fe). Вода окрасилась в темный серо-зеленый цвет, оставаясь при этом прозрачной. Колбу с фиксированной периодичностью интенсивно встряхивали. Через определенное время раствор приобрел серовато-белесый оттенок, по которому судили о завершении эксперимента, вода не имеет запаха сероводорода.

Пример 5.

В пробу исходной воды добавили 1,5 см3 раствора комплекса железа с трилоном Б (FeCl3⋅6H2O + Трилон Б) (0,1 мг-экв./л или 1,86 мг/дм3 Fe). Вода окрасилась в темный серо-зеленый цвет, оставаясь при этом прозрачной. Колбу с фиксированной периодичностью интенсивно встряхивали. Через определенное время раствор приобрел серовато-белесый оттенок, по которому судили о завершении эксперимента, вода не имеет запаха сероводорода.

Результаты эксперимента представлены в таблице.

Из таблицы видно, что время реакции окисления при использовании в качестве гомофазного катализатора комплекса железа с этилендиаминтетрауксусной кислотой (примеры 3, 4, 5) сокращается в 12-24 раз (абсолютное значение достигает 15-27 мин) по сравнению с использованием растворов железа (примеры 1 и 2). При этом не требуются дополнительные химические реагенты (щелочь, кислота, растворитель и пр.), а в обработанной воде отсутствует взвесь (осадок), содержащая окислы и гидроокислы железа.

Использование предлагаемого изобретения позволяет в непрерывном режиме очистить воду от сернистых соединений и ускорить процесс их окисления; снизить себестоимость очистки воды за счет сокращения ассортимента применяемых химических реагентов и их расходов, минимизировать количество твердых отходов и сточных вод, подлежащих переработке и/или утилизации; осуществить процесс очистки от сернистых соединений воды, содержащей нефть/нефтепродукты и механические примеси.

Способ очистки воды от сернистых соединений, включающий насыщение ее кислородом или воздухом в присутствии катализатора окисления на базе железа, отличающийся тем, что катализатор и кислород или воздух подают непосредственно в поток воды с сернистыми соединениями и рН от 2 до 11, причем катализатор подают в концентрации от 0,1 до 3 мг-экв./л, кислород подают в объемах, равных или превышающих требуемые объемы по стехиометрии, для превращения сернистых соединений в элементарную серу, в качестве катализатора окисления используют водный раствор комплекса железа с этилендиаминтетрауксусной кислотой, после чего дополнительно производят отделение воды от элементарной серы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к разделению и нагреву водонефтяных эмульсий и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. Установка для разделения и нагрева водонефтяной эмульсии содержит емкость 1 с патрубками 2, 3, 4, 5 ввода нефтяной эмульсии, вывода нефти, вывода воды, нефтяного газа, расположенный снаружи емкости 1 цилиндрический кожух 6 с патрубками 7, 8 ввода и вывода теплоносителя и с размещенной в нем жаровой трубой 9, циркуляционный насос 10 и нагреватель 11.

Изобретение относится к очистке сточных вод и оборотных вод, содержащих тиоцианаты (SCN-), и может быть использовано на предприятиях цветной металлургии, химической и золотодобывающей промышленности.

Изобретение относится к устройствам для очистки водоемов от водорослей. Устройство содержит плавсредство с приспособлением для забора воды с водорослями, подающим смесь на установленные с каждой его стороны попарно встречно-вращающиеся барабаны с обрезиненной поверхностью.

Изобретение относится к области очистки сточных вод, в частности к устройствам для отделения активного ила от биологически очищенной воды, выходящей из аэротенков.

Изобретение относится к способу очистки воды и сточных вод от нитрит-ионов. Способ включает электрохимическую обработку водных растворов, содержащих 0,10-0,20 г/л нитрит-ионов и 0,30-0,45 г/л сульфата натрия или хлорида натрия, в ячейке непроточного типа с диафрагмой, катодом из нержавеющей стали, анодом типа ОРТА при силе тока 0,25-0,40 А, плотности тока 0,25-0,40 А/см2, напряжении 38-42 В, температуре 22-30°С, продолжительностью 40-45 мин.

Изобретение относится к области систем жизнеобеспечения экипажей космических летательных аппаратов (космических кораблей, орбитальных станций), а также индивидуальных домовладений, а именно к системам регенерационного водообеспечения.

