СПОСОБ СОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ФЕНОЛОВ
METHOD FOR SORPTION PURIFICATION OF WASTE WATER FROM PHENOLS

Изобретение относится к технологии сорбционной очистки сточных вод, может быть использовано для очистки сточных вод от фенолов в коксохимической, нефтеперерабатывающей, химической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности.
Группу фенолов образуют ароматические гидроксилсодержащие соединения, в которых гидроксильные группы находятся в бензольном кольце. Они являются сильнотоксичными веществами, поэтому проблемы их удаления являются важной научно-технической задачей.
Известны сорбционные способы очистки сточных вод от фенолов с использованием синтетических анионитов АВ-17 в ОН-форме. ЭДЭ-10П-ОН, АН-2Ф, АН-1 [С.М.Рустамов, Ф.Т.Махмунов, З.З.Баширов. Локальная адсорбционная очистка производственных сточных вод от фенола. Ж. «Химия и технология воды», 1994, т.16, №1, С.69-71], активного древесного угля, смешанного с песком в отношении от 1:50 до 1:100 [Патент №2079434, МПК C02F 001/28, опубл. 20.05.1997], опоки с размером фракций от 2,5 до 5,0 мм, пропитанных раствором соли железа, полусинтетических сорбентов [В.Е.Дорошенко, Ю.И.Тарасович, Г.А.Козуб. Сорбция фенола полусинтетическими и природными сорбентами. Ж. «Химия и технология воды», 1995, т.17, №3, с.248-250, Н.М.Алыков, А.С.Реснянская. Очистка воды природным сорбентом. Ж. «Экология промышленности России», №2, 2003, с.13-14], продукты переработки природных алюмосиликатов [Н.М.Алыков, А.С.Реснянская. Очистка воды природным сорбентом. Ж. «Экология промышленности России», №2, 2003, с.13-14] и др.
Основным недостатком известных сорбентов является длительность процесса получения или обработки сорбентов, недостаточно высокая степень очистки сточных вод от фенолов.
Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к заявленному изобретению является способ очистки сточных вод от фенолов путем их адсорбции углеродистым волокнистым материалом в виде ткани или войлока [Заявка на изобретение №94028265, МПК C02F 001/28, опубл. 20.05.1996].
Недостатком способа прототипа является высокая стоимость используемых сорбентов, необходимость в нагревании очищаемых растворов, а также реагентов, применяемых при десорбции фенола.
Технической задачей изобретения является упрощение условий сорбции и десорбции при сохранении высокой степени очистки.
Технический результат достигается тем, что в качестве сорбентов фенолов из сточных вод используется магнийсодержащий материал, состоящий из карбоната магния (51,62-52,84%) и гидроксида магния (46,13-47,28%), обладающий высокой сорбционной емкостью по фенолу - до 32,6 мг на 1 г сорбента. Сорбент измельчают до зерен размером от 5 до 10 мм. Очистка сточных вод от фенолов происходит в мягких условиях без нагревания.
Применяемый магнийсодержащий материал, состоящий из карбоната магния (51,62-52,84%) и гидроксида магния (46,13-47,28%), согласно проведенным исследованиям состоит из карбоната магния (51,62-52,84%) и гидроксида магния (46,13-47,28%).
Пример конкретного выполнения
Для реализации способа использовали сточные воды ЗАО «Изоплит» (г.Обоянь Курской области), производящего деревостружечные плиты.
Сточную воду предприятия «Изоплит», содержащую 122,0 мг/л фенола, пропускают через адсорбционную колонку, заполненную 40,0 г магний-содержащего материал, состоит из карбоната магния (51,62-52,84%) и гидроксида магния (46,13-47,28%). Скорость подачи раствора - 0,250 л/ч при температуре 20°С. Содержание фенолов контролировали в фильтрате указанным выше методом. Степень адсорбции фенола составила 100%. Воду пропускали до содержания фенола в фильтрате, равного 0,001 мг/л (ПДК). В этих условиях емкость сорбента по фенолу равна 32,6 мг/л.
Степень очистки определяли по содержанию фенолов найденным титрометрическим способом. Он основан на бромировании фенола избытком бромид-броматной смеси, получении йода при взаимодействии йодида калия с бромом и титровании йода тиосульфатом натрия с крахмалом в качестве индикатора.
Анализируемую воду объемом от 20,0 до 50,0 мл переносят в коническую колбу емкостью 300 мл, снабженную притертой пробкой, подкисляют 10,0 мл 2 н. р-ра серной кислоты, прибавляют 25,0 мл бромид-броматной смеси (1,67 г бромата калия и 6,0 г бромида калия в 1 литре воды), закрывают колбу пробкой и оставляют на 30 минут. Затем прибавляют 1 г сухого йодида калия, снова закрывают колбу притертой пробкой и через 5 минут титруют выделившийся йод 0,05 н. раствором тиосульфата натрия, прибавляют в конце титрования раствор крахмала.
В аналогичных условиях титруют дистиллированную воду после прибавления бромид-броматной смеси, серной кислоты и йодида калия (холостая проба). Расчет ведут по формуле
,
где b - объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного в холостом опыте, мл;
а - объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного для титрования, мл;
0,784 - количество фенола, эквивалентное 1 мл 0,05 н. р-ра тиосульфата натрия, мг;
V - объем сточных вод, взятых для анализа, мл.
Также контролировали окисляемость воды - ХПК (химическое потребление кислорода), найденное перманганатометрическим методом. Измерение электропроводностей исследуемых вод проводили на приборе кондуктометр - солемер - КСЛ - 101 серии «Мультитест». Прибор предназначен для измерения удельной электрической проводимости жидкостей (Х) и общего солесодержания в пересчете на хлорид натрия.
Как видно из таблицы, при пропускании сточной воды через сорбент, кроме очистки ее от фенола, наблюдается уменьшение окисляемости воды и общего солесодержания, то есть улучшается качество воды.
Для десорбции фенола использовали 10%-ный раствор NaOH, пропуская его через адсорбционную колонку со скоростью 0,120 л/ч в течение двух часов. При этом наблюдается 9-кратное концентрирование фенола из сточной воды в виде фенолята натрия.
Преимущества заявленного способа:
- достижение 100%-ной степени сорбции фенола;
- одновременное уменьшение окисляемости и общего солесодержания сточной воды;
- использование дешевых природных сорбентов;
- процесс сорбции протекает при комнатной температуре.
Таблица - Изменение состава сточных вод
Определяемые величины
Содержание в растворе
До сорбции
После сорбции
ПДК
Содержание фенола, мг/л
122,0
0
0,001
ХПК, мгО<sub>2</sub>/л
48,0
40,0
3,0
Удельная электропроводность, мСм/см
4,196
2,32
Солесодержание в пересчете на NaCl, г/л
2,24
1,459
1,0
Литература
1. С.М.Рустамов, Ф.Т.Махмунов, З.З.Баширов. Локальная адсорбционная очистка производственных сточных вод от фенола. Ж. «Химия и технология воды», 1994, т.16, №1, с.69-71.
2. Патент №2079434, МПК C02F 001/28, опубл. 20.05.1997.
3. В.Е.Дорошенко, Ю.И. Тарасевич, Г.А.Козуб. Сорбция фенола полусинтетическими и природными сорбентами. Ж. «Химия и технология воды», 1995, т.17, №3, с.248-250.
4. Н.М.Алыков, А.С.Реснянская. Очистка воды природным сорбентом. Ж. «Экология промышленности России», №2, 2003, с.13-14.
5. Заявка на изобретение №94028265, МПК C02F 001/28, опубл. 20.05.1996.