CS270039B1 - Sorpční prostředek pro čistění vody - Google Patents

Abstract

Voda znečistěná aromatickými nebo chlorovanými uhlovodíky ee čisti průtokem ložem sorbentu, tvořeného polyfenylenoxldem o polymeracnim stupni 100 až 1000* Polyfenylenoxid ee enadno regeneruje rozpouštědly e euSením.

Description

Vynález ee týká Slátání odpadních vod, zneSištěných aromatickými a nebo chlorovanými uhlovodíky.

Nejefektivnájši způsoby Slátání odpadních vod jsou založené na aorbcl nečistot vhodným sorbentem. Efektivnost těchto metod epočlvá v možnoetl regenerace sorbentu i zachycené sloučeniny. Procesy na tomto principu jeou většinou bezodpadové technologické postupy, energeticky nenároSné. Gejich výhodnost je zvýšena zpravidla o snadnou automatizaci a nenáročnou kontrolu proceeu. Pro skupinu látek aromatického charakteru nebyl doeud v průmyslové aplikaci publikován vhodný sorbent e dosteteSnou kapacitou. Některé látky aromatického charakteru ee odstraňuji z odpadních vod biologickým Slátáním /například fenoly/· Práce v odborné literatuře potvrzuji, že ee eorbenenty pro ekuplnu aromatických elouSenln intenzivně hledají.

Při etudiu možnoetl ieolace látek· z odpadních vod jame zjistili, že řadu organických elouSenln lze prakticky kvantitativně ledovat z vody pomoci eorbentů na bázi polymernich * látek se základní etrukturou pdyfenylenoxldu. Tyto polymarni eorbanty mají vysokou kapacitu a snadno ee regeneruji bez ztráty aktivity, aelektlvlty a kapacity* Lze je e výhodou použit zejména při Slětěni vod, zneSlátěných toluénaa, benzenem, xylenem, halogenovanými aromáty jako například chlorbenzenem, dlchlorbenzenem a halogenovanými alifatickými uhlovodíky, jako například chloroformem, tetrachloretanem a podobně.

□ejich dSinnoat a kapacita je věak poměrně vysoká i pro řadu jiných elouSenln, tak například je možné a výhodou použít uvedené typy polymeru jako sorbentu při čištění odpadních vod, obeahujicích některá chinoidní eloučenlny, jako například 2,6 -dimetyl-pbenzochlnon, 2,6, 2*6’-tetrametyldlfenoohlnon a podobně.

Předmětem vynálezu ja použiti pdyfenylenoxldu o polymeraSnim stupni 100 až 1 000 jako sorpSnlho prostředku při Slětění vod obsahujících aromatické a nabo chlorované uhlovodíky. Základní etrukturou alkylovaného a-nebo arylováného polyfenylanoxldu je obecný vzorec I

^R3 ^B2 kde Rj a R₂ je CH₃-, C₂H_g- nabo fenyl, R₃ a R₄ je vodík, CH₃- nebo C₂H_g-, n je pdymeraSni stupeň 100 až 1 000 nebo obecný vzorec II

kde Sást B je totožná ee vzorcem I a v části A, Ph je fenyl a R_g je CH₃>, nebo fenyl, a n₂ jeou polymeraSni atupně, přičemž součet n^ s n₂ je rovno n.

Tyto polymery jeou dnes průmyslově vyráběny a ve formě směsí a dalšími polymery, zejména e polystyrenem a polyamidy tvoří širokou základnu konstrukčních plastů. SorpSni kapacita polymernich eorbentů na bázi polyfenylenoxldu ja pro většinu uvedených látek velmi vysoká a pohybuje ee v závidoeti na druhu látky 1 až 10 % hmot, na sorbent. Z ekonomických důvodů jako sorbent připadá v úvahu předeváim poly(2,6-dimethylfenyle2 CS 270 039 Bl noxid), který je vyráběn ve velkém měřítku.

□edna z významných předností polyfenylsnoxidů je regenerovetelnost, ve většině případů bez snížení kapacity. Regeneraci lze snadno provést například extrakcí alkoholem nebo vysušením sorbentu za zvýšené teploty. K urychlení regeneračního cyklu lze použít vakua nebo atripování inertním plynem. Protože teplota měknutí polymerů na bázi polyfenylenoxidu je vyěší než 200 °C a stabilita této skupiny polymerů je vysoké, lze při regeneraci použít čaato teploty vyšší než body varu sorbovaných létek. Tato skutečnost hřeje významnou roli v regeneračním cyklu, protože zkracuje pracovní cyklua a posunuje sorpčni rovnováhu na stranu desorbce.

Bližší objasněni podstaty předloženého vynálezu a výhody využití polymerního sor· bentu na bázi polyfenylenoxidu a jeho kopolymerů vysvitnou lépe z delšího textu, ve kterém je uvedeno několik případů praktického využiti, ppn znamená hmotnostní koncentraci 10~⁶ · % v příkladech jsou hmotnostní, není-li uvedeno jinak.

Příklad 1 '

100 g polymeru připraveného a isolovaného podle čs.autorského osvědčení č. 167 575 příklad 1 a zbaveného podílu částic menších jak 20/un bylo neplněno do ekleněné kolony o poloměru 1,66 cm. Do vytvořeného sloupce polymerního sorbentu vysokého asi 40 cm byla spodem zaváděna voda, kontaminované toluenem 80 ppm. Průtok vody byl udržován na konstantní rychlosti O, 833 1 1 min. Čistota odtékající vody byla kontinuálně analyzována. Koncentrace toluenu ve vodě vyěší jak 1 ppm byla zjištěna v 812,5 min.»to je po projití 677 litrů kontaminované vody. Sorpčni kapacita C_s použitého polymeru počítána ze vztahu

UK. 100 - C₈ % - 5,4 % • G kde L » množství vody v litrech prošlé kolonou s koncentrací znečištujíčí’látky nižší jak 1 ppm ’

K » koncentrace znečišťující látky ve vodě vstupující do kolony G « hmotnost polymerního sorbentu v koloně .

Polymer byl regenerován extrakcí alkoholem do zmizení toluenu, dále vysušen při 200 °C do konstantní hmotnosti a znovu použit v tomto příkladě popsaným způsobem. Cyklus sorbce, regenerace byl lOx zopakován. Nalezené kapacity v jednotlivých mšřenícht 5,6 5,9 %j

5,0 %; 5,1 %J 5,7 5,6 % i 6,0 %| 6,6 %| 5,8 %.

Přiklad 2

100 g polymeru připraveného a isolovaného podle če.autorského osvědčení Č. 167 575 příklad 3 a zbaveného částic menších jak 20/um bylo testováno stejným způsobem, jak je 3 uvedeno v příkladě 1. K testování sorpčni kapacity polymeru byla použita voda s obsahem ppm benzenu. Průtok vody byl udržován na konstantní hodnotě 1,5 litru/min. Odtékající voda byla kontinuálně analysována pomocí UV-spektroskopie. Koncentrace benzenu vyšší jak 1 ppm byla detekována v 463 min, po projití 654,5 litrů vody znečištěné benzenem.

Sorpčni kapacita použitého polymeru, počítaná ze vztahu uvedeného v příkladě 1 jako C₈ - 7,2 '

Příklad 3

Podle příkladu 4, uvedeném v če. autorském osvědčení č. 231 922 byl připraven polymer ze zonálně čistého 2,6-dimetylfenolu a pomocí sedimentační techniky v prostředí 70 % metanolu a 30 % vody objemově byla oddělena granulometrická frakce pod 22 jum. Polymer byl vysušen e 10 g polymeru naplněné kolona o průměru 1,48 cm* Polymer vytvořil sloupec 20 cm. Kapacita polymeru byla postupně testována na schopnost isolovat z odpadní vody chlorbenzen a chloroform.

. K testování byly použity dva druhy odpadních vod z kontinuálních extraktorů o následujícím složeni

CS 270 039 Bl

Vzorek odpadni voda 1 e obsahem 11 ppm chlorbenzenu odpadní voda 2 s obsahem 8 ppm chloroformu

Testováni bylo zastaveno, jakmile byl zjlštšn pokles kapacity sorbentu, zs počátek poklesu kapacity byl považován čas, ve kterém byla analyticky prokázána koncentrace kontaminantu ve vodě prošlé kolonou vyěěi než 1 ppm·

Průtok odpadni vody kolonou u všech vzorků 50 ml/mln·

Kolona byla regenerována po každém teetu extrakci metanolem a sušením při 210 °C, po dobu 4 hodin.

Výsledky jednotlivých testů jsou V tabulce 1.

Tabulka	1	Doba poklesu	Objem prošlé	Sorbčni kapa-
Teet	Odpadní voda	kapacity (min)	odpadní vody litrů	cita podle vztahu z přikladu 1
		•		%
1	1	2180	109	12
2	1	2220	111	12,21
5	2	2250	112,5	9.0
6	2	2510	l25»5	10,04
7	2	2610	130, 5	10,44
8	2	2510	125,5	10,04
9 až 21	x/ 2	2320-2660	116-133	9,28 - 10,64

x/ 9 až 21 prokazuje, že sorpčni kapacita polymerního sorbentu je prakticky nezávislá na počtu cyklů a při regeneraci ee v celém rozeahu obnovuje·

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (1)

1. Použiti polyfenylenoxidu o polymeračnim otupni 100 až 1 000 jako sorpčniho prostředku pro čištěni vod, obsahujících aromatické a/nebo chlorované uhlovodíky·