CS204890B1

CS204890B1 - Způsob čištění a úpravy odpadních vod obsahujících alkalické dusitany

Info

Publication number: CS204890B1
Application number: CS517879A
Authority: CS
Inventors: Jan Masat
Original assignee: Jan Masat
Priority date: 1979-07-25
Filing date: 1979-07-25
Publication date: 1981-04-30

Description

Alkalické dusitany, zejména potom roztoky, které je obsahuji, se v poslední době stávají stále častějším zdrojem znečištění hydrosféry. Malá množství vznikající biochemickými pochody z dusičnanů nebo amoniakálního dusíku jsou z toxikologického hlediska zanedbatelná; vážnější nebezpečí představují dusitany jako odpadní produkty průmyslové činnosti. Jsou jimi dusitany s řadou dalších příměsí al již v pevném stavu, nebo v roztocích v odpadech z různých technologických procesů, jako jsou například v odpadech z alkalické vypírky nitrózních plynů, v oplachových vodách a vyčerpaných vulkanizačních lázních v gumárenském průmyslu, v odpadních vodách z výrob organických barviv a dalších organických výrob, v použitých dezodoračních nebo oplachových prostředcích apod. a zejména potoa v odpadech ze závodů strojírenského průmyslu, kde odpadají jako vyčerpané popouštěcí soli z procesů termického zpracování kovů nebo jako řezné kapaliny aj.

Další využití těchto odpadů podmiňuje odstranění jejich toxické slpžky, tj. dusitanů - k tomu je možno využít v podstatě dvou základních principů - oxidaci dusitanů na dusičnan, nebo jejich redukci na plynný dusík.

Z redukčních postupů je v průmyslu používána nejčastěji reakce s močovinou, jejímiž produkty jsou kysličník uhličitý, plynný dusík a voda. Její nevýhodou je neúplný průběh, takže se nehodí pro ty aplikace, které mají vyhovovat vodohospodářským limitům.

Dokonalejším procesem je reakce s kyselinou amidosulfonovou, která probíhá prakticky kvantitativně, nevýhodou je vyšší cena a relativní nedostupnost kyseliny amidosulfonové.

Prakticky dobře využitelná a nenáročná je metoda konverze s amonnými solemi, která reakci přes nestabilní formu dusitanu amonného poskytuje plynný dusík, dusičnan a vodu

20489U (čs. pat. 180 920). Její nevýhodou, zejména v případě velmi zředěných roztoků, je nutnost ohřevu na počáteční teplotu rozkladu.

Z oxidačních postupů jsou nejschůdnějěí oxidace alkalickým chlornanem, případně plynným chlorem, kde je nevýhodou práce s toxickými látkami a rostoucí zasolení zpracovávaných roztoků. Ještě výrazněji vystupují tyto nevýhody při použiti jiných oxidovadel.

Až dosud se předpokládalo, že nejjednodušší oxidace, tj. oxidace kyslíkem, je v případě alkalických dusitanů nereálná. Nyní však bylo s překvapením zjištěno, že dusitany je možno oxidovat již vzdušným kyslíkem jednoduše a spolehlivě, použitím katalyzovaná oxidace na aktivní hmotě.

Podle nové metody nastává oxidace dusitanů na mezifázovém rozhraní roztoků dusitanů a povrchu aktivní hmoty, respektive na jejích aktivních centrech kyslíkem, s výhodou vzdušným, který do systému proniká buá samovolně, nebo je přiváděn. Reakce probíhá za pokojové teploty a při sníženém pH roztoků s účinností až 99 %. Jako aktivní hmotu lze použít různých nosičů aktivovaných kysličníky kovů 3. a 4. periody Mendělejevovy soustavy, případně některých kovů z 5. peribdy, jako například molybdenu a stříbra, s výhodou a v nejjednodušším případě též škváry z hnědého uhlí.

Vhodným zařízením k provádění způsobu jsou vertikální náplňové kolony, v nichž roztok dusitanů stéká samospádem po aktivní hmotě. Proti němu postupuje proud vzduchu zajišťovaný buá vlastním tahem kolony, vznikajícím následkem rozdílů teplot v reakční zóně kolony v horní části a doreagovávací zóně ve spodní části kolony, nebo ze zdroje tlakového vzduchu

Aby bylo zabráněno negativním důsledkům eventuální disproporcionace kyseliny dusité při okyselování roztoku, je zařízení uzpůsobeno tak, že přívod kyseliny je umístěn až pod přívodem roztoku dusitanů, takže eventuálně vzniklý kysličník dusičitý se může ještě v horní části kolony zoxidovat. Vznikající kyselina dusičná je přiváděným roztokem dusitanů absorbována a pomáhá snižovat jeho pH.