Изобретения могут быть использованы в пищевой промышленности для деаэрации жидких пищевых продуктов. Способ деаэрации жидкости включает этапы, на которых сжимают жидкость до давления выше атмосферного, нагревают жидкость до заданной температуры, направляют сжатую жидкость к месту смешения, подмешивают инертный газ в сжатую жидкость, направляют сжатую жидкость, содержащую инертный газ, в разделительный резервуар через декомпрессионный клапан, снижают давление в разделительном резервуаре до давления выше давления пара для данной жидкости при указанной заданной температуре, откачивают выделившиеся газы из разделительного резервуара и откачивают деаэрированную жидкость из разделительного резервуара для дальнейшей обработки.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к сооружениям для комплексной очистки воды от влекомых и части взвешенных наносов при водозаборе в каналы, трубопроводы и аванкамеры насосных станций.

Изобретение относится к галургии и гидрометаллургии урана и может быть использовано для извлечения и концентрирования урана из природных вод и разбавленных растворов при обезвреживании и очистке сточных вод в гидрометаллургии урана.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для получения воды питьевого качества в полевых условиях, а также в условиях чрезвычайных ситуаций с использованием поверхностных источников воды с различными природными и антропогенными загрязнениями, зараженных патогенными микроорганизмами, вирусами и отравляющими веществами, путем ее фильтрации с последующей сорбцией токсинов и обеззараживанием.
Изобретение относится к области очистки технологической жидкости, например воды, загрязненной осаждающимися механическими примесями, например дисперсными твердыми частицами, плотность материала которых выше плотности технологической жидкости, и плавающей жидкой средой, плотность которой ниже плотности технологической жидкости, например нефти в воде, и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где возникает такая необходимость. Способ очистки технологической жидкости от механических примесей и плавающей жидкой среды включает предварительное смешение в гомогенизаторе загрязненной технологической жидкости и части очищенной технологической жидкости в смесителе, в котором струи очищаемой и части чистой технологической жидкости направлены навстречу друг другу с равным поперечным сечением в месте столкновения струй. Далее смесь подают по диффузору с шириной, равной внутренней ширине отстойника, и высотой, обеспечивающей ламинарный режим течения тонкого плоского слоя смеси. Очистка технологической жидкости от механических примесей и плавающей жидкой среды производится путем гравитационного осаждения механических примесей и всплытия жидкой плавающей среды из тонкого плоского слоя. Технический результат: повышение эффективности процесса очистки технологической жидкости.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к области производства гетерогенных катализаторов процессов жидкофазного окисления органических соединений (в том числе, производных фенолов) и может быть применено на предприятиях различных отраслей промышленности для проведения реакций окисления, а также для каталитической очистки сточных вод от токсичных органических контаминантов. Гетерогенный катализатор жидкофазного окисления органических соединений содержит носитель, глутаровый диальдегид в качестве сшивающего агента и экстракт корня хрена (Armoracia Rusticana) в качестве активного компонента. Согласно изобретению в качестве носителя используют диоксид титана, модифицированный последовательно 0,095÷0,105 н. раствором соляной кислоты, 0,195÷0,205%-ным раствором хитозана в 0,0045÷0,0055 М растворе соляной кислоты и 4,95÷5,05%-ным раствором аминопропилтриэтоксисилана в 95,5÷96,5%-ном этаноле при следующем соотношении компонентов, % масс.: диоксид титана - 45÷55; хитозан - 7,5÷12,5; аминопропилтриэтоксисилан - 17,5÷22,5; сшивающий агент (глутаровый диальдегид) - 7,5÷12,5; активный компонент (экстракт корня хрена) - 7,5÷12,5. Технический результат - повышение активности, селективности и операционной стабильности гетерогенного катализатора в реакции жидкофазного окисления органических соединений перекисью водорода. 6 ил., 19 пр.

