8750

можно предположить, что равновесная концентрация при электрокоагуляционной очистке в УЗ поле заметно ниже, чем в контрольной серии.

Для количественной оценки эффективности использования ультразвукового воздействия проводился энергетический расчет пилотной установки объемом 100 л с затрачиваемой мощностью на ультразвук 2 кВт.

Было показано, что при обработке раствора олеата натрия с начальной концентрацией 500 мг/л в течение 15 минут с использованием ультразвука экономия электроэнергии составит до 60% от затрачиваемой в процессе электрокоагуляции без ультразвука.

Анализ полученных данных свидетельствует об эффективности комбинированной ультразвуковой и электрокоагуляционной очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ. Исследуемый метод синергетического влияния ультразвука на процесс электрокоагуляции ПАВ открывает дальнейшие возможности его использования в промышленности, позволяя существенно сократить затраты энергии и материалов по сравнению с традиционным способом.

ОРГАНИЗАЦИЯ-РАЗРАБОТЧИК ОАО "Московский комитет по науке и технологиям",

АВТОРЫ РАЗРАБОТКИ Систер В.Г., Киршанкова Е.В.

АДРЕС, ТЕЛЕФОН Россия, 121069, Москва, Борисоглебский Пер, 6 Стр 3 тел.: (095) 203-93-50 тел./факс: (095) 201-23-48

E-mail: kirshankova@mai.ru

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ Труды конференции, проведенной в рамках 3-ей Международной выставки по управлению отходами ВэйстТэк-2003, Москва, Государственный центральный концертный зал «Россия», 3-6 июня 2003 г.

МЕСТО ХРАНЕНИЯ ООО НИЦ "ГЛОБУС"

ВИД ОБРАБОТКИ Тезисы докладов, раздел (sect-043_rus) «Переработка и обезвреживание отходов. Сточные воды».

НОМЕР ДОКУМЕНТА 2399

НАИМЕНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, ОБОРУДОВАНИЯ, МАТЕРИАЛА Электрофлотационная очистка сточных вод предприятий лакокрасочной промышленности

НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ПОЛУЧАЕМАЯ ГОТОВАЯ ПРОДУКЦИЯ Очистка сточных вод, образующихся при производстве лакокрасочных материалов и при их применении

ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ (РЕГЕНЕРИРУЕМЫЕ) ОТХОДЫ Сточные воды предприятий лакокрасочной промышленности, загрязненные

примесями исходного сырья, побочных и конечных продуктов, в том числе пленкообразующими компонентами, растворителями, пимгентами, наполнителями, модифицирующими и пластифицирующими добавками. При этом пигменты и наполнители находятся в виде дисперсии, а на состояние пленкообразующего компонента, представляющего собой электролит, влияет величина pH; в нейтральной среде пленкообразующий компонент диссоциирует на ионы

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Используемое для очистки сточных вод, содержащих лакокрасочные материалы,

оборудование, принцип работы которого основан на традиционных способах механической и химической обработки, часто оказывается недостаточно

31

эффективным и остаточное содержание органических примесей после очистки остается значительно выше нормы.

На основании проведенных исследований в РХТУ им. Д.И. Менделеева установлено, что наиболее эффективным реагентом является алюмокремниевый флокулянт-коагулянт АКФК (SiO2 – 25 г/л, Al2O3 – 17 г/л, Fe2O3 - 0,9 г/л), который получается при обработке нефелинового концентрата 10% раствором серной кислоты. Коагуляционные свойства АКФК обусловлены присутствием в нем сульфатов алюминия и железа, а растворенная кремниевая кислота обеспечивает флокуляционные свойства раствора и действующих независимо от солей алюминия и коагулянта. АКФК более эффективный коагулянт по сравнению с сульфатом железа и алюминия по отношению к взвешенным веществам и органическим загрязнениям, находящихся в воде в виде эмульсий. Эти свойства АКФК, а также его дешевизна из-за низкой стоимости сырья и простоты получения обуславливают его универсальность применительно к очистке сточных вод.

При добавке в воду АКФК образуются коллоидные частицы гидроксида алюминия

ижелеза, которые в интервале рН=6-7 являются малорастворимым соединением

иприобретают небольшой положительный заряд.

Таким образом, частицы коагулянта имеют заряд, противоположный заряду суспендированных частиц загрязнений, что обеспечивает нейтрализацию последних, при этом система теряет агрегативную устойчивость и коагулирует.

Достигнуть высоких показателей степени очистки сточных вод при разделении жидкой и твердых фаз становится возможным при использовании электрофлотационного способа.

Процесс электрофлотационной очистки сточных вод основан на всплытии частиц дисперсной фазы загрязнений за счет микропузырьков газа: водорода и кислорода, образующихся при электролизе воды. Пузырьки газа при всплытии сталкиваются с частицами дисперсных загрязнений и флотируют их на поверхность раствора, образуя устойчивый пенный слой. Сюда же выносятся отдельные растворимые примеси, физически адсорбирующиеся на частицах загрязнений.

В таблице приведены технико-экономические показатели некоторых способов очистки загрязненных сточных вод, содержащих лакокрасочные материалы. Основными преимуществами электрофлотации являются:

-простота изготовления аппаратов и несложность их обслуживания;

-возможность регулирования степени очистки жидкости в зависимости от фазово-дисперсного состояния путем изменения только одного параметра - плотности тока;

-высокая степень дисперсности газовых пузырьков, обеспечивающая эффективность прилипания к ним нерастворимых примесей;

-возможность одновременного извлечения примесей, имеющих различный фазово-дисперсный состав;

-дополнительная минерализация растворимых органических единений с одновременным обеззараживанием воды за счет образующихся на аноде

продуктов электролиза - атомарного кислорода и активного хлора

Таблица. Технико-экономические показатели очистки сточных вод электрофлотацией (ЭФ) напорной и импеллерной флотацией (НФ, ИФ) и осаждением (ОС)

32

без изменения технологической схемы и конструктивного оформления процесса.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОДУКЦИИ Степень очистки, %:

-ХПК - 95-98

-взвешенные вещества - 99,98

-обесцвечивание - 90

Удельный расход реагента - 10-15 г/м3.

ОРГАНИЗАЦИЯ-РАЗРАБОТЧИК РХТУ им. Д.И. Менделеева. Кафедра ТЭП

АВТОРЫ РАЗРАБОТКИ В.И. Ильин, В.А. Колесников

АДРЕС, ТЕЛЕФОН 125047, Москва, Миусская площадь 9; тел.(495)976-61-70, факс (495)978-85-89; E-mail: lera@muctr.edu.ru

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ Журнал «Химическая промышленность», № 11,с. 31-33 2002

МЕСТО ХРАНЕНИЯ ООО НИЦ "ГЛОБУС" ВИД ОБРАБОТКИ Журнальная статья

НОМЕР ДОКУМЕНТА 3523

НАИМЕНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, ОБОРУДОВАНИЯ, МАТЕРИАЛА Исследование механизма окисления фенола в водном растворе при электрическом импульсном поле

НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ПОЛУЧАЕМАЯ ГОТОВАЯ ПРОДУКЦИЯ Очистка сточных вод химической и деревообрабатывающей промышленности

ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ (РЕГЕНЕРИРУЕМЫЕ) ОТХОДЫ Вода, содержащая фенол

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Фенол - один из вредных продуктов, содержащихся в стоках химических и

деревоперерабатывающих производств, в болотных водах и т.д. Очистку вод от фенола проводят его окислением. В последнее время появилось много работ, в которых окислители синтезируют различными видами разрядов, формируемых в растворе или над ним. Внедрению метода в практику водоподготовки препятствует недостаточная изученность механизма этого процесса.

В данной работе исследуется механизм развития реакций в водных растворах фенола при их электрическом импульсном пробое в системе закрытой для воздуха.

Признано, что, наряду с термическими процессами, при развитии канала разряда в жидкости образуются первичные электроны вблизи анода и головки положительного первичного канала. Жидкость в приканальной области ионизуется. Если используется вода, то, исходя из энерговыделения в канале разряда, считают, что плазменное образование канала содержит также

+

ионы Н , ОН и т.д., которые учитывают при изучении проводимости вещества в первичном канале. По данным некоторых авторов электроны и активные частицы могут диффундировать в объем рабочего раствора на расстояние до 15 мм от канала разряда, т.е. могут оказывать воздействие на молекулы рабочей жидкости так же, как под действием ионизирующих излучений. Воздействие ионизирующих частиц на воду с точки зрения инициирования химических процессов в ней хорошо изучено и представлено в специальной

34

литературе. Эти данные использованы для проведения некоторых аналогий при рассмотрении результатов экспериментов по обработке водных растворов фенола электрическими разрядами.

Вкачестве источника выбрали генератор импульсных токов ГИТ с амплитудой напряжения до 70 кВ. Цилиндрическая рабочая камера была изготовлена из полиэтилена, встроенная система электродов "острие-плоскость" - из нержавеющей стали. Камера снабжена газоотводной трубкой с обратным холодильником для сбора газообразных продуктов, которые собирали "над водой", и для предотвращения потерь фенола с паром. Объем обрабатываемой пробы 500 мл. Концентрацию фенола в воде меняли от 1 до 5 г/л, т.к. растворы фенола концентрацией более 5 мг/л подвергают регенерации, а при меньших концентрациях исходного раствора фенола низки концентрации продуктов реакций, что затрудняет анализ.

Входе работы установлено, что электрический пробой раствора фенола в воде сопровождается газообразованием, так же как и пробой других жидкостей. При этом оказалось, что имеется индукционный период, длящийся 100-500 имп., в зависимости от энергии единичного импульса, при котором газ не выделяется. После подачи 3000 имп. на обработку раствора фенола концентрацией 2 г/л (межэлектродный промежуток 7 мм, амплитуда импульса 50 кВ, емкость конденсаторной батареи 0,2 мкФ) выделяется более литра газа (НТД), что почти в 10 раз больше, чем при обработке дистиллированной воды. Полученный результат аналогичен эффекту увеличения газообразования при воздействии ионизующего излучения на растворы органических веществ в воде, приводящий к значительному увеличению газообразования по сравнению с воздействием излучения на чистую воду.

По мере увеличения числа импульсов, поданных на обработку системы, скорость газообразования растет: за период подачи 15000 она возрастает примерно на 30%. Определен состав газообразных продуктов в двух последовательно отобранных пробах, объемом 210 и 1460 мл. Первая проба на 98% представлена водородом. Содержание кислорода в ней 0,98%. Остальное приходится на СО, СО2 и углеводороды - метан, этан, ацетилен. Во второй

пробе газа выход водорода снижается до 40%, повышается выход кислорода до 52%, что свидетельствует об интенсификации окислительных процессов в системе. Газообразные продукты окисления фенола содержат преимущественно СО - свыше 6%.

Раствор фенола под действием электрических разрядов меняет цвет и вид: от бесцветного прозрачного раствора к кремовой суспензии, затем - черной. После отделения осадка раствор приобретает сине-зеленый оттенок в проходящем свете, который при более длительной обработке меняется на темно-бурый.

Концентрация фенола, определенная хроматографически, в обработанном электрическими разрядами растворе снижается на 70% после подачи 6000 импульсов с энергией единичного импульса 250 Дж. Наблюдается тенденция к некоторому снижению скорости деструкции фенола по мере увеличения числа поданных импульсов, что, вероятно, определяется концентрационным эффектом.

Бромид-броматное титрование дает завышенные результаты концентрации фенола в растворе по сравнению с фотометрией, что свидетельствует о появлении промежуточных продуктов окисления фенола с двойной связью, по которой идет присоединение брома.

Установлен эффект последействия: концентрация фенола в растворе, обработанном электрическими разрядами, продолжает снижаться после прекращения обработки в течение более суток и тем интенсивнее, чем больше импульсов было использовано для обработки раствора. Этот же эффект наблюдается и для воды. Фенол в растворе, приготовленном в воде, которая предварительно была обработана электрическими разрядами, снижает концентрацию в течение суток и также тем интенсивнее, чем больше импульсов было использовано для ее предварительной обработки. Это свидетельствует, что реакции развиваются по цепному механизму, аналогично

35

процессам в воде и водных растворах под действием ионизирующего излучения.