Místo náplňových kolon je možno použít i jiných uspořádání oxidačních těles, jako například kubusů, hranolů, komolých jehlanů, v nejjednodušším případě i izolovaných a překrytých násypů na svažitém terénu aj.

Příklady provedení (všechny roztoky zmíněné v dalším textu jsou vodné roztoky)

Příklad 1

Na vertikální kolonu o průměru 8 cm, opatřenou jalovým dnem a kuželovým výtokovým nástavcem, naplněnou do výšé 80 cm hnědouhelnou škvárou o zrnění 2 až 4 mm a složení:

obsah vody obsah popela v složení popela

	11,74	hmot,
vzorku	52,18	hmot
SiO₂	50,47	hmot
^Fe2°3	8,47	hmot
Al₂°3	30,60	hmot
TiO₂	2,12	hmot
CaO	3,99	hmot
MgO	0,63	hmot
Na₂O	0,69	hmot
k₂o	1,48	hmot
SO,	0,46	hmot

% %

% byl čerpán roztok 103,93 g . χ kb«v₂11,51 g . I“¹ HNO^ rychlostí 33,02 ml a doreagovávací zóně činil 3 °C, vzduch vstupoval do kolony jalovým dnem,

NaNO, rychlostí 13,40 ml . h h”' po dobu 120,5 hodin a o 10 cm níže, roztok Rozdíl teplot v reakční

Roztok vytékající z kolony obsahoval 0,12 až 0,15 β · 1 ’ NaNOg, tj. 4 % původní koncentrace. Obsah dusitanů byl tudíž snížen o 96 %.

Příklad 2 kován lostí

Postupem podle přikladu 1 byl na stejnou kolonu a ve stejném pokusném uspořádání dávroztok 358,79 g . I^-' KNOg rychlostí 10,1 ml . h^-’ a roztok 19,70 g . 1 ’ HNO^ rych60 ml . h” po dobu 147 hodin.

Vytékající roztok obsahoval 0,14 g dusitanů byl tudíž snížen o 97,66 %.

I^-1 KN0₂, tj.

2,33 % původní koncentrace;

obsah

Příklad 3

Postupem podle příkladu 1 bylo na tutéž kolonu 110 hodin dávkováno 48 ml . h ’ roztoku 147,5 g . I^-1 KNO₂ a 11 ml . h^_1 roztoku 175 g . 1^_1 HNO-j.

Odtok z kolony obsahoval 0,16 g . I^-' KN0₂, tj. 1,33 % původní koncentrace; obsah dusitanů byl snížen o 98,67 %.

Příklad 4

Do nádoby o rozměrech 10x15x60 cm opatřené jalovým dnem a naplněné aktivní hmotou o složení:

SiC	75,58 hmot.
ai₂0	3,78 hmot.
v₂0₅ ³	5,68 hmot.
SiOg	13,23 hmot.
K₂O	1,04 hmot.
CaO	0,38 hmot.

bylo 76 hodin dávkováno 90,1 ml . h^-' roztoku 41 g . I^-’ KN0₂ a 33,3 ml . h^-' roztoku 30,53 g · I^-’ HNOj, který byl zaústěn 10 cm pod horním okrajem sloupce aktivní hmoty.

Ze spodní části odtékal do sběrného hrdla roztok obsahující 0,11 g . 1“' KNOg, tj. 3,66 % původní koncentrace, což představuje snížení o 96,34 %·

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob čištěni a úpravy odpadních vod obsahujících alkalické dusitany katalyzovanou oxidací, vyznačený tím, že odpadní voda obsahující dusitany, upravená ředěním a okyselením tak, aby roztok, vstupující do reakce, obsahoval 0,5 až 20 hmot. % dusitanů a jeho pH bylo 4,5 až 0,5, je uváděna na aktivní hmotu obsahující jeden nebo více kysličníků kovů třetí a čtvrté periody Mendělejevovy soustavy, případně některých kovů z páté periody jako Mo a Ag takovou rychlostí, která v závislosti na zrnění kontaktní hmoty ještě nevyvolá jeji zahlcení a dovolí protiproudý prostup kyslíku.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že kyslík, potřebný pro oxidaci dusitanů, s výhodou vzdušný kyslík, je dodáván z tlakového zdroje.
3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačený tlm, že zaústění přívodu okyselovacího roztoku je umístěno o 1 až 30 % celkové výšky sloupce aktivní hmoty níže než přívod roztoku obsahujícího dusitany.