CZ2012830A3 - Installation for decontamination of wastewater containing dissolved organic substances - Google Patents
Installation for decontamination of wastewater containing dissolved organic substances Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2012830A3 CZ2012830A3 CZ2012-830A CZ2012830A CZ2012830A3 CZ 2012830 A3 CZ2012830 A3 CZ 2012830A3 CZ 2012830 A CZ2012830 A CZ 2012830A CZ 2012830 A3 CZ2012830 A3 CZ 2012830A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- photosensitizer
- water
- retention tank
- group
- storage tank
- Prior art date
Links
Abstract
Zařízení (1) pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek, spočívající v degradaci a mineralizaci organických látek singletním kyslíkem, za přítomnosti fotosenzitizátoru tvořeného sulfonovaným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny Al, Si, Zn, zahrnuje zásobní nádrž (2), oběhové potrubí (3), oběhový prostředek (4), fotochemický reaktor (5), který obsahuje transparentní trubici (6), alespoň čtyři protilehle uspořádané zářivky (7) vně trubice (6) emitující polychromatické světlo o vlnových délkách v intervalu od 620 nm do 740 nm a obvodový plášť (8) s reflexní vnitřní stěnou. Zařízení (1) dále obsahuje první prostředek (20) pro dávkování fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jedním ve vodě rozpustným sulfonovaným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny Al, Si, Zn do zásobní nádrže (2) a odbočovací potrubní větev (9) připojenou k oběhovému potrubí (3) před vstupem do fotochemického reaktoru (5). Zařízení (1) lze rozebíratelně propojit s externí retenční nádrží (13), ve které je započat proces dílčí dekontaminace směsi (19) vzniklé smícháním kontaminované odpadní vody s fotosenzitizátorem přidaného z druhého prostředku (21) pro dávkování fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jedním ve vodě rozpustným sulfonovaným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny Al, Si, Zn do retenční nádrže (13).Equipment (1) for the decontamination of waste water containing dissolved organic substances, consisting in the degradation and mineralization of organic matter by singlet oxygen, in the presence of a photosensitizer consisting of sulfonated phthalocyanine with a central metal of the group Al, Si, Zn, includes a storage tank (2), circulation pipe (3), circulation means (4), a photochemical reactor (5) comprising a transparent tube (6), at least four oppositely arranged fluorescent tubes (7) outside the polychromatic light emitting tube (6) at wavelengths in the range of 620 nm to 740 nm and peripheral shell (8) with reflective inner wall. The apparatus (1) further comprises a first means (20) for dispensing a photosensitizer formed by at least one water-soluble sulfonated phthalocyanine with a central metal of the Al, Si, Zn group into a storage tank (2) and a branch line branch (9) connected to the circulation pipe ( 3) before entering the photochemical reactor (5). The device (1) can be releasably connected to an external retention tank (13), in which a partial decontamination process (19) is initiated by mixing the contaminated waste water with the photosensitizer added from the second photosensitizer dispensing means (21) consisting of at least one water-soluble sulfonated phthalocyanine with a central metal from the Al, Si, Zn group to the retention tank (13).
Description
Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látekEquipment for decontamination of wastewater containing dissolved organic substances
Oblast technikyField of technology
Vynález se týká zařízení pročištění odpadní vody kontaminované rozpuštěnými organickými látkami.The invention relates to a device for the treatment of waste water contaminated with dissolved organic substances.
Dosavadní stav technikyState of the art
Pro dekontaminaci odpadní vody s rozpuštěnými organickými látkami ze skupiny alifatické a aromatické uhlovodíky, nitro a amino sloučeniny, organické kyseliny, fenoly a chlorfenoly, nitrobenzeny, alkoholy, ketony, aldehydy, chlorované uhlovodíky, mléčné bílkoviny a cukry se zpravidla používají silná oxidační a redukční činidla, např. peroxid vodíku, organické hydroperoxidy, kyslík, ozon, manganistan draselný, chlorečnany a chloristany a dále mnoho sekundárních aktivních forem, jakými jsou například hydroxylové radikály, superoxidové radikály a singletní kyslík, která mají i doprovodný dezinfekční efekt.Strong oxidizing and reducing agents are generally used to decontaminate wastewater with dissolved organic substances from the group of aliphatic and aromatic hydrocarbons, nitro and amino compounds, organic acids, phenols and chlorophenols, nitrobenzenes, alcohols, ketones, aldehydes, chlorinated hydrocarbons, milk proteins and sugars. , for example hydrogen peroxide, organic hydroperoxides, oxygen, ozone, potassium permanganate, chlorates and perchlorates, as well as many secondary active forms, such as hydroxyl radicals, superoxide radicals and singlet oxygen, which also have an accompanying disinfecting effect.
Zmíněná činidla vznikají různorodou fyzikálně-chemickou aktivací primárního činidla, například ozářením oxidu titaničitého, oxidu ceričitého nebo oxidu zinečnatého světlem příslušné vlnové délky, nebo rozkladem peroxidu vodíku vystavením UV-C záření.Said reagents are formed by various physicochemical activation of the primary reagent, for example by irradiating titanium dioxide, cerium dioxide or zinc oxide with light of the appropriate wavelength, or by decomposing hydrogen peroxide by exposure to UV-C radiation.
Jednoznačně nejefektivnějším remediačním postupem založeným na oxidačním procesu je metoda využívající rozklad peroxidu vodíku zdrojem silného UV-C záření. Vzniká takto řada činidel, především však hydroxylových radikálů, které pro svou reakci s naprostou většinou známých organických látek takřka nevyžadují aktivační energii, z čehož vyplývá schopnost rozložit v krátkém čase velmi široké spektrum organických látek až na primární produkty.By far the most effective remediation procedure based on the oxidation process is the method using the decomposition of hydrogen peroxide by a source of strong UV-C radiation. This produces a number of reagents, but especially hydroxyl radicals, which, due to their reaction with the vast majority of known organic substances, hardly require activating energy, resulting in the ability to decompose a very wide range of organic substances in a short time to primary products.