Установлено развитие реакций полимеризации продуктов, образовавшихся при окислении фенола в условиях опыта. Растворимые продукты разделили методом высаливания, действием KCl. При этом удалось выделить 9 самостоятельных фаз. Часть из них обладают таутомерией, то есть бензоидно-хиноидной структурой. Одни меняют окраску от сиреневой до коричневой при изменении pH от 4,5 в кислую сторону и от сиреневой до красно-коричневой при изменении pH от 8,0 в щелочную сторону, сохраняя сиреневый цвет в диапазоне pH от 4,5 до 8,0, другие - углубляют желтый цвет при подщелачивании растворов. Часть продуктов окисления фенола выпадают в осадок уже в обрабатываемом электрическими импульсными разрядами растворе. Осадок частично растворяется в щелочи с образованием желтого раствора. Перешедшие в раствор соединения также обладают таутомерией. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что при обработке водного раствора фенола электрическими разрядами происходит не только окисление фенола до СО2 и Н2О. Одновременно образуются закись углерода, метан, этан, ацетилен, выделяющиеся в атмосферу, происходят реакции полимеризации с образованием продуктов, растворимых и не растворимых в воде. Кроме того наблюдаются концентрационный эффект и эффект последействия. Таким образом, при электрическом пробое растворов происходят реакции, подобные реакциям под действием ионизирующих излучений.

ОРГАНИЗАЦИЯ-РАЗРАБОТЧИК НИИ высоких напряжений Томского политехнического университета

АВТОР ДОКЛАДА Лобанова Г.Л.

АДРЕСНЫЕ ДАННЫЕ Россия, 634050, Томск, Ленина проспект, 2а; тел. (3822)416-976; факс (3822)416-976; E-mail: jahivolt@mail.tomsknet.ru

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ Международная выставка и конгресс «ЭКВАТЭК-2006», Москва, 30 мая – 2 июня 2006 г.

МЕСТО ХРАНЕНИЯ ООО НИЦ "ГЛОБУС" ВИД ОБРАБОТКИ Тезисы доклада

НОМЕР ДОКУМЕНТА 3513

НАИМЕНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, ОБОРУДОВАНИЯ, МАТЕРИАЛА Электрохимическая очистка сточных вод от примесей толуола и ацетона с участием активных продуктов восстановления кислорода

НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ПОЛУЧАЕМАЯ ГОТОВАЯ ПРОДУКЦИЯ Очистка сточных вод, содержащих токсичные и биохимически устойчиво неокисляемые загрязнители

ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ СТОЧНЫЕ ВОДЫ Сточные воды, содержащие толуол и ацетон

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Органические растворители, в частности толуол и ацетон, широко

используется в химической, нефтехимической, металлургической промышленностях. Серьезную опасность загрязнения водоемов представляют сточные воды, содержащие указанные органические растворители, обладающие эффектом суммации вредного воздействия при совместном присутствии.

36

Внастоящее время широкое практическое применение находят эффективные электрохимические методы разрушения токсичных и биохимически неокисляемых устойчивых загрязнений в сточных водах.

Для обезвреживания сточных вод, содержащих толуол и ацетон, используются различные физико-химические методы, в частности, адсорбция, коагуляция. Широкое практическое применение в настоящее время находят эффективные безреагентные электрохимические методы разрушения токсичных и биохимически неокисляемых устойчивых загрязнений в сточных водах.

При электрохимическом окислении органических растворителей удаление осуществляется за счет анодного окисления, непрямого окисления с участием электрохимического звена, либо окисление с участием металлических окислительно-восстановительных переносчиков, либо электрогенерированием сильных окислителей в присутствии солей железа.

Вработе исследованы электрохимические процессы обезвреживания примесей толуола и ацетона в сточных водах электролизом под давлением кислорода. При электролизе таких систем на катоде образуются продукты восстановления кислорода, эффективно разрушающие как низкие, так и высокие концентрации органических соединений, присутствующих в электролите.

Полученные экспериментальные данные и теоретические предпосылки позволяют предположить, что деструкция органических растворителей, содержащихся в сточных водах, происходит не только на аноде, но и на поверхности катода за счет образования промежуточных продуктов восстановления кислорода и в объеме раствора в результате химической реакции окисления толуола и ацетона. Использование обеих электродных реакций приводит к снижению энергетических затрат на деструкцию органических примесей, преимуществом метода является то, что процесс осуществляется в бездиафрагменном электролизере.

ОРГАНИЗАЦИЯ-РАЗРАБОТЧИК Дагестанский государственный университет

АВТОРЫ ДОКЛАДА Алиева Д.С., Исаев А.Б., Алиев З.М.

АДРЕСНЫЕ ДАННЫЕ Россия, 367001, Республика Дагестан, Махачкала, ул. М. Гаджиева,43а тел. (8722)680-703, факс (8722)675-817, 682-326; E-mail: abdul_77@mail.dgu.ru

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ Международная выставка и конгресс «ЭКВАТЭК-2006», Москва, 30 мая-01 июня, 2006 г.

МЕСТО ХРАНЕНИЯ ООО НИЦ "ГЛОБУС" ВИД ОБРАБОТКИ Тезисы доклада

37

4. ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ И ФОТООКИСЛИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ТОЧНЫХ ВОД

НОМЕР ДОКУМЕНТА 2398

НАИМЕНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, ОБОРУДОВАНИЯ, МАТЕРИАЛА Фотокаталитическое обесцвечивание окрашенный сточных вод

НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ПОЛУЧАЕМАЯ ГОТОВАЯ ПРОДУКЦИЯ Очистка сточных вод

ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ (РЕГЕНЕРИРУЕМЫЕ) ОТХОДЫ Сточные воды, содержащие красители

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА В последнее время большое внимание уделяется фотокаталитическим

методам. Эти методы используют энергию света для проведения химических реакций в присутствии фотокатализаторов — в основном полупроводниковых материалов. Из фотокатализаторов наиболее изучены TiO2 и ZnO, так как они достаточно активны, недороги и широко используются в промышленности, например, в качестве пигментов. Применяемые фотокаталитические процессы, основаны на поглощении видимого света красителем-сенсибилизатором, который, переходя в возбужденное состояние, обменивается заряженными частицами с фотокатализатором. Молекула сенсибилизатора при этом может необратимо разрушаться. Растворимые азокрасители могут выступать в роли таких сенсибилизаторов.

Сенсибилизированное фотокаталитическое обесцвечивание приводит к разрушению хромофорной структуры красителя. При этом не происходит полной минерализации органической составляющей сточной воды, однако образующиеся продукты являются потенциально биоразлагаемыми веществами. Эти вещества, в отличие от многих азокрасителей, могут быть в дальнейшем удалены в процессе очистки в муниципальных биологических сооружениях, куда сточные воды попадают после обесцвечивания на локальной установке.

Сенсибилизированные фотокаталитические процессы позволяют использовать солнечное излучение видимого диапазона, что делает их практически энергонезависимыми. Учитывая невысокую стоимость и возможность многократного использования фотокатализаторов, можно считать этот процесс альтернативой существующим технологиям. Однако в настоящее время проведены только первичные теоретические исследования в этом направлении.

Авторами были проведены исследования процесса фотокаталитического обесцвечивания водных растворов, содержащих кислотные азокрасители различной структуры — кислотный оранжевый, кислотный оранжевый светопрочный, кислотный бордо, кислотный красный 2Ж, кислотный красный 2С и кислотный синий 2К. Обесцвечивание происходило под действием видимого света в присутствии фотокатализатора, в качестве которого использовали оксид цинка.

Концентрация красителей в растворах составляла 20 мг/л. Оксид цинка вводили в систему в виде суспензии в обесцвечиваемом растворе, поскольку в этом случае влияние массообменных процессов на скорость обесцвечивания минимально. Для интенсификации массообменных процессов, а также для подвода в систему необходимого количества кислорода и перемешивания суспензии, в фотореактор, представляющий собой вертикальную стеклянную трубу высотой 0,8 м, расход воздуха

составлял 210 м3/(м3·ч). Время пребывания суспензии в реакторе составляло 0,57 мин. Суспензия циркулировала между реактором и промежуточной емкостью, в которой перемешивание суспензии осуществлялось при помощи магнитной мешалки. Освещение реактора

40