PL169528B1

PL169528B1 - Sposób oczyszczania wody ozonem, zwłaszcza od kwasu 3,6-dichloropirydyno-2- karboksylowego

Info

Publication number: PL169528B1
Application number: PL30807092A
Authority: PL
Inventors: Jan Kornatowski; Michal Rozwadowski; Wladyslaw Gonczaruk; Michal Syczew; Oleg Podrezow; Witalij Sklarow
Original assignee: Univ Mikolaja Kopernika
Priority date: 1992-06-22
Filing date: 1992-06-22
Publication date: 1996-07-31

Abstract

Sposób oczyszczania wody ozonem, zwłaszcza od kwasu 3,6-dichloropirydyno-2-karboksylowego, znamienny tym, że do wody zanieczyszczonej kwasem 3,6-dichloro-pirydyno-2-karboksylowym o stężeniu nie przekraczającym 2 x 10-4 mola/dm3 wprowadza się co najmniej 0,3 g katalizatora wanadotytanokrzemianowego typu MFI w formie kryształów, korzystnie o długości poniżej 50 gm, a następnie przepuszcza mieszaninę powietrzno-ozonową o zawartości ozonu co najmniej 7 mg/dm3 i natężeniu przepływu 0,3 dm3/min, przy czym proces oczyszczania prowadzi się przy pH - 3,5-6.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania wody ozonem, zwłaszcza od kwasu

3.6- dichloropirydyno-2-karboksylowego, przeznaczony do oczyszczania ścieków, zwłaszcza zawierających pestycydy.

Znany jest z publikacji S.S. Rudiak, N.M. Sobolewa, E.G. Sołożenko, V.V. Gonczaruk, Khimia i Technologia Wody, 10 (1988), s. 390-393 sposób utleniania ozonem kwasu 3,5,6-trójchloro-4-amino-2-pirydynowego. Utlenianie samym ozonem nie prowadzi do intensywnego rozkładu związków toksycznych, a utlenianie ozonem w obecności homogennych katalizatorów prowadzi do wtórnego zanieczyszczenia wody produktami utleniania. Znane jest także wykorzystnie ozonu do rozkładu trudno rozkładających się biologicznie związków toksycznych jak aniliny i nitrobenzenu w obecności katalizatorów heterogennych w postaci tlenków metali CuO, Fe2O3, Cr2O3, CO2O3, NiO oraz tlenków metali osadzonych na żeli krzemionkowym o składzie: 23,2% V2Os; 0,13% Fe2O2; 35% CuCiyOą.

Niedogodnością tego sposobu jest to, że podczas procesu oczyszczania zachodzi rozpuszczanie katalizatorów, co powoduje wtórne zanieczyszczenie wody kationami metali. Ponadto podczas procesu następuje zwiększenie zużycia katalizatora.

W związku z powyższym ozonoliza w obecności tych katalizatorów nie znalazła w procesie oczyszczania wody praktycznego zastosowania. Znane jest z publikacji H. Paillard, M. Dore, M.M. Bourbigot. Proc. 10-th Ozone World Congress, Monaco, 1991, printed in France, Instaprint S.A. Touro, International Ozone Association, Vol. 1, s. 313-329, wykorzystanie heterogennego katalizatora w postaci dwutlenku tytanu w kombinacji z ozonem do utleniania kwasu szczawiowego. Wadą tego sposobu jest niepełny rozkład związku toksycznego. Znane jest także z patentu ZSRR nr 1 525 120 wykorzystanie ozonu w obecności katalizatorów do oczyszczania wód ściekowych oczyszczonych uprzednio biologicznie. Metoda ta polega na rozkładzie związków toksycznych w obecności heterogennego katalizatora w postaci amorficznego glinokrzemianu zawierającego zeolit z naniesionym tlenkiem neodymu. Jednak jak wykazały badania, sposób ten nie zapewnia całkowitego rozkładu kwasu 3,6-dichloropirydyno-2-karboksylowego. Natomiast oczyszczanie wody od kwasu 3,6-dichloropirydyno-2karboksylowego metodą ozonolizy bez katalizatora przebiega powoli. Na przykład ozonoliza w temperaturze pokojowej w ciągu 60 minut prowadzi do utlenienia maksimum 52% kwasu zawartego w wodzie.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu oczyszczania ozonem wody, głównie od kwasu 3,6-dichłoropirydyno-2-karboksylowego umożliwiającego całkowity i przyspieszony jego rozkład bez powtórnego zanieczyszczania wody produktami ozonolizy.

Sposobem według wynalazku oczyszczanie wody ozonem, zwłaszcza od kwasu 3,6-dichloropirydyno-2-karboksylowego, polega na tym, ze do wody zanieczyszczonej kwasem

3.6- dichloropirydyno-2-karboksylowym o stężeniu nie przekraczającym 2 x 10⁴ mola/dm3 i

169 528 pH = 3,5-6, poddanej barbotażowi mieszaniną powietrzno-ozonową o zawartości ozonu co najmniej 7 mg/dm³ i natężeniu poniżej 0,5 dm³/min, wprowadza się 0,3 g wanadotytanokrzemianowego katalizatora typu MFI w postaci kryształów o wielkości nie przekraczającej 50 gm, korzystnie poniżej 10 gm. Obniżenie pH poniżej wartości 3,5 prowadzi do istotnego spowolnienia zarówno procesu utleniania jak i rozkładu związku toksycznego, a także do dezaktywacji katalizatora przez wymywanie z kryształów jonów wanadu i tytanu. Zbyt wysoka wartość pH prowadzi do przejścia kwasu 3,6-dichloropirydyno-2-karboksylowego w formę soli. Przebieg reakcji kontroluje się spektrofotometrycznie oznaczając stężenie kwasu 3,6-dichloropirydyno2-karboksylowego w oczyszczonej wodzie oraz poprzez pomiar ilości zużytego ozonu metodą jodometryczną.

Zaletą sposobu oczyszczania wody według wynalazku jest co najmniej dwukrotne przyspieszenie procesu rozkładu kwasu 3,6-dichloropirydyno-2-karboksylowego oraz jego całkowity rozkład. Ponadto uniemożliwia on powtórne zanieczyszczenie wody produktami ozonolizy.

Sposób według wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładach jego wykonania.

Przykład I. Do reaktora barbotażowego zaopatrzonego w filtr porowaty wprowadza się 1 dm3 wody zanieczyszczonej kwasem 3,6-dichloropirydyno-2-karboksylowym o stężeniu 2,0 x 10⁴ mola/dm3 i pH = 5 oraz poddaje barbotażowi mieszaniną powietrzno-ozonową o zawartości ozonu 15 mg/dm3 i natężeniu przepływu 0,3 dm3/min. Następnie do reaktora dozuje się 0,3 g katalizatora wanadotytanokrzemianowego o długości kryształów 4-7 gm wykazujących rentgenowskie widmo dyfrakcyjne, charakterystyczne dla struktury MFI, uformowanego z żelu reakcyjnego o stosunkach molowych:

1V₂O5 : 0,4 TiO₂ : 22,5 SiO₂: 1 Na₂O : 2NaHCO3 : 2,25/C₃H7/4 : NOH: 250 H₂O i wartości pH = 10. Proces prowadzi się w temperaturze pokojowej przez okres 35 minut. W wyniku otrzymuje się wodę nie wykazującą zawartości kwasu 3,6-dichloropirydyno-2-karboksylowego przy zastosowaniu metody chromatograficznej o czułości na ten kwