CS211451B1

CS211451B1 - Method of wastewater treatment from polystyrene foam production

Info

Publication number: CS211451B1
Application number: CS481977A
Authority: CS
Inventors: Jan Masat
Original assignee: Jan Masat
Priority date: 1977-07-20
Filing date: 1977-07-20
Publication date: 1982-02-26

Abstract

Předmětem vynálezu je způsob zpracování odpadních suspenzí z výroby pěnového polystyrenu, využívající termické hydrolyticko-oxidační destabilizace suspenzí za současného vyvločkovóní a napěnění přítomného polystyrenu. Uvedeného účinku se dosáhne přídavkem alkalizačních, nebo alkalizačníoh a oxidačních činidel a krátkodobým ohřevem suspenze k bodu varu. Přítomný polystyren se vyvločkuje ve formě drti a lze ho snadno z reakční směsi oddělit. Zbylé roztoky jsou čiré, bez zákalu, nepění a jsou zbaveny organického znečištění tak, že je po úpravě pH lze bez nebezpečí vypouštět ze závodu. Při přídavcích 0,0001 až 2 g uvedených činidel na 1 litr suspenze se zredukuje CHSK roztoku o 80 až 90 9S; náklady na vyčištěni 1 t suspenze se pohybují v rozmezí 4,00 až 5,50 Kčs.The subject of the invention is a method for processing waste suspensions from the production of expanded polystyrene, using thermal hydrolytic-oxidative destabilization of suspensions with simultaneous flocculation and foaming of the polystyrene present. The above effect is achieved by adding alkalizing or alkalizing and oxidizing agents and short-term heating of the suspension to the boiling point. The polystyrene present is flocculated in the form of crushed material and can be easily separated from the reaction mixture. The remaining solutions are clear, without turbidity, do not foam and are free from organic pollution so that after pH adjustment they can be discharged from the plant without danger. When adding 0.0001 to 2 g of the above agents per 1 liter of suspension, the COD of the solution is reduced by 80 to 90 9S; the costs for cleaning 1 t of suspension range from 4.00 to 5.50 CZK.

Description

Odpadní vody vznikající při polymeraci styrenu na pěnový polystyren jsou suspenze obsahující značné množství vyrobeného produktu. Jejich zpracování je dosti obtížné; dle dostupných pramenů bývá používáno chemické čiření působením hydroxidu vápenatého a chloridu železitého. Tento způsob sice výrobu příliš ekonomicky nezatěžuje, jeho účinnost je však nedostatečná. V patentové literatuře jsou uvedeny způsoby čištění pomocí persíranů, jejichž účinnost je sice vyšší, jsou ale příliš ekonomicky náročné (DE 2 150 056).The waste water resulting from the polymerization of styrene to expanded polystyrene is a slurry containing a considerable amount of product produced. Their processing is quite difficult; According to available sources, chemical clarification by calcium hydroxide and ferric chloride is used. Although this method does not burden the production very economically, its efficiency is insufficient. In the patent literature, methods for purifying with persulphates are mentioned, although their efficiency is higher, but they are too economically demanding (DE 2 150 056).

V současné době se polymerace styrenu na pěnový polystyren provádí suspenzním způsobem, přičemž při dosažení optima se reakční směs stabilizuje. Z výroby pak odpadá stabilizovaná suspenze, mléčně zabarvená produktem - koloidním polystyrenem, který tak z výrobního procesu odpadá a snižuje ekonomii výroby.Currently, the polymerization of styrene to expanded polystyrene is carried out in a slurry process, whereby the reaction mixture is stabilized when the optimum is reached. From the production there is no stabilized suspension, milky colored with the product - colloidal polystyrene, which thus falls off the production process and reduces production economics.

Tyto roztoky jsou kyselého charakteru - pH se pohybuje v rozmezí 3,0 až 6,5, obsahuji značné množství dispergovaného polystyrenu,a to až do 33 g/1 a jejich CHSK i BSK^ jsou nepřiměřeně vysoké .·These solutions are acidic in nature - pH ranges from 3.0 to 6.5, containing a considerable amount of dispersed polystyrene, up to 33 g / l, and their COD and BOD are disproportionately high.