Nevýhody výše popsaného způsobu spočívají vtom, že používané UV-C záření, které je mimořádně nebezpečné, představuje velké riziko v případě nehody nebo neodborné manipulace. Dále je to nutnost pracovat s velmi citlivou křemennou trubicí j t , J # !?«··* 5 ; * Í * * · v samotném místě ozařování čištěné vody, kde dochází k rozkladu peroxidu. Křemenná trubice je drahá, křehká a citlivá na přítomnost mnoha iontů, především Fe, Mn a Mg, které svojí přítomností v čištěné vodě zkracují její dobu životnosti. Také životnost UV-C světelných zdrojů je při potřebě zajištění konstantního výkonu krátká, což vede k vysokým nákladům.The disadvantages of the method described above are that the UV-C radiation used, which is extremely dangerous, poses a great risk in the event of an accident or improper handling. Furthermore, it is necessary to work with a very sensitive quartz tube j t, J #!? «·· * 5; * Í * * · in the place of irradiation of the purified water, where the peroxide decomposes. The quartz tube is expensive, brittle and sensitive to the presence of many ions, especially Fe, Mn and Mg, which by their presence in purified water shortens its lifespan. Also, the service life of UV-C light sources is short when it is necessary to ensure constant power, which leads to high costs.
Poslední nevýhoda výše uvedeného řešení spočívá vtom, že používaný peroxid vodíku je velmi agresivní chemickou látkou, schopnou zničit zrak, poleptat pokožku, sliznice, atd.The last disadvantage of the above solution is that the hydrogen peroxide used is a very aggressive chemical, able to destroy eyesight, burn the skin, mucous membranes, etc.
Další známé řešení degradace kontaminantů je popsáno v patentovém dokumentuAnother known solution for the degradation of contaminants is described in a patent document
J γJ γ
EP 0676238. Patentová přihláška chrání složení a strukturu některých ftalocyaninů s centrálním kovem ze skupiny Fe, Co, Cu, Ru, Cr, a dále jejich aplikaci pro rozklad organických hydroperoxidů. Nevýhoda řešení z patentové přihlášky spočívá v tom, že výše uvedené látky pracují pouze při vysokých teplotách, mají úzké spektrum použití a jejich využívání je příliš nákladné při aplikaci ve větších objemech.EP 0676238. The patent application protects the composition and structure of certain central metal phthalocyanines from the group Fe, Co, Cu, Ru, Cr, and their application for the decomposition of organic hydroperoxides. The disadvantage of the solution from the patent application is that the above-mentioned substances work only at high temperatures, have a narrow spectrum of use and their use is too expensive when applied in larger volumes.
•y J• y J
V jiné patentové přihlášce WO 95/15215^1 je popsán způsob oxidace thiolů, merkaptanů a podobných sirných sloučenin v odpadních plynech průchodem přes katalytickou vrstvu tvořenou vybranými kovovými ftalocyaniny (Co, Fe, Zn, Mn) ukotvených na vhodných nosičích. Předmětem ochrany je proces oxidace merkaptanů na organické disulfidy účinkem zmíněných kovových ftalocyaninů včetně vhodných nosičů. Nevýhoda popsaného řešení spočívá v tom, že jej nelze aplikovat při čištění odpadních vod.Another patent application WO 95/15215 ^ 1 describes a process for the oxidation of thiols, mercaptans and similar sulfur compounds in waste gases by passing through a catalytic layer formed by selected metal phthalocyanines (Co, Fe, Zn, Mn) anchored on suitable supports. The subject of protection is the process of oxidation of mercaptans to organic disulfides by the action of the mentioned metal phthalocyanines, including suitable carriers. The disadvantage of the described solution is that it cannot be applied in wastewater treatment.
V další patentové přihlášce WO 2004/08952^2 je představen fotokatalyzátor na bázi T1O2 s naneseným ftalocyaninem Zn, který dokáže absorbovat záření, včetně návrhu experimentálních aplikací k čištění kontaminovaných vod. Nevýhoda řešení spočívá v tom, že se jedná pouze o laboratorní aplikace, které nejsou schopny pokrýt potřeby průmyslového odvětví z důvodu vysokých nákladů k provádění tohoto způsobu.Another patent application WO 2004/08952 ^ 2 discloses a T1O2-based photocatalyst coated with Zn phthalocyanine which can absorb radiation, including the design of experimental applications for the treatment of contaminated water. The disadvantage of the solution is that it is only a laboratory application that is not able to meet the needs of the industry due to the high cost of performing this method.
Další patentová přihláška CN 101804361^ popisuje způsob nanášení kovových ftalocyaninů na povrch speciálních sorbentů např. molekulových sít. Mezi udávanéAnother patent application CN 101804361 discloses a process for applying metal phthalocyanines to the surface of special sorbents, e.g. molecular sieves. Among the indicated
- - -· t « 4 < i ! * * , i ' « i » » t * *» , * > l i* * t ♦ , · » i < « * ‘* přednosti patří pevná fixace kovových ftalocyaninů na površích absorbentu a nezávislost použití fotokatalyzátoru na pH čištěné odpadní vody. Nevýhoda popsaného řešení spočívá v tom, že pro větší objemy čištěné vody je provádění tohoto způsobu velice nákladné.- - - · t «4 <i ! The advantages include the firm fixation of metal phthalocyanines on the absorbent surfaces and the independence of the use of the photocatalyst on the pH of the treated wastewater. The disadvantage of the described solution is that for larger volumes of purified water this method is very expensive.
Nevýhody výše popsaných řešení spočívají vtom, že jsou určeny převážně pro laboratorní podmínky, případně malé objemy odpadních vod. Využívání peroxidu vodíku jako prekurzoru pro dekontaminaci větších objemů odpadních vod přináší jisté nevýhody v tom, že peroxid vodíku je látka se silnými oxidačními účinky, potenciálně nebezpečná pro zdraví člověka a životní prostředí. Úplný rozklad peroxidu vodíku lze dosáhnout působením zdravotně závadného UV-C záření, ovšem při nedostatečně provedeném procesu dekontaminace zůstávají v čištěné vodě volné molekuly peroxidu vodíku, které mohou působit toxicky vůči vodním organismům a ekosystémům (mohou napadat jejich buněčnou stavbu).The disadvantages of the solutions described above are that they are designed mainly for laboratory conditions or small volumes of wastewater. The use of hydrogen peroxide as a precursor for decontamination of larger volumes of wastewater has certain disadvantages in that hydrogen peroxide is a substance with strong oxidizing effects, potentially dangerous to human health and the environment. Complete decomposition of hydrogen peroxide can be achieved by harmful UV-C radiation, but if the decontamination process is insufficient, free hydrogen peroxide molecules remain in the purified water, which can be toxic to aquatic organisms and ecosystems (they can attack their cell structure).
Úkolem vynálezu je vytvořit zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek, které by umožňovalo kontinuální čištění velkých objemů odpadních vod, bylo by levné, jeho provoz by byl efektivní a mělo by vysokou účinnost.The object of the invention is to provide a device for the decontamination of waste water containing dissolved organic substances, which would allow the continuous treatment of large volumes of waste water, would be cheap, its operation would be efficient and it would be highly efficient.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Vytčený úkol je vyřešen vytvořením zařízení podle předloženého vynálezu. Zařízení využívá známého principu, spočívajícího v degradaci a následné mineralizaci organických látek singletním kyslíkem, za přítomnosti fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jednou ve vodě rozpustnou látkou ze skupiny ftalocyaninů s centrálním kovem.This object is achieved by providing a device according to the present invention. The device uses a known principle, consisting in the degradation and subsequent mineralization of organic substances with singlet oxygen, in the presence of a photosensitizer consisting of at least one water-soluble substance from the group of central metal phthalocyanines.
Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek podle vynálezu, zahrnuje zásobní nádrž, oběhové potrubí s odbočovací potrubní větví, oběhový prostředek pro cirkulaci čištěné směsi, první prostředek pro dávkování fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jedním ve vodě rozpustným sulfonovaným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny AI, Si, Zn do zásobní nádrže a fotochemický reaktor, který obsahuje transparentní trubici pro průchod čištěné '3 t : * í ř 4S # j < t t 9 i í tí t if ' t 9 4 4 ·i * - S ♦* .Í4Í . t * · *«· odpadní vody, alespoň jednu zářivku emitující polychromatické světlo o vlnových délkách v rozmezí od 620 'nfft do 740 nm uspořádanou vně transparentní trubice a obvodový plášť s reflexní vnitřní stěnou.The device for decontamination of waste water containing dissolved organic substances according to the invention comprises a storage tank, a circulating pipe with a branch pipe, a circulating means for circulating the purified mixture, a first means for dosing a photosensitizer consisting of at least one water-soluble sulfonated phthalocyanine with central metal from group AI , Si, Zn to the storage tank and the photochemical reactor, which contains a transparent tube for the passage of the purified '3 t: * í ř 4S # j < tt 9 i í tí t if' t 9 4 4 · i * - S ♦ * .Í4Í . t * · * «· wastewater, at least one fluorescent lamp emitting polychromatic light with wavelengths in the range from 620 'nfft to 740 nm arranged outside the transparent tube and a peripheral shell with a reflective inner wall.
Podstata zařízení spočívá v tom, že je uspořádáno na nosné konstrukci opatřené koly pro jeho mobilitu, a zásobní nádrž je s možností rozebíratelného spojení propojena propojovacím potrubím s externí retenční nádrží, přičemž retenční nádrž je opatřena druhým prostředkem pro dávkování fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jedním ve vodě rozpustným sulfonovaným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny Al, Si, Zn, a dále je retenční nádrž uzpůsobena pro přístup světla k uložené směsi odpadní vody a fotosenzitizátoru.The essence of the device is that it is arranged on a supporting structure provided with wheels for its mobility, and the storage tank is connected to the external retention tank with a detachable connection, the retention tank being provided with a second means for dosing a photosensitizer consisting of at least one water-soluble with a sulfonated phthalocyanine with a central metal from the group Al, Si, Zn, and further the retention tank is adapted for the access of light to the stored mixture of waste water and photosensitizer.
V retenční nádrži, která umožňuje přístup světla k zadržené vodě, dojde po přidání fotosenzitizátoru v průběhu času k poklesu koncentrace kontaminantů a v důsledku toho mobilní část zařízení s fotoreaktorem potřebuje méně času k úplné dekontaminaci zadrženého objemu kontaminované vody. Díky mobilitě zařízení je možné jej připojit vždy k retenční nádrži se zadrženou vodou s nejnižší mírou koncentrace kontaminace, která začne být kompletně dekontaminována. Mezitím průběžně poklesne míra kontaminace ve vodách v ostatních retenčních a tím se zvedá efektivita procesu čištění kontaminovaných vod.In a retention tank that allows light to access the retained water, the concentration of contaminants decreases over time after the addition of the photosensitizer, and as a result, the mobile part of the photoreactor device needs less time to completely decontaminate the retained volume of contaminated water. Thanks to the mobility of the device, it is always possible to connect it to a retention tank with retained water with the lowest level of contamination concentration, which begins to be completely decontaminated. In the meantime, the level of contamination in the waters in the other retentions will continuously decrease, thus increasing the efficiency of the contaminated water treatment process.
Ve výhodném provedení zařízení podle vynálezu je hladina směsi v retenční nádrži vystavena dennímu světlu. Proces dílčí dekontaminace začne probíhat u hladiny směsi zadržené v retenční nádrži a tím se snižuje míra koncentrace kontaminace.In a preferred embodiment of the device according to the invention, the level of the mixture in the retention tank is exposed to daylight. The partial decontamination process begins to take place at the level of the mixture retained in the retention tank, thus reducing the level of contamination concentration.
V dalším výhodném provedení zařízení podle vynálezu je retenční nádrž opatřena krytem, přičemž uvnitř retenční nádrže je uspořádán alespoň jeden zdroj polychromatického umělého světla o vlnových délkách v rozmezí od 620 .nrq do 740 nm. I v tomto provedení se zkracuje čas pro dekontaminování celého objemu směsi, a to výrazněji než u použití denního světla, neboť dílčí dekontaminace probíhá i v noci.In another preferred embodiment of the device according to the invention, the retention tank is provided with a cover, wherein at least one source of polychromatic artificial light with wavelengths in the range from 620 nm to 740 nm is arranged inside the retention tank. Even in this embodiment, the time for decontamination of the entire volume of the mixture is shortened, more significantly than with the use of daylight, since the partial decontamination also takes place at night.
Také je výhodné provedení zařízení podle vynálezu, pokud je retenční nádrž opatřena aeračním zařízením pro čeření směsi čištěné odpadní vody a fotosenzitizátoru. Provzdušňování vede k lepšímu promíchávání směsi a zároveň ve směsi zvyšuje obsah kyslíku pro efektivnější proces dekontaminace.It is also advantageous to carry out the device according to the invention if the retention tank is provided with an aeration device for clarifying the mixture of treated wastewater and photosensitizer. Aeration leads to better mixing of the mixture and at the same time increases the oxygen content in the mixture for a more efficient decontamination process.
V jiném výhodném provedení zařízení podle vynálezu je na výstupu čištěné směsi ze zařízení uspořádán odlučovač fotosenzitizátoru ze směsi.In another preferred embodiment of the device according to the invention, a photosensitizer separator from the mixture is arranged at the outlet of the purified mixture from the device.
Rovněž je výhodné, pokud je v zásobní nádrži uspořádáno alespoň jedno měřící čidlo ze skupiny čidel pro měření teploty, pH, vodivosti a oxidačně redukčního potenciálu čištěné směsi. Měřením aktuálních veličin lze proces dekontaminace optimalizovat tak, aby trval jen dobu nezbytně nutnou.It is also advantageous if at least one measuring sensor from the group of sensors for measuring the temperature, pH, conductivity and redox potential of the purified mixture is arranged in the storage tank. By measuring the actual quantities, the decontamination process can be optimized so that it lasts only the time that is absolutely necessary.
V neposlední řadě je výhodné provedení zařízení podle vynálezu, ve kterém je zařízení opatřeno třetím prostředkem pro dávkování rozpustného sulfonovaného ftalocyaninu s centrálním kovem Fe a čtvrtým prostředkem pro dávkování peroxidu vodíku do čištěné vody bez přístupu denního a umělého světla. V případě, že okolnosti znemožní zařízení pracovat způsobem podle vynálezu, je možné použít k dekontaminaci radikály vzniklé rozkladem peroxidu vodíku za pomoci ftalocyaninu s vázaným centrálním kovem Fe. Aby nedocházelo k nežádoucímu rozkladu peroxidu vodíku na neúčinné látky, je nezbytné proces dekontaminace ochránit před působením světla.Last but not least, a device according to the invention is preferred in which the device is provided with a third means for dosing soluble sulfonated phthalocyanine with the central metal Fe and a fourth means for dosing hydrogen peroxide into the purified water without access to daylight and artificial light. If the circumstances make it impossible to operate the process according to the invention, it is possible to use radicals formed by the decomposition of hydrogen peroxide with the aid of phthalocyanine with the bound central metal Fe. In order to prevent the undesired decomposition of hydrogen peroxide into inactive substances, it is necessary to protect the decontamination process from exposure to light.
Výhody zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek podle vynálezu spočívají zejména v tom, že degradace a mineralizace širokého spektra organických látek rozpuštěných v odpadní vodě, která je zadržena v retenční nádrži a která je následně odčerpávána k úplné dekontaminaci uvnitř mobilního fotochemického reaktoru, částečně započne již v retenční nádrži, a to vede k tomu, že doba potřebná pro úplnou dekontaminaci celého objemu vody zadrženého v retenční nádrži je zkrácena, a dále že je zařízení mobilní, obsluha zařízení je bezpečná, zařízení lze rozebíratelně propojit s jinou externí retenční nádrží a nakonec lze zařízení také použít i k dekontaminaci pomocí peroxidu vodíku.The advantages of the dissolved organic water decontamination plant according to the invention are, in particular, that the degradation and mineralization of a wide range of organic substances dissolved in the waste water which is retained in the retention tank and which is subsequently pumped out for complete decontamination inside the mobile photochemical reactor. partially starts in the retention tank, which leads to the time required for complete decontamination of the entire volume of water retained in the retention tank is reduced, and further that the device is mobile, the operation of the device is safe, the device can be detachably connected to another external retention tank and finally, the device can also be used for decontamination with hydrogen peroxide.
j' 'Mazd na tj '' Mazd and t
Objasněnúvykresů/ExplainedDrawings /
Vynález bude blíže objasněn pomocí výkresů, na kterých obr. 1 představuje pohled na zadní stranu zařízeni připojeného k externí retenční nádrži, obr. 2 vyobrazuje pohled na přední stranu zařízení připojeného k retenční nádrži, obr. 3 zobrazuje perspektivní pohled na řez fotochemickým reaktorem a obr. 4 vyobrazuje příčný řez fotochemickým reaktorem.The invention will be further elucidated with the aid of the drawings, in which Fig. 1 is a rear view of a device connected to an external retention tank, Fig. 2 is a front view of a device connected to a retention tank, Fig. 3 is a perspective sectional view of a photochemical reactor; 4 shows a cross section of a photochemical reactor.
r7’-Xtázriír 7 '-Xtázrií
Příklady ůskutečněn? vynálezuExamples made? of the invention
Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů provedení vynálezu na uvedené případy. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší, či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících nároků na ochranu.It is to be understood that the specific embodiments of the invention described and illustrated below are presented by way of illustration and not by way of limitation. Those skilled in the art will find, or be able to ascertain using routine experimentation, a greater or lesser number of equivalents to the specific embodiments of the invention specifically described herein. These equivalents will also be included in the scope of the following protection claims.
Zařízení 1. pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek sestává z celoplastové nosné konstrukce 10, která může být vhodným způsobem vyztužena a opatřena pojezdovými koly 1T Na zadní části nosné konstrukce 10 je umístěna plastová zásobní nádrž 2 o objemu 100 1, oběhový prostředek 4, který je tvořen odstředivým čerpadlem, regulační ventily 24 a dva průtokoměry 25. Všechny tyto komponenty jsou propojeny oběhovým potrubím 3, které na přední části nosné konstrukce 10 ústí do fotochemického reaktoru 5. Dále jsou na zadní straně nosné konstrukce 10 uspořádány první prostředek 20 pro dávkování fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jedním ve vodě rozpustným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny AI, Si, Zn, třetí prostředek 22 pro dávkování rozpustného sulfonovaného ftalocyaninu s centrálním kovem Fe a čtvrtý prostředek 22 pro dávkování peroxidu vodíku do zásobní nádrže 2. Prostředky 20, 22> 23 pro dávkování jsou plastové odměrné nádoby propojené se zásobní nádrží 2.The device 1 for decontamination of waste water containing dissolved organic substances consists of an all-plastic supporting structure 10, which can be suitably reinforced and provided with castors 1T. , which consists of a centrifugal pump, control valves 24 and two flow meters 25. All these components are connected by a circulating pipe 3, which opens into a photochemical reactor 5 at the front of the support structure 10. Furthermore, a first means 20 for dosing a photosensitizer consisting of at least one water-soluble central metal phthalocyanine from the group Al, Si, Zn, a third means 22 for dosing soluble sulfonated phthalocyanine with a central metal Fe and a fourth means 22 for dosing hydrogen peroxide into the storage tank 2. Means 20, 22> 23 for dosing, plastic measuring containers are connected to the storage tank 2.
V jiných nevyobrazených příkladech provedení mohou být prostředky 20, 22, 23 tvořeny např. skleněným odměrným válcem, ze kterého se chemické látky dávkují vylitím svého objemu do zásobní nádrže 2, nebo jsou tvořeny potrubními koncovkamiIn other non-illustrated exemplary embodiments, the means 20, 22, 23 can be formed, for example, by a glass measuring cylinder, from which the chemicals are dosed by pouring their volume into the storage tank 2, or they are formed by pipe ends.
6' í » í 1*4**6 'í »í 1 * 4 **
Z ; « · *«♦*♦** « « »· * . . . . . ·· · ··· ústícími do zásobní nádrže 2, ke kterým lze rozebíratelně připojit pumpu s externím zásobníkem chemických látek.OF ; «· *« ♦ * ♦ ** «« »· *. . . . . ·· · ··· opening into the storage tank 2, to which a pump with an external chemical tank can be detachably connected.
Oběhové potrubí 3 je na zadní straně nosné konstrukce 10 také vybaveno odbočovací potrubní větví 9, která je propojena se zásobní nádrží 2. Zásobní nádrž 2 je opatřena sdruženým měřícím čidlem 18 pro měření pH, vodivosti, teploty a oxidačně redukčního potenciálu čištěné směsi 19.The circulating pipe 3 is also provided on the rear side of the support structure 10 with a branch pipe branch 9, which is connected to the storage tank 2. The storage tank 2 is provided with a combined measuring sensor 18 for measuring pH, conductivity, temperature and oxidation-reduction potential of the cleaned mixture 19.
Na zadní straně nosné konstrukce 10 je k zásobní nádrži 2 dále připojena dělená pomocná nádrž 26 o objemu 10 1, která je vybavena nevyobrazeným dávkovacím čerpadlem, pro možnost střídavého dávkování dvou různých roztoků přídavných chemikálií, jako jsou např. NaOH či HCI.At the rear of the support structure 10, a divided auxiliary tank 26 with a volume of 10 l is further connected to the storage tank 2, which is equipped with a dosing pump (not shown) for the possibility of alternating two different solutions of additional chemicals, such as NaOH or HCl.
Na přední straně nosné konstrukce 10 jsou uspořádány fotochemický reaktor 5, monitorovací jednotka 28 a vzorkovací místo 29. Fotochemický reaktor 5 sestává z deseti zářivek 7 emitujících polychromatické světlo vlnové délky v rozpětí 620 M až 740 nm uspořádaných do prstence kolem transparentní trubice 6, vyrobené z čirého skla. Zářivky 7 jsou s výhodou opatřeny elektronickým předřadníkem, který snižuje jejich spotřebu elektrické energie. Celý fotochemický reaktor 5 je ukryt v plášti 8 z hliníkového plechu, který na vnitřní straně dobře odráží světlo. Čištěná odpadní voda protéká transparentní trubicí 6 reaktoru 5 od spodní podstavy válcového fotochemického reaktoru 5 směrem nahoru. Monitorovací jednotka 28 je tvořena elektronickým modulem vybaveným kontrolním softwarem, který sleduje proces dekontaminace směsi 19 a umožňuje uživatelský zásah do řízení intenzity osvětlení uvnitř fotoreaktoru 5 a do řízení oběhového prostředku 4. Vzorkovací místo 29 je tvořeno trojcestným ventilem, který umožňuje odběr vzorků čištěné směsi 19 z oběhového potrubí 3.A photochemical reactor 5, a monitoring unit 28 and a sampling point 29 are arranged on the front side of the support structure 10. The photochemical reactor 5 consists of ten fluorescent lamps 7 emitting polychromatic light in the wavelength range 620 M to 740 nm arranged in a ring around a transparent tube 6 made of clear glass. The fluorescent lamps 7 are preferably provided with an electronic ballast which reduces their electricity consumption. The whole photochemical reactor 5 is hidden in a housing 8 made of aluminum sheet, which reflects light well on the inside. The treated wastewater flows through the transparent tube 6 of the reactor 5 from the lower base of the cylindrical photochemical reactor 5 upwards. The monitoring unit 28 consists of an electronic module equipped with control software which monitors the process of decontamination of the mixture 19 and allows user intervention to control the light intensity inside the photoreactor 5 and to control the circulating means 4. Sampling point 29 is formed by a three-way valve. from the circulating pipe 3.
