СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ И ЛИГНОСУЛЬФОНАТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ И ЛИГНОСУЛЬФОНАТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ


RU (11) 2129532 (13) C1

(51) 6 C02F1/58 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 96124749/25 
(22) Дата подачи заявки: 1996.12.24 
(45) Опубликовано: 1999.04.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Чернобережский Ю.М. и др. Коагуляционная очистка сточных вод предприятий целлюлозно-бумажной промышленности. - ЖПХ, 67, N 3, 1994, с. 402 - 406. 
(71) Заявитель(и): Институт экологических проблем Севера Уральского отделения РАН 
(72) Автор(ы): Серов В.А.; Афанасьев Н.И.; Бровко О.С.; Засухина Л.В. 
(73) Патентообладатель(и): Институт экологических проблем Севера Уральского отделения РАН 
Адрес для переписки: 163061, Архангельск, наб.Северной Двины, 23, Серову В.А. 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ И ЛИГНОСУЛЬФОНАТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 

Область использования: очистка сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий (ЦБП) от хлорорганических и лигносульфатных соединений - основных загрязнителей природных вод. Сущность изобретения: сточные воды обрабатывают солями цинка и имидазолом или его производными в виде водонерастворимых смешанных комплексов. Способ обеспечивает 70%-ное извлечение хлорорганических соединений (хлорлигнинов) из отбельных стоков ЦПБ и 90%-ное извлечение лигносульфонатов натрия из их водных растворов, что на 20-30% выше по сравнению с известным способом. 3 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к охране окружающей природной среды и может быть использовано для целей очистки сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий (ЦБП) с помощью химических реагентов.

Как известно, ЦБП являются мощными загрязнителями природных вод объемными и многокомпонентными стоками, в составе которых превалируют весьма токсичные хлорорганические соединения (хлорлигнины, хлорфенолы, и т.д.), а также лигносульфонаты натрия (предельно-допустимая концентрация для хлорфенолов в воде 10-4 мг/л, для лигносульфонатов 1 мг/л [1]).

Для очистки сточных вод ЦБП от хлорорганических соединений (ХОС) и лигносульфонатов (ЛС-Na) с учетом требований санитарных правил и норм в реальной промышленной практике используют методы коагуляции, седиментации и обработки активным илом (биочистки) [2, 3].

Кроме того, проводятся интенсивные поиски новых методов химической детоксикации водных растворов, в частности от фенола и его производных. В их числе предложены: экстракция гидрофильными спиртами в присутствии высаливателей [4], сорбция на цеолитах [5], фотохимическое разложение с применением промоторов [6].

Однако, как существующие, так и вновь предлагаемые методы, либо недостаточно эффективны, либо нетехнологичны (трудоемки, энергоемки и т.д.), либо в случае гидробионтов активного ила высокочувствительны к токсичным компонентам стоков. Поэтому разработка новых, более совершенных методов локальной очистки вредных стоков ЦБП, по-прежнему, сохраняет свою актуальность.

Целью настоящего предложения является снижение содержания ХОС и ЛС-соединений в сточных водах ЦБП с перспективой повторного использования этих вод для технологических нужд.

Указанная цель достигается осаждением названных загрязнителей из водных растворов в виде нерастворимых смешанных комплексов с солями цинка (ZnCl2, ZnSO4, Zn(OAc)2 и др.) и имидазолом (Im) или его производными.

Примеры реализации изобретения.

Концентрацию ХОС и ЛС-Na в водных растворах (стоках) до и после обработки комплексообразователями и имидазольными производными определяли спектрофотометрически по изменению светопоглощения (оптической плотности) в УФ-области спектра при 280 нм, характерной для лигнинов [7], а содержание ХОС также и по показателю "адсорбируемый органический хлор" (АОХ), характеризующему суммарное содержание всех ХОС, адсорбируемых на активированном угле [8].

Эксперименты по осаждению ХОС проводили на промышленных стоках (фильтратах) хлорирования и щелочения стадии отбелки хлором сульфатной и сульфитной целлюлозы Архангельского ЦБК:

- фильтрат хлорирования - жидкость светло-желтого цвета, pH 2,8 - 4,0, исходное содержание хлорлигнинов 0,08 - 0,19 г/л, АОХ 11,4 - 12,6 мг/л;

- фильтрат щелочения - жидкость темно-коричневого цвета, pH - 10,8 - 11,2, хлорлигнины 0,87 - 1,30 г/л, АОХ 46 - 53 мг/л.