Изобретение относится к области дезинфекции жидкостей, в том числе воды, ультрафиолетовым излучением. Устройство для обработки жидкостей ультрафиолетовым излучением имеет герметичный цилиндрический корпус-реактор 1, внутри которого параллельно его оси расположены одна или несколько УФ-ламп 2, помещенных в герметичные защитные кварцевые чехлы 3. Корпус-реактор имеет входной и выходной патрубки, которые соединены соответственно с входным 8 и выходным 9 коллекторами. Входной коллектор расположен на внутренней боковой поверхности корпуса-реактора 1, вытянут вдоль всей его длины и имеет ряд равномерно распределенных вдоль него впускных отверстий 10. Выходной коллектор расположен на оси корпуса-реактора 1, вытянут вдоль всей его длины и имеет ряд равномерно распределенных выпускных отверстий. При этом впускные отверстия ориентированы так, что поток обрабатываемой жидкости входит в корпус-реактор 1 перпендикулярно его оси и тангенциально к его боковой поверхности. Внутри корпуса-реактора поток движется по сходящейся спирали от боковой поверхности к выпускным отверстиям 10 выходного коллектора 8, последовательно проходя при этом через зоны с разной интенсивностью УФ-излучения от ламп 2. Затем поток обработанной жидкости через выпускные отверстия, выходной коллектор 9 и выходной патрубок выходит из устройства. Технический результат заключается в увеличении равномерности облучения УФ-излучением всего объема обрабатываемой жидкости и, как следствие, увеличение степени обеззараживания и/или производительности устройства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к области очистки питьевых, технических, сточных вод и жидкостей от содержащихся в них газов и может быть использована в коммунальном водоснабжении, водоподготовке и промышленности. Устройство дегазации содержит камеру (4) для дегазируемой жидкости с аэратором (1), нагнетательные патрубки (2) с душирующими отверстиями (3), обеспечивающими эффект кавитации и образование струй; воздушные патрубки (6) для подвода воздуха и отвода выделившихся газов, выполненные с противоположных сторон камеры (4). Воздушный патрубок (6) снабжен вентилятором (5) и гидрозатвором (7). Душирующие отверстия могут быть в форме сечений диффузорных насадков. В камере (4) устройства для дегазации проводят аэрацию жидкости в потоке, в процессе которой жидкость насыщается воздухом и создаются кавитационные пузырьки. Затем осуществляют гидродинамическую кавитацию путем снижения давления в потоке жидкости до значения, равного давлению насыщенных паров этой жидкости при данной температуре или давлению, при котором начинается выделение из нее растворенных газов. Осуществляют отдувку выделившихся газов потоком воздуха с одновременным механическим распылением жидкости в результате удара струи о стенку, обеспечивающим отделение и удаление растворенных газов. Достигается повышение эффективности очистки жидкости за счет насыщения воды кислородом, окисления загрязняющих веществ, отделения растворенных газов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод, загрязненных биоразлагаемыми органическими соединениями. Осуществляют обработку сточных вод в аэротенке. Отделяют активный ил от очищенной воды во вторичном отстойнике. Подают циркуляционный активный ил после осаждения во вторичном отстойнике в аэротенк. Удаляют избыточный активный ил на сооружения обработки осадков сточных вод в количестве 1/60-1/100 от суммарной массы ила в аэротенке и вторичном отстойнике в сутки. Обеспечивается сокращение объема избыточного активного ила при одновременном повышении качества очищенной воды по ХПК, БПК и соединениям азота. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Группа изобретений может быть использована в сельском хозяйстве для переработки отходов животноводства. Способ извлечения питательных веществ из отходов животноводческих комплексов включает нагревание и аэрирование стоков анаэробного ферментера в аэрационном реакторе в течение 4-24 часов для перевода растворимого аммония в газообразный аммиак, подачу газообразного аммиака из аэрационного реактора в дегазационную колонну, в которой регулируемое количество кислоты реагирует с аммиаком, извлечение получаемой аммониевой соли. Во втором варианте стоки, содержащие волокнистый осадок и взвешенные твердые частицы, предварительно нагревают до 160°F (71,11°C), отделяют волокнистый осадок и используют две дегазационные колонны. Система для извлечения питательных веществ из отходов животноводческих комплексов включает аэрационный реактор для нагревания и аэрирования стоков анаэробного ферментера и две дегазационные колонны для смешения регулируемого количества кислоты с газообразным аммиаком из аэрационного реактора, а также резервуар для сбора аммониевой соли. Изобретения обеспечивают экономичность переработки животноводческих стоков и извлечение из них питательных веществ. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 18 ил., 8 табл., 14 пр.

Изобретение относится к нагреву и обеззараживанию воды СВЧ-энергией и может быть использовано в пищевой, медицинской, микробиологической, фармацевтической, а также в химической промышленности. Способ обеззараживания и нагрева воды включает воздействие СВЧ-энергией на поток обрабатываемой воды заданного размера, проходящий через прямоугольный волновод под углом к его широкой стенке. В поток добавляют водный раствор ионного серебра из расчета его концентрации в обрабатываемой воде 0,01-0,02 мг/л. Воду пропускают через устройство, включающее СВЧ-генератор, прямоугольный волновод с фланцами, проходящую через него трубку из радиопрозрачного материала, ось которой расположена под углом к широкой стенке волновода, и концевую согласованную поглощающую нагрузку. Трубка, через которую пропускают поток, имеет расширяющуюся форму, при этом ширина W имеет максимальное значение 0,66 размера широкой стенки волновода, высота h на входе в волновод составляет 0,06-0,15 длины волны, а высота Н на выходе из волновода 0,18-0,47 длины волны и установлена широкой стороной к направлению распространения электромагнитной волны. Способ обеспечивает снижение температуры обеззараживания жидкости, увеличение КПД поглощения СВЧ-энергии и производительности, снижение энергозатрат, ускорение процесса СВЧ-обеззараживания и нагрева воды, а также возможность использования меньшей дозы ионного серебра. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано для очистки подземных водосборников и промышленных сбросов от взвешенных тонкослойных частиц, нефтепродуктов, металлов. Комплекс включает корпус с емкостью (1), транспортно-обезвоживающее устройство (5), модульные устройства для очистки воды трех типов (2, 3, 4), устройства подачи (19) и сброса воды (10). Емкость (1) треугольного или трапециевидного сечения имеет угол наклона бортов 43-48° и состыкована с корпусами транспортно-обезвоживающих устройств – горизонтального (7) и наклонного (8). Внутри корпуса попарно устанавливаются модульные устройства для очистки воды (2, 3, 4) одного типа, разделенные между собой поперечными перегородками (6). Приемная секция (9) разделена с модульными устройствами типа «жалюзи» (2) перегородкой (6) сверху на 2/3 высоты модуля. Модульные устройства тонкослойных осветлителей (3) и модульные устройства электрической обработки воды (4) разделены поперечными перегородками (6) снизу на 2/3 высоты модулей. Устройство сброса воды (10) разделено с модульными устройствами электрической обработки (4) поперечной перегородкой (6) сверху. Транспортные устройства (7) и (8) являются трубами, имеющими щели в емкости (1) для перепуска шлама и состыкованными между собой под углом 8-13° с помещенными внутри шнеками (11). Щель (14) транспортно-обезвоживающего устройства (5) вырезают в трубах от перегородки, отделяющей модульное устройство электрической обработки воды (4) до точки уровня заполнения емкости водой на наклонной трубе, которая на верхнем конце снизу имеет шпальтовое сито (15) и поддон (16) с отводящей трубой (17) для сброса подрешетного продукта в емкость (1). Щель (14) перекрывается решеткой (18), выполненной из пластин, установленных под углом 45°. Устройство подачи воды имеет плоский раструб (20), устройство сброса воды (10) имеет диаметр трубы, обеспечивающий скорость потока в комплексе не более 0,1 м/с. Комплекс обеспечивает надежность, упрощение конструкции и снижение габаритов оборудования. 1 ил.

Изобретение может быть использовано для безреагентной очистки оборотных и сточных вод от сапонитсодержащих шламовых частиц и уплотнения сапонитсодержащего осадка в хвостохранилищах. Для осуществления способа загрязненную сапонитсодержащую воду из источника её образования (1) через пульпонасосную станцию (3) и пульповод (4) сбрасывают на пляжную часть (I) хвостохранилища (9) по всему внутреннему периметру. В периферийной части (II) хвостохранилища (9), примыкающей с внутренней части к (I), устанавливают несколько плавучих акустических модулей с излучателями (14) и осуществляют формирование и излучение гидроакустических сигналов звукового и ультразвукового диапазона частот, а также формирование и непрерывное излучение сигналов низкого звукового диапазона частот. Гидроакустические сигналы звукового и ультразвукового диапазонов частот формируют с амплитудой акустического давления не менее 102 Па на расстоянии 1 м от гидроакустического излучателя, воздействуют ими на сапонитсодержащую воду для дегазации, гидроакустической коагуляции сапонитсодержащих шламовых частиц, уплотнения сапонитсодержащего осадка. Формирование, усиление и излучение непрерывных гидроакустических сигналов низкого звукового диапазона частот осуществляют в диапазоне частот от десятков Гц до единиц кГц, с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от гидроакустического излучателя и воздействуют на сапонитсодержащий осадок. В период ледостава осуществляют подъем на поверхность льда акустически уплотненного сапонитсодержащего осадка и его укладку на лед в нерабочую пляжную часть хвостохранилища. В летний период осуществляют оттаивание сапонитсодержащего осадка с разделением на окончательно уплотненный сапонитсодержащий осадок и осветленную сапонитсодержащую воду с последующим ее использованием в технологическом процессе. Способ обеспечивает быстрое и качественное разделение на две фазы сапонитсодержащих хвостов (шламов) обогатительной фабрики в хвостохранилище, уплотнение полученного сапонитсодержащего осадка и тела водоупорной дамбы, осветление больших объемов сапонитсодержащей воды, повышение экологической безопасности эксплуатации хвостохранилища. 8 ил., 1 пр.

Изобретение относится к способу очистки и/или обессоливания жидкости, преимущественно воды, который может быть использован в бытовом и/или питьевом водоснабжении. Способ очистки жидкости заключается в по меньшей мере одном автоматически запускаемом цикле очистки жидкости, в процессе которого осуществляют очистку исходной жидкости и промывку средства очистки жидкости жидкой средой с последующим возобновлением очистки жидкости. В ходе указанного цикла исходную жидкость по линии подачи исходной жидкости направляют в блок очистки жидкости, в котором исходную жидкость через средство повышения давления по линии смешения исходной и дренажной жидкости подают в средство очистки жидкости. После средства очистки жидкости очищенная жидкость поступает на линию очищенной жидкости, а дренажную жидкость по линии рециркуляции подают на смешение с исходной жидкостью, и полученная смесь поступает в средство очистки жидкости. Через заданный промежуток времени процесс очистки жидкости прерывают для осуществления промывки средства очистки жидкости жидкой средой, предназначенной для удаления загрязнений, образующихся на внутренней поверхности средства очистки жидкости. Жидкую среду после средства очистки жидкости с высокой скоростью сбрасывают в дренаж. Во время по меньшей мере одного цикла очистки жидкости перед промывкой средства очистки жидкости жидкой средой процесс очистки жидкости прерывают по меньшей мере один раз на короткий промежуток времени, достаточный для промывки средства очистки жидкости смесью дренажной и исходной жидкости, при которой происходит разрушение поляризационного слоя загрязнений, образующегося на внутренней поверхности средства очистки жидкости, с последующим возобновлением процесса очистки жидкости после каждой короткой промывки средства очистки жидкости. При промывке средства очистки жидкости жидкой средой, длительность которой превышает длительность по меньшей мере одной промывки средства очистки жидкости, при которой происходит разрушение поляризационного слоя загрязнений, в качестве жидкой среды используют смесь исходной и дренажной жидкости. Технический результат: снижение количества используемой исходной жидкости, уменьшение количества загрязняющих веществ на средстве очистки жидкости, продление срока службы средства очистки жидкости. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области очистки природных и сточных вод промышленных предприятий от сернистых соединений. Способ очистки воды от сернистых соединений включает насыщение воды кислородом или воздухом в присутствии катализатора окисления, в качестве которого используют водный раствор комплекса железа с этилендиаминтетрауксусной кислотой, при этом катализатор и кислород или воздух подают непосредственно в поток воды с сернистыми соединениями при рН от 2 до 11, причем катализатор подают в концентрации от 0,1 до 3 мг-экв.л, а кислород подают в объемах, равных или превышающих требуемые объемы по стехиометрии, для превращения сернистых соединений в элементарную серу, после осуществляют отделение воды от элементарной серы. Изобретение позволяет в непрерывном режиме очистить воду от сернистых соединений и ускорить процесс их окисления, а также снизить себестоимость очистки воды, минимизировать количество твердых отходов и сточных вод, подлежащих переработке иили утилизации. 1 табл., 5 пр.

Наверх