K oběhovému potrubí 3 je přes regulační ventil 24 připojen odlučovač 17, o objemu 50 I se zabudovaným nevyobrazeným plastovým roštem, na němž spočívá vrstva granulovaného aktivního uhlí o zrnitosti 4*8 mm a tloušťce vrstvy alespoň 50 cm pro odstranění barevnosti vyčištěné směsi 19 způsobené rozpuštěnými ftalocyaniny.A separator 17 with a volume of 50 l is connected to the circulating pipe 3 via a control valve 24 with a built-in plastic grate, on which a layer of granular activated carbon with a grain size of 4 * 8 mm and a layer thickness of at least 50 cm rests to remove the color of the cleaned mixture 19 caused by dissolved phthalocyanines.
j.j.
« · » ‘ ** i · í . í S ( · í » í ř t i !’ ? r 8 a * · - ♦ *c · ·«·» '** i · í. í S (· í »í ř ti ! '? r 8 a * · - ♦ * c · ·
Zařízení 1 je doplněno retenční nádrží 13 o objemu 5 m3 s maximální výškou hladiny 0,5 m. Retenční nádrž 13 je zhotovena z plastu (např. polypropylenu) nebo může být např. z nerezové oceli, tvar podstavy je libovolný. Dno retenční nádrže 13 je opatřeno aeračním zařízením pro zajištění sycení vody vzdušným kyslíkem s pomocí nevyobrazeného zdroje tlakového vzduchu. Retenční nádrž 13 je opatřena krytem 14 s dvěma odnímatelnými poklopy 27, na kterém jsou z vnitřní strany jako zdroje světla 15 připevněny čtyři zářivky emitující polychromatické světelné záření v rozpětí vlnových délek od 620 až do 740 nm o celkovém výkonu nejméně 120 W, jež jsou nainstalovány s dostatečnou IP ochranou. Dále je retenční nádrž 13 opatřena druhým prostředkem 21 pro dávkování fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jedním ve vodě rozpustným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny AI, Si, Zn. Druhý prostředek 21_ je plastová nádrž uzavíratelně propojená s retenční nádrží 13, nebo to může být nevyobrazený odměrný válec, kterým se nalije fotosenzitizátor do čištěné odpadní vody, anebo to může být elektronicky ovládané čerpadlo pro přečerpání fotosenzitizátoru z externího zásobníku. Retenční nádrž 13 je připojena propojovacím potrubím 12 se zařízením 1. Vstupní potrubí aeračních elementů je opatřeno regulačním ventilem 24.The device 1 is supplemented by a retention tank 13 with a volume of 5 m 3 with a maximum level height of 0.5 m. The retention tank 13 is made of plastic (eg polypropylene) or can be eg stainless steel, the shape of the base is arbitrary. The bottom of the retention tank 13 is provided with an aeration device for saturating the water with atmospheric oxygen with the help of a source of compressed air (not shown). The retention tank 13 is provided with a cover 14 with two removable lids 27, on which four fluorescent lamps emitting polychromatic light radiation in the wavelength range from 620 to 740 nm with a total power of at least 120 W are mounted as light sources 15 and are installed. with sufficient IP protection. Furthermore, the retention tank 13 is provided with a second means 21 for dosing a photosensitizer consisting of at least one water-soluble phthalocyanine with a central metal from the group Al, Si, Zn. The second means 21 is a plastic tank closably connected to the retention tank 13, or it may be a metering cylinder (not shown) by which the photosensitizer is poured into the treated waste water, or it may be an electronically controlled pump for pumping the photosensitizer from an external tank. The retention tank 13 is connected by a connecting pipe 12 to the device 1. The inlet pipe of the aeration elements is provided with a control valve 24.
Průběh dekontaminace odpadní vody v zařízení 1^ bude popsán následujícími příklady.The process of decontamination of wastewater in plant 1 will be described by the following examples.
Příklad 1Example 1
Do zásobní nádrže 2 je napuštěno 60 I roztoku 4-chlorfenolu o koncentraci 5.10-4 mol.r1. Následně je prvním prostředkem 20 přidáno 0,5 I roztoku, v němž je rozpuštěno 0,5 g pevného mono až tetra sulfonovaného ftalocyaninu s centrálním kovem AI tak, aby výsledná koncentrace tohoto fotosenzitizátoru v čištěné odpadní vodě byla 1.10'5 mol/l. Poté je spuštěna cirkulace kontaminované směsi 19 pro dokonalou homogenizaci vstupních činidel tak, že se oběhové potrubí 3 připojené k fotochemickému reaktoru 5 uzavře regulačním ventilem 24 a směs 19 se nechá pět minut probíhat jen ze zásobní nádrže 2 odbočovací potrubní větví 9 přes oběhový prostředek 4 zpět do zásobní nádrže 2. Z pomocné nádrže 26 pro dávkování pomocných chemikálií je současně dávkován roztok NaOH o koncentraci 0,1 mol/l, dávkovacím čerpadlem do cirkulující kontaminované směsi 19 v takovém objemu,60 l of a 4.10-molphenol solution with a concentration of 5.10 -4 mol.r 1 are introduced into the storage tank 2. Subsequently, 0.5 l of a solution in which 0.5 g of solid mono to tetra sulfonated phthalocyanine with the central metal Al is dissolved is added to the first composition 20 so that the final concentration of this photosensitizer in the treated wastewater is 1.10.5 mol / l. Then the circulation of the contaminated mixture 19 is started for complete homogenization of the input reagents so that the circulation line 3 connected to the photochemical reactor 5 is closed by the control valve 24 and the mixture 19 is allowed to run for five minutes only from the storage tank 2 by branch line 9 via the circulation means 4 back from the auxiliary tank 26 for dosing auxiliary chemicals, a solution of NaOH with a concentration of 0.1 mol / l is metered simultaneously, by means of a dosing pump, into the circulating contaminated mixture 19 in such a volume that
X « « ♦ * »* , š 4 » « » t « í * ·* · * * * ’* . i 4 * * · ’ » ** * * aby se vstupní hodnota pH pohybovala kolem pH = 10, neboť při hodnotě pH 10 je dekontaminace nejúčinnější pro všechny používané typy ftalocyaninů.X «« ♦ * »*, š 4» «» t «í * · * · * * *’ *. i 4 * * · ’» ** * * so that the input pH value is around pH = 10, because at pH 10 decontamination is most effective for all types of phthalocyanines used.