К 50 мл указанного фильтрата с фиксированным по поглощению в УФ-области содержанием хлорлигнинов добавляли соль цинка ZnCl2 Zn(SO4), Zn(OAC)2 и имидазол (при весовом соотношении 1,2 - 0,8 каждого реагента на хлорлигнин), pH реакционного раствора доводили до 6,5 - 8,5 (NaOH, NH4OH), далее раствор (суспензию) перемешивали на магнитной мешалке 5 - 10 мин при комнатной температуре, выпавший осадок комплекса ХОС-Zn2+-Im отфильровывали на бумажном фильтре, а осветленный фильтрат анализировали на остаточное содержание хлорлигнинов и АОХ.

Осаждение ЛС-Na изучали на модельных водных растворах, приготовленных на основе промышленных лигносульфонатов Архангельского ЦБК, представляющих собой жидкости темно-коричневого цвета с pH 4,5 - 5,0 и содержанием сухого вещества 2,4 - 2,7 г/л.

К 50 мл указанного раствора добавляли соль цинка и имидазол (весовое соотношение 1,2 - 0,8 каждого реагента на лигносульфонат), pH реакционного раствора доводили до 6,5 - 8,0, раствор (суспензию) перемешивали 5 - 10 мин при комнатной температуре, выпавший осадок комплекса ЛС-Zn2+-Im отфильтровывали, а оставшийся фильтрат анализировали на остаточное содержание ЛС-Na.

Для сравнения на тех же объектах проводили осаждение ХОС и ЛС-Na с помощью известного коагулянта - сульфата алюминия (прототип).

Конкретные загрузки реагентов для опытов с ХОС и ЛС-Na и их оптимизации по достигаемому эффекту очистки сточных вод обобщены в табл. 1.

Как следует из табл. 1, максимальный эффект осаждения обоих загрязнителей наблюдается при загрузке реагентов в весовом соотношении ХОС (ЛС-Na): Zn-соль: Im= 1,0: 2-0,8: 1,2-0,8. Использование соединений цинка и имидазола выше 1,2 (на извлекаемый загрязнитель) неэкономично по отношению к расходу и стоимости реагентов, использование же их ниже 0,8 не обеспечивает должного эффекта.

В соответствии с этим дальнейшие опыты по осаждению ХОС (табл. 2) и ЛС-Na (табл. 3) проведены при весовом соотношении реагентов, равном 1,0:1,0: 1,0.

Как показывают данные табл. 2, предложенный нами способ комплексообразования ХОС солями цинка в присутствии имидазола и его производных обеспечивается 60%-ное и 80%-ное извлечение ХОС из фильтратов хлорирования и щелочения соответственно, т. е. на 20 - 30% выше, чем известным промышленным коагулянтом Al2(SO4)3.

Для лигносульфонатных растворов (табл. 3) эффективность очистки еще выше и составляет 90%.

Таким образом, открываются возможности на основе единой технологии очищать как отдельные стоки, так и лигносульфонатные растворы, что является дополнительным преимуществом данного изобретения.

Изобретение рекомендовано использовать для локальной очистки сточных вод ЦБП на соответствующих стадиях производства перед поступлением их на биологическую очистку.

Литература

1 Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнений (САН П и H N 4630-88), М:М3 СССР, 1988.

2. Сапотницкий С.А. Использование сульфитных щелоков. - М.: Лесная промышленность, 1981. с. 198.

3. Чернобережский Ю.М., Дягилева А.В., Барышева И.А. Коагуляционная очистка сточных вод предприятий целлюлозно-бумажной промышленности //ЖПК. 1994. - Т. 67. - N 3. - С. 402 - 406.

4. Коренман Я.П., Ермолаева Т.Н., Мишина А.В., Новикова Н.П. Разработка эффективных экстракционных систем для извлечения фенола из водных сред //ЖПК. 1993. - Т. 66. - N 10. - С. 2386.

5. Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Минск: 24-29 мая 1993. - Т. 1. - С. 168 - 170.

6. Бочкова М. М. , Шульпин Г.Б. Фотохимическое разложение фенола и его производных в присутствии соединений переходных металлов //Химия в интересах устойчивого развития. 1996. - N 4. - C. 31.

7. Лигнины (структура, свойства, реакции) // Под ред. К.В.Сарканена, К. Х. Людвига: Пер. с англ. - М.: Лесная промышленность, 1975. - С. 632.

8. ISO 9562. DIN 38409. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ очистки сточных вод от хлорорганических и лигносульфонатных соединений путем их осаждения в форме водонерастворимых смешанных комплексов, отличающийся тем, что используют соли цинка в сочетании с имидазолом или его производными при весовом соотношении хлорорганические соединения, лигносульфонат : соль цинка : имидазол или его производные = 1,0 : 0,8 - 1,2 : 0,8 - 1,2.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru