СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ГИПОХЛОРИТНЫХ РАСТВОРОВ

СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ГИПОХЛОРИТНЫХ РАСТВОРОВ


RU (11) 2080304 (13) C1

(51) 6 C02F1/50, C02F1/58 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 93055534/25 
(22) Дата подачи заявки: 1993.12.10 
(45) Опубликовано: 1997.05.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 311866, кл. С 01 В 11/06, 1971. Thomas E.Wilson, M.Hsu. Chlorination vs. Alternative Desinfectants: which is the Best choice?//Eng. and Manag., v. 135, N 10, p.42, 1988. 
(71) Заявитель(и): Институт новых химических проблем 
(72) Автор(ы): Логинова Е.Н.; Психа С.Б.; Логинов С.В.; Никольская В.П. 
(73) Патентообладатель(и): Институт новых химических проблем 

(54) СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ГИПОХЛОРИТНЫХ РАСТВОРОВ 

Использование: обезвреживание гипохлоритных растворов. Сущность изобретения: растворы обрабатывают пероксосольватом карбоната натрия Na2CO31,5H2O2 или гидроперитом (NH4)2COH2O2. 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к способам химической очистки воды, а именно к способам дезинфекции и удаления избыточного активного хлора из гипохлоритных растворов при очистке питьевой и сточных вод.

В практике водоочистки для обезвреживания гипохлоритных растворов широко используют химические процессы, приводящие к восстановлению гипохлорит-иона до Cl-. Известен способ обезвреживания гипохлоритных растворов путем обработки их карбамидом при 10 50oC. Остаточное содержание активного хлора составляет около 1 мг/л[1] Полное разложение гипохлорита достигается через 40 мин при использовании в качестве восстановителя гидроксиламина. Процесс ведут при 50 70oC и избыточном количестве восстановителя. Недостатком указанных способов является необходимость использования жестких условий (нагревание, значительный избыток восстановителя, активное перемешивание, длительный контакт реагентов) для эффективного удаления активного хлора.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ удаления активного хлора из гипохлоритных растворов соединениями четырехвалентной серы (диоксид серы, сульфит натрия, метабисульфит натрия и др.). Процесс ведется без нагревания, при этом активный хлор удаляется полностью в течение нескольких секунд. Главным недостатком способа является ухудшение качества воды за счет повторного загрязнения ее продуктами реакции гипохлорита с дехлорирующим агентом, а именно серной кислотой или сульфатами. Кроме того, чаще других используемый газообразный диоксид серы требует строгой дозировки и постоянного контроля за составом газовых выбросов, что усложняет способ.

Задачей настоящего способа обезвреживания гипохлоритных растворов является улучшение качества обрабатываемой воды за счет снижения содержания активного хлора, насыщения воды кислородом и дополнительной дезинфекции.

Указанная цель достигается тем, что обезвреживание гипохлоритных растворов проводится с помощью твердых носителей пероксида водорода пероксосольватов, дающих при растворении в воде пероксид водорода, H2O2, и щелочной компонент, например Na2CO3 и (NH2)2CO. Удаление избыточного хлора происходит по очень быстрой реакции (1):

NaClO+AnH2O2=NaCl+A+1/2nO2+nH2O (1)

(A щелочной компонент)

В тех случаях, когда компонент A является нетоксичным веществом, процесс протекает с образованием только экологически безопасных соединений и не требует проведения дополнительной очистки воды от продуктов реакции, дозировки исходных компонентов. Например, если используется стабильный пероксосольват карбоната натрия, продуктами реакции являются только нетоксичные соединения: NaCl, Na2CO3, O2 и H2O. Удаление активного хлора протекает очень быстро, даже при 0oC оно занимает несколько секунд. В отличие от прототипа удаление активного хлора указанными пероксосольватами сопровождается насыщением воды кислородом и значительным снижением бактериальной загрязненности воды. Особенно важное значение этот факт имеет при обеззараживании бытовых сточных вод с высокой бактериальной обсемененностью. Для дезинфекции таких вод требуются либо высокие дозы введенного и остаточного хлора, либо увеличение времени контакта с ним. Использование повышенных доз хлора нежелательно, так как сопровождается повышением уровня общей токсичности воды. Увеличение времени контакта в реальных условиях трудноосуществимо без значительных капитальных затрат. Поэтому иногда вводится дополнительная операция обеззараживания, например, обработка озоном. Известные способы удаления избыточного активного хлора не сопровождаются дополнительной дезинфекцией воды и насыщением ее кислородом. Составительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что дехлорирование воды проводится с помощью твердых веществ, именно пероксосольватов, дающих при растворении H2O2 и щелочной компонент. Растворы таких пероксосольватов для практического использования непригодны, так как малостабильны и не подлежат хранению. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". Известно техническое решение, в котором обезвреживание воды проводится с помощью реакции гипохлорита с пероксидом водорода. Окислительной деструкции подвергается цианид- и фенолсодержащие промышленные стоки. Реакция гипохлорита с растворами пероксида водорода успешно может использоваться и для удаления активного хлора, но она не оказывает заметного влияния на уровень бактериальной загрязненности воды (табл. 2 оп.8). При использовании твердых пероксосольватов деструкция патогенных микроорганизмов осуществляется, по-видимому, за счет синглетного кислорода, образующегося в реакции пероксида водорода с гипохлоритом вблизи твердых частиц пероксосольватов, имеющих при растворении щелочную реакцию. Таким образом, из уровня техники очевидно не вытекает достижение поставленной цели предлагаемого изобретения и оно соответствует критерию "изобретательский уровень". Только суммарное использование ограничительных и отличительных признаков приводит к достижению поставленной цели предлагаемого изобретения.

Пример 1. В примере представлены опыты по удалению гипохлорита пероксосольватами. Результаты опытов сведены в табл. 1. Для сравнения приведены данные для реакции гипохлорита с пероксидом водорода (опп. 15 18).

Растворы гипохлорита натрия необходимых концентраций готовили путем разбавления раствора гипохлорита натрия, полученного насыщением раствора едкого натра газообразным хлором.

Гранулы или свежеприготовленный раствор пероксосольвата добавляли к раствору гипохлорита. Общий объем раствора 100 мл. Через определенные промежутки времени раствор проверяли на содержание исходных компонентов.

Опыты проводились при различных температурах и соотношениях компонентов. При использовании в качестве дехлорирующих агентов растворов пероксосольватов, например Na2CO31,5H2O2 и (NH2)2COH2O2, так же, как и при использовании растворов пероксида водорода, реакция удаления активного хлора протекает очень быстро и даже при 0oC длится несколько секунд, а в случае контакта гипохлоритных растворов с твердыми пероксосольватами определяется скоростью растворения и распространения по всему объему раствора дехлорирующих агентов.

Из табл. 1 можно видеть, что в области исследованных концентраций исходного раствора гипохлорита полное удаление активного хлора наблюдается при эквимолярном соотношении компонентов или избытке дехлорирующего агента. При необходимости только снизить содержание активного хлора до требуемых норм процесс дехлорирования необходимо проводить при недостатке дехлорирующих компонентов согласно реакции (1).

Пример 2. В примере приведены опыты, иллюстрирующие снижение бактериальной загрязненности после проведения процесса дехлорирования.

Результаты сведены в табл. 2. Для сравнения степени снижения бактериальной загрязненности после проведения процесса дехлорирования пероксосольватами AnH2O2 со щелочным компонентом A (опп. 3, 9,) приведены данные для исходных компонентов NaClO, H2O2 (опп. 1, 2, 4, 5, 6, 7), а также результаты после проведения дехлорирования растворами H2O2 (опп. 8) и пероксосольватом (оп. 10) с нейтральным компонентом A (KF H2O2).

Соединения четырехвалентной серы (прототип) не обладают дезинфицирующей активностью.

Опп. 1, 2, 4, 5, 6, 7.

В пробирки с кишечной палочкой Ф174 (n 10-7) добавляли раствор дезинфектанта. Смесь выдерживали при комнатной температуре 5, 10 и 30 мин. Степень снижения бактериальной загрязненности C в указанных в табл. 2 интервалах концентраций оценивали по формуле:



где n1 первоначальное число живых клеток в образце

n2 число живых клеток в обработанном растворе.

Опп. 3, 8, 9, 10.

В пробирки с кишечной палочкой Ф174 (n10-7) приливали раствор гипохлорита натрия, затем добавляли свежеприготовленный раствор или гранулы дехлорирующего агента. Смесь выдерживалась при комнатной температуре 5, 10 мин. Степень снижения бактериальной загрязненности C оценивалась по формуле (2).

Согласно полученным результатам по эффективности влияния на кишечную палочку исследованные системы можно расположить следующим образом:

NaClO + Na2CO31,5H2O2>NaClO>NaClO + KFH2O2>H2O2>NaClO + H2O2. Наибольший обеззараживающий эффект достигается при использовании реакции гипохлорита с твердым носителем пероксида водорода, дающим при растворении щелочной компонент.

Таким образом, преимущество использования для обезвреживания гипохлоритных растворов предложенных твердых носителей кислорода очевидно, т.к. помимо удаления активного хлора качество воды может быть улучшено за счет: увеличения глубины деструкции загрязняющих веществ и микроорганизмов; обогащения очищаемой воды кислородом, выделяющимся в ходе реакции; снижения на стадии хлорирования общего количества вводимого хлора или уменьшения времени контакта с ним при сохранении того же положительного эффекта и, в результате, снижения содержания трудноудаляемых токсичных галогенорганических соединений. Кроме того, предлагаемый способ не требует строгого контроля за количеством вводимых реагентов, эффективен при разных температурах и может быть использован в любой существующей системе очистки воды, не требуя значительных капитальных затрат. обработанном растворе. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ обезвреживания гипохлоритных растворов путем обработки восстановителем, отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют пероксосольват карбоната натрия Na2CO3 1,5H2O2 или пероксосольват мочевины (NH2)2CO H2O2.




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