Po úpravě pH je kontaminovaná směs 19 vháněna oběhovým prostředkem 4 do fotochemického reaktoru 5 průtokovou rychlostí 20 l.min'1, cirkulace čištěné směsi 19 je opakována takovou dobu, než je obsah rozpuštěného 4-chlorfenolu pod stanoveným limitem. V konkrétním případě byla doba čištění znečištěné směsi 19 5 hodin a účinnost odstranění 4-chlorfenolu přesahovala 9q4. Ve fotochemickém reaktoru 5 bylo během dekontaminace zapnuto všech deset zářivek 7. Následně bylo pH vyčištěné směsi 19 upraveno na hodnotu v intervalu 7 až 8 přídavkem HCI z pomocné nádrže 26. Princip je stejný jako při úpravě pH roztokem NaOH. Směs 19 se pak vypouští přes odlučovač 17 s granulovaným aktivním uhlím, který s výhodou adsorbuje ftalocyanin a zbaví tak zpracovávanou odpadní vodu zbarvení.After adjusting the pH, the contaminated mixture 19 is blown through the circulating medium 4 into the photochemical reactor 5 at a flow rate of 20 l.min -1 , the circulation of the purified mixture 19 is repeated until the content of dissolved 4-chlorophenol is below the set limit. In the specific case, the purification time of the contaminated mixture was 19 5 hours and the removal efficiency of 4-chlorophenol exceeded 9q4. In the photochemical reactor 5, all ten fluorescent lamps 7 were switched on during decontamination. Subsequently, the pH of the purified mixture 19 was adjusted to a value in the range of 7 to 8 by adding HCl from the auxiliary tank 26. The principle is the same as when adjusting the pH with NaOH solution. The mixture 19 is then discharged via a granular activated carbon separator 17, which preferably adsorbs the phthalocyanine and thus removes the color from the treated wastewater.
Příklad 2Example 2
Do retenční nádrže 13 je napuštěno 2000 I odpadní vody o koncentraci 4-chlorfenolu 5.104 mol.l·1. Následně je druhým prostředkem 21 přidáno 16 I roztoku, v němž je rozpuštěno 16 g mono až tetra sulfonovaného ftalocyaninů s centrálním kovem AI tak, aby výsledná koncentrace zmíněného fotosenzitizátoru v čištěné odpadní vodě byla 1.10‘5 mol/l. Dále je zapnut aerační prostředek 16, při minimálním průtoku vzduchu 50 l/min a zapnuty zářivky 15. Následně se přečerpá 60 litrů čištěné směsi 19 do zásobní nádrže 2 a poté je čištěná směs 19 zpracována stejným způsobem, jak je uvedeno v příkladu 1. V čištěné směsi 19 byla upravena hodnota pH přídavkem roztoku NaOH a zajištěna opakovaná cirkulace čištěné směsi 19 přes fotochemický reaktor 5. Po snížení koncentrace rozpuštěného 4-chlorfenolu pod zákonem stanovený limit je upravena hodnota pH vyčištěné směsi 19 na 7 až 8 pomocí HCI a směs 19 je vypuštěna přes odlučovač 17. Následně je přečerpáno dalších 60 litrů vody z retenční nádrže 13 do zásobní nádrže 2 a celá procedura se opakuje do vyčerpáni veškeré čištěné směsi 19 v retenční nádrži 13. V retenční nádrži 13 je však s výhodou stále zapnuta aerace i zářivky 15, díky kterým zde také probíhá částečná dekontaminace, která s výhodou zkracuje pracovní periodu úplné dekontaminace směsi 19 v zařízení 1.2000 l of wastewater with a concentration of 4-chlorophenol 5.10 4 mol.l · 1 are filled into the retention tank 13. Subsequently, 16 l of a solution in which 16 g of mono to tetra sulfonated phthalocyanines with the central metal Al are dissolved are added to the second means 21 so that the final concentration of said photosensitizer in the treated wastewater is 1.10.5 mol / l. Next, the aeration means 16 is switched on, at a minimum air flow of 50 l / min and the fluorescent lamps 15 are switched on. of the purified mixture 19 the pH of the purified mixture 19 was adjusted by adding NaOH solution and repeated circulation of the purified mixture 19 through photochemical reactor 5. After reducing the dissolved 4-chlorophenol concentration below the legal limit, then another 60 liters of water are pumped from the retention tank 13 to the storage tank 2 and the whole procedure is repeated until all the cleaned mixture 19 in the retention tank 13 is exhausted. , thanks to which partial decontamination also takes place here, which advantageously shortens the working period of complete decontamination of the mixture 19 in the device 1.
9.9.
Pro některé případy dekontaminace je rovněž výhodné zajistit cirkulaci čištěné směsi 19 z retenční nádrže 13 přes zásobní nádrž 2 a fotochemický reaktor 5 zpět do retenční nádrže 13. Například při aplikaci zařízení 1 jako prostředku k čištění bazénové vody.For some cases of decontamination, it is also advantageous to ensure the circulation of the purified mixture 19 from the retention tank 13 through the storage tank 2 and the photochemical reactor 5 back to the retention tank 13. For example when applying the device 1 as a pool water purifier.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody obsahující rozpuštěné organické látky podle vynálezu lze využít především u menších průmyslových provozů pro čištění technologických vod, u potravinářských provozů, u menších výroben chemických specialit, u závodů s diskontinuální výrobou a obzvláště jako zcela bezpečnou metodiku pro čištění bazénových vod.The waste water decontamination device containing dissolved organic substances according to the invention can be used in particular in smaller industrial plants for process water treatment, in food plants, in smaller chemical specialty plants, in discontinuous plants and in particular as a completely safe methodology for pool water treatment.