Jejich mléčný zákal je naprosto stálý, nemizí ani po několika měsících. Zpracování popsaných odpadních vod ztěžuje silné pěnivost; při jakémkoli přečerpáváni vzniká stálá a hustá pěna, která znemožňuje využití běžných čistírenských procesů.Their milk haze is absolutely stable, does not disappear even after several months. The treatment of the waste water described makes it difficult to have a foaming power; any overdraft results in a permanent and dense foam which makes it impossible to use conventional cleaning processes.

Zpracování navíc ztěžuje i ta skutečnost, že zmíněné odpady jsou nestandardní kvality, zejména oo do obsahu polystyrenu i co do velikosti suspendovaných částic, takže čistící postupy vhodné pro odpadní vody s vysokým obsahem polystyrenu, selhávají v těch případech, kde je jeho obsah nižší.Moreover, the treatment is complicated by the fact that the wastes are of a non-standard quality, in particular in the polystyrene content and in the particle size of the suspended particles, so that purification processes suitable for high polystyrene-containing waste water fail in those cases where its content is lower.

Běžně doporučované postupy, jako např. neutralizace vápnem za současného vyloučení zbytků emulgovaného podílu a koagulace s následným neředěním ostatními odpadními vodami, nebo řešení spočívající v neutralizaci kyselých roztoků vápnem snásledným 'Čiřením chloridem železítým jsou zcela nedostatečné a v praxi selhávají, protože koagulace proběhne jen nedokonale, nebo neproběhne vůbec.Commonly recommended practices, such as neutralization with lime while avoiding residual emulsified fraction and coagulation with subsequent non-dilution with other effluents, or the solution of neutralizing acidic solutions with subsequent lime purification with ferric chloride are totally inadequate and fail in practice because coagulation is only imperfect or it will not happen at all.

Nyní byl nalezen způsob, spočívající v destabilizaci suspenze za současného vysrážení polystyrenu, který je pak možno jednoduchými způsoby ze směsi oddělit a případně využít jako izolační hmotu, přídavek do malty při zdění tvárnic, výrobě tepelně izolačních bloků a j.It has now been found a process of destabilizing a suspension while precipitating polystyrene, which can then be separated from the mixture in a simple manner and optionally used as an insulating material, addition to mortar for blocking masonry, production of thermal insulation blocks and the like.

Tento způsob spočívá v tom, že na suspenze polystyrenu odpadající z výroby se působí alkalickými činidly k dosažení pH vyššího než 6, nebo alkalickými činidly k dosažení pH vyššího než 6 a oxidačními činidly, např. látkami uvolňujícími aktivní chlor, jako chlorem, chlorovou vodou, alkalickými chlornany, chlorovým vápnem, chloraminy, chlorderiváty kyseliny isokyanurové, případně manganistanem draselným, dvojchromanem draselným, peroxidem vodíku, perkyselinami, ozonem, nebo jejich směsmi v množstvích 0,0001 až 5 g/1 a ohřevem suspenze na 60 až 180 °C a následným ochlazením.This process consists in treating the polystyrene slurries leaving the production with alkaline agents to achieve a pH greater than 6, or alkaline agents to achieve a pH greater than 6 and oxidizing agents, e.g. active chlorine releasing agents such as chlorine, chlorine water, alkali hypochlorites, chlorine lime, chloramines, isocyanuric acid chloro derivatives, optionally potassium permanganate, potassium dichromate, hydrogen peroxide, peracids, ozone or mixtures thereof in amounts of 0.0001 to 5 g / l and heating the suspension to 60 to 180 ° C and subsequent cooling.

To znamená, že v případě suspenzí s vyšším obsahem polystyrenu a nezvýšených množstvích stabilizátoru se čisticího efektu dosahuje již pouhou alkalizací suspenzí a následným ohřevem - v technicky nejjednodušším případě k varu.This means that in the case of suspensions with a higher content of polystyrene and no increased amounts of stabilizer, the cleaning effect is already achieved by simply alkalizing the suspensions and then heating them - in the technically simplest case, to boiling.

Během krátkodobého varu dojde k hydrolýze stabilizátoru a k vysrážení polystyrenu ve formě kuliček, či drtě a k úplnému vyčiřeni roztoku, který zbaven organického podílu, zákalu a pěnivosti je možno pak s výrazně sníženým CHSK (až o 90 95) již bez nebezpečí vypouštět.During the short-term boiling, the stabilizer is hydrolyzed and the polystyrene precipitates in the form of beads or pulp and the solution is cleared, free of organic matter, turbidity and foaming, and can be drained with a significantly reduced COD (up to 90 95).

V těch případech, kdy je obsah polyesteru v odpadních suspenzích nižší, příp. je vyšší obsah stabilizátoru, je nutno za účelem dokonalé destabilizace přidat k zalkalizované suspenzi ještě vhodné oxidační činidlo, nebo jejich směsi.In those cases where the polyester content of the waste suspensions is lower, respectively. If the stabilizer content is higher, a suitable oxidizing agent, or mixtures thereof, must be added to the alkalized suspension for perfect destabilization.

Použití vyšších teplot a tlaků reakční dobu zkracuje.The use of higher temperatures and pressures shortens the reaction time.

Příklady provedení:Examples:

Příklad 1Example 1

200 ml odpadní suspenze z výroby polystyrenu obsahující 14,64 g org. látek/1 (pH 4,48, CHSK 33 800 mg Og/l) bylo zalkalizovéno přídavkem 0,2 g NaOH a povařeno 120 s pod zpětným chladičem. Po filtraci bylo získáno 2,73 g pěnového polystyrenu (tj, 13,65 g/1); slabě opalesoentní filtrát vykazoval CHSK 2 902 mg 0₂/l, oož odpovídá snížení CHSK o 91,40 %.200 ml waste suspension from polystyrene production containing 14.64 g org. / l (pH 4.48, COD 33 800 mg Og / L) was made alkaline by addition of 0.2 g NaOH and refluxed for 120 s. After filtration, 2.73 g of polystyrene foam (i.e., 13.65 g / l) were obtained; the weakly opalesoent filtrate showed COD 2 902 mg 0 ₂ / l, corresponding to a COD reduction of 91.40%.

Příklad 2Example 2

Postupem podle př. 1 byla zpracována tatáž suspenze (200 ml), pouze alkalizace byla provedena 0,2 g KOH. Po filtraci bylo získáno 2,69 g pěnového polystyrenu (tj. 14,53 g/1), filtrát vykazoval CHSK 2 945 mg O₂/l, oož odpovídá snížení o 90,06 %.Following the procedure of Example 1, the same suspension (200 ml) was treated, only alkalization was performed with 0.2 g KOH. After filtration, 2.69 g of expanded polystyrene (i.e., 14.53 g / l) was obtained, the filtrate exhibited COD of 2 945 mg O ₂ / l, corresponding to a reduction of 90.06%.

Příklad 3Example 3

Postupem podle přípkladu 1 bylo zpracováno 200 ml odpadní suspenze (pH 3,37, CHSK 20 154 mg Og/l). Za přídavku 4 g Ca(OH)₂ a po ohřevu směsi k varu po dobu 120 s byl získán slabě zakalený filtrát o CHSK 3 707 mg O₂/l, což odpovídá sníženi CHSK o 81,60 ¢.Following the procedure of Example 1, 200 ml of the waste suspension (pH 3.37, COD 20, 154 mg Og / L) were treated. With the addition of 4 g of Ca (OH) _2, and after heating the mixture to reflux for 120 s obtain a slightly cloudy filtrate COD of 3707 mg O ₂ / l, which corresponds to a reduction of the COD ¢ 81,60.

Příkladě Ke 100 ml odpadní suspenze podle př. 3 bylo přidáno 0,075 g KMnO^ a po jeho rozpuštěni povařeno 120 s pod zpětným chladičem. Vysrážené perličky polystyrenu a manganový kal (5 g) byly odfiltrovány, získaný filtrát byl slabě žlutý, lehce opalescentní o CHSK 3 460 mg 0₂/l, které tak bylo sníženo o 82,74 Ϊ.Example To 100 ml of the waste suspension according to Example 3, 0.075 g of KMnO4 was added and after dissolution it was boiled under reflux for 120 s. The precipitated polystyrene beads and manganese sludge (5 g) were filtered off, the filtrate obtained was slightly yellow, slightly opalescent with COD 3,460 mg 0 ₂ / l, which was reduced by 82.74 Ϊ.

Příklad 5Example 5

Postupem podle příkladu 4 bylo dosaženo srovnatelného čisticího efektu, ale za přídavku pouze 0,0125 g KMnO^ a 0,1 g NaOH. Získaný filtrát byl čirý, jen slabě nažloutlý, CHSK 3 750 mg O₂/l, což představuje snížení CHSK o 81,4 %.Using the procedure of Example 4, a comparable purification effect was achieved, but with the addition of only 0.0125 g of KMnO4 and 0.1 g of NaOH. The filtrate was clear, but slightly yellowish, 3750 COD mg _O2 / l, a reduction in COD of 81.4%.

Příklad 6Example 6

Postupem podle příkladu 1 bylo za přídavku 0,02 g chlorového vápna a 0,1 g NaOH zpracováno 100 ml odpadní suspenze podle př. 3. Filtrát byl čirý, bezbarvý, CHSK 3 2,9 mg O₂/l, což představuje snížení CHSK o 84,02 %.Using the procedure of Example 1, 100 ml of the waste suspension according to Example 3 were treated with the addition of 0.02 g of chlorine lime and 0.1 g of NaOH. The filtrate was clear, colorless, COD 3 2.9 mg O ₂ / l, representing a COD reduction by 84.02%.

Příklad 7Example 7

Postupem podle příkladu 1 bylo zpracováno 100 ml odpadní suspenze podle př. 3 za přídavku 0,1 g NaOH a 5 ml chlorové vody, nasycené při 20 °C.Using the procedure of Example 1, 100 ml of the waste suspension according to Example 3 were treated with the addition of 0.1 g of NaOH and 5 ml of chlorine water, saturated at 20 ° C.

Filtrát byl slabě opalescentní, CHSK 2 975 mg O₂/l, což představuje snížení CHSK o 84,9 %.The filtrate was slightly opalescent, COD 2 975 mg O ₂ / l, representing a COD decrease of 84.9%.

Přiklad 8Example 8

Postupem podle př. 1 bylo zpracováno 100 ml odpadní suspenze podle př. 3 za přídavku 0,02 g K₂Cr₂O^ a 0,1 g NaOH. Slabě opalescentní filtrát vykazoval CHSK 3 050 mg O₂/l, což představuje snížení CHSK. o 84,52 lí.According to the procedure of Example 1, 100 ml of the waste suspension according to Example 3 were treated with the addition of 0.02 g of K ₂ Cr ₂ O 4 and 0.1 g of NaOH. The weakly opalescent filtrate showed COD 3050 mg O ₂ / L, which represents a reduction in COD. o 84.52 li.

Příklad 9Example 9

Postupem pdle přikladu 1 bylo zpraoováho 100 ml odpadní suspenze podle př. 3 za přídavku 2,5 ml 3056 HgOg. Lehce zakalený filtrát vykazoval CHSK 6 800 mg o₂/i, což představuje snížení CHSK o 65,48 %.Using the procedure of Example 1, 100 ml of the waste suspension according to Example 3 were treated with the addition of 2.5 ml of 3056 HgOg. The slightly cloudy filtrate showed a COD of 6,800 mg of ₂ / i, representing a COD reduction of 65.48%.

Př i kle d 10Example 10

Postupem podle příkladu 1 bylo zpracováno 100 ml odpadní suspenze podle př. 3 za přídavku 1 ml 30% a 0,1 g NaOH. CHSK filtrátu bylo 2 330 mg O₂/l, takže bylo sníženo o 88,17. %.Using the procedure of Example 1, 100 ml of the waste suspension according to Example 3 were treated with the addition of 1 ml of 30% and 0.1 g of NaOH. The COD of the filtrate was 2330 mg O ₂ / L, so it was reduced by 88.17. %.

PřikladliThey did

Postupem podle př. 1 bylo zpracováno 100 ml odpadní suspenze (pH 3,4, CHSK 24 810 mg O₂/l) za přídavku 0,005 g sodné soli kyseliny diohlorisokyanurové a 0,1 g NaOH. CHSK filtrátu bylo 3 230 mg 0₂/l, takže bylo sníženo o 87 %.Following the procedure of Ex. 1 was treated with 100 ml of a waste slurry (pH 3.4 COD 24,810 mg O ₂ / l) with the addition of 0.005 g of sodium diohlorisokyanurové and 0.1 g NaOH. The COD of the filtrate was 3,230 mg 0 ₂ / L, so it was reduced by 87%.

Příklad 12Example 12

Postupem podle příkladu 1 bylo zpracováno 100 ml odpadní suspenze podle př. 11 za přídavku 0,0005 g sodné soli kyseliny trichlorisokyanurové~a 0,1 g NaOH. CHSK filtrátu bylo 2 930 mg Og/l, takže bylo sníženo o 88,2 %.According to the procedure of Example 1, 100 ml of the waste suspension according to Example 11 were treated with the addition of 0.0005 g of sodium trichloroisocyanuric acid and 0.1 g of NaOH. The COD of the filtrate was 2930 mg Og / L, so it was reduced by 88.2%.

Přiklad 13Example 13

Postupem podle př. 1 bylo zpracováno 100 ml odpadní suspenze podle př. 11 za přídavku 0,05 g ohloraminu T a 0,1 g NaOH. CHSK filtrátu bylo 3 845 mg O₂/l, což představuje snížení CHSK o 84,5 %.According to the procedure of Example 1, 100 ml of the waste suspension according to Example 11 were treated with the addition of 0.05 g of ohloramine T and 0.1 g of NaOH. The COD of the filtrate was 3,845 mg O ₂ / L, which represents a 84.5% reduction in COD.

Příklad 14Example 14

Postupem podle příkladu 1 bylo zpracováno 100 ml odpadní suspenze podle př. 11 za přídavku 0,05 g sodná soli kyseliny peroctové a 0,1 g NaOH. CHSK filtrátu bylo 2 977,2 mg 0₂/l, takže bylo sníženo o 88 %.According to the procedure of Example 1, 100 ml of the waste suspension according to Example 11 were treated with the addition of 0.05 g of peracetic acid sodium salt and 0.1 g of NaOH. The COD of the filtrate was 2977.2 mg 0 ₂ / L, so it was reduced by 88%.

Příklad 15Example 15

Postupem podle př. 1 bylo zpracováno 100 ml odpadní suspenze podle př. 11 za přídavku 0,025 g sodné soli kyseliny peroctové, 0,025 g chlorového vápna a 0,1 g NaOH.According to the procedure of Example 1, 100 ml of the waste suspension according to Example 11 were treated with the addition of 0.025 g of peracetic acid sodium salt, 0.025 g of chlorine lime and 0.1 g of NaOH.

CHSK filtrátu bylo sníženo o 91 % a vykazovalo hodnotu 2 233 mg Og/l.The COD of the filtrate was reduced by 91% to a value of 2233 mg Og / L.

P ř í k 1 a d 16Example 16

Postupem podle př. 1 bylo zpracováno 100 ml odpadní suspenze podle př. 11 za přídavku 5 ml vody nasycená ozónem při 10 °C a 0,1 g NaOH. CHSK lehce opalescentního filtrátu bylo sníženo o 83,9 % a vykazovalo hodnotu 3 994 mg Og/l.According to the procedure of Example 1, 100 ml of the waste suspension according to Example 11 were treated with the addition of 5 ml of ozone-saturated water at 10 ° C and 0.1 g of NaOH. The COD of the slightly opalescent filtrate was reduced by 83.9% and showed a value of 3,994 mg Og / L.

Claims

Process for the purification of waste water from the production of expanded polystyrenes characterized by treating the polystyrene suspension leaving the production with alkaline agents to achieve a pH greater than 6, or alkaline agents to achieve a pH greater than 6 and oxidizing agents such as active chlorine releasing agents, such as chlorine, chlorine water, alkaline hypochlorites, chlorine lime, chloramines, isocyanuric acid chlorates, optionally potassium permanganate, potassium dichromate, hydrogen peroxide, peracids, ozone, or mixtures thereof - in amounts of 0.0001 to 5 g / l and heating the suspension to 60-180 ° C followed by cooling