— ' » t * * í ·» < * * * í ·í · ; « « « « * · >- '»t * * í ·» <* * * í · í ·; «« «« * ·>
• * *»« ««««··5 ;»»<»» 4 ‘sí· » · í· ·:»«• * * »« «« «« ·· 5; »» <»» 4 'sí · »· í · ·:» «
Přehled vztahových značek zařízení pro dekontaminaci odpadní vody zásobní nádrž oběhové potrubí oběhový prostředek fotochemický reaktor transparentní trubice zářivka obvodový plášť fotochemického reaktoru odbočovací potrubní větev nosná konstrukce zařízení pro dekontaminaci kolo propojovací potrubí retenční nádrž kryt zdroj světla v retenční nádrži aerační zařízení odlučovač měřící čidlo směs odpadní vody a fotosenzitizátoru první prostředek pro dávkování fotosenzitizátoru druhý prostředek pro dávkování fotosenzitizátoru třetí prostředek pro dávkování sulfonovaného ftalocyaninu s centrálním kovem Fe čtvrtý prostředek pro dávkování peroxidu vodíku regulační ventil průtokoměr pomocná nádrž poklop monitorovací jednotka vzorkovací místoOverview of reference marks wastewater decontamination equipment storage tank circulating pipe circulating medium photochemical reactor transparent tube fluorescent lamp perimeter jacket photochemical reactor branch pipe branch structure decontamination equipment wheel connecting pipes retention tank cover light source in retention tank aeration equipment separator measuring sensor wastewater mixture and photosensitizer first means for dosing photosensitizer second means for dosing photosensitizer third means for dosing sulfonated phthalocyanine with central metal Fe fourth means for dosing hydrogen peroxide control valve flow meter auxiliary tank lid monitoring unit sampling unit
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2012-830A CZ2012830A3 (en) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Installation for decontamination of wastewater containing dissolved organic substances |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2012-830A CZ2012830A3 (en) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Installation for decontamination of wastewater containing dissolved organic substances |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ304222B6 CZ304222B6 (en) | 2014-01-08 |
| CZ2012830A3 true CZ2012830A3 (en) | 2014-01-08 |
Family
ID=49877097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2012-830A CZ2012830A3 (en) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Installation for decontamination of wastewater containing dissolved organic substances |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2012830A3 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307394B6 (en) * | 2015-01-20 | 2018-07-25 | Centrum organické chemie s.r.o. | A method of inactivating microorganisms in machining emulsions and a device for implementing this method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1287829C (en) * | 1986-10-02 | 1991-08-20 | Cooper H. Langford | Composite photocatalyst for refractory waste degradation |
-
2012
- 2012-11-23 CZ CZ2012-830A patent/CZ2012830A3/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ304222B6 (en) | 2014-01-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Almomani et al. | Potential use of solar photocatalytic oxidation in removing emerging pharmaceuticals from wastewater: A pilot plant study | |
| US9334183B2 (en) | Methods for the treatment of ballast water | |
| Sauer et al. | Advanced oxidation processes applied to tannery wastewater containing Direct Black 38—Elimination and degradation kinetics | |
| Rivas et al. | Removal of emergent contaminants: integration of ozone and photocatalysis | |
| Ortega-Gómez et al. | Inactivation of natural enteric bacteria in real municipal wastewater by solar photo-Fenton at neutral pH | |
| CA2728754A1 (en) | Method and plant for the treatment of wastewater with a view to eliminating the adverse endocrine effect and/or the toxic or genotoxic effect thereof | |
| WO2010026594A1 (en) | Method and system for treating contaminated water | |
| CN109231610B (en) | Multi-wavelength UV-LED lamp strip and chlorine water treatment device and treatment method | |
| Ochiai et al. | Development of a hybrid environmental purification unit by using of excimer VUV lamps with TiO2 coated titanium mesh filter | |
| Ramos et al. | Mineralization of erythromycin by UV-based and electro-oxidation processes | |
| Çifçi et al. | Optimization of suspended photocatalytic treatment of two biologically treated textile effluents using TiO2 and ZnO catalysts | |
| WO2011160186A1 (en) | Method and apparatus for effecting a chemical reaction | |
| KR100949831B1 (en) | Advanced oxidation sterilization apparatus having electrically-powered cleansing modul | |
| CZ2012830A3 (en) | Installation for decontamination of wastewater containing dissolved organic substances | |
| Figueredo et al. | UVA LEDs and solar light photocatalytic oxidation/ozonation as a tertiary treatment using supported TiO2: With an eye on the photochemical properties of the secondary effluent | |
| US20140131285A1 (en) | Method and Arrangement for a Water Treatment | |
| KR102411395B1 (en) | Movable used-disinfectant purification device and vehicle base sterilizer including the same | |
| US20100193422A1 (en) | Air or water filtration and remediation system | |
| Helmy et al. | Ozone-based processes in dye removal | |
| Remoundaki et al. | Photolytic and photocatalytic alterations of humic substances in UV (254 nm) and Solar Cocentric Parabolic Concentrator (CPC) reactors | |
| Serrano Mora | UV/Vacuum-UV Advanced Oxidation Process for the treatment of micropollutants from drinking water sources under common operational temperatures | |
| Jiao et al. | A UVC based advanced photooxidation reactor design for remote households and communities not connected to a municipal drinking water system | |
| Zăbavă et al. | Advanced technologies for wastewater treatment by ozonation-a review. | |
| Juárez | Ozonation in Advanced Wastewater Treatment: Practical Aspects and Development of a Prediction Tool for Pharmaceutical Removal | |
| Ghangrekar | Disinfection of Wastewater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20181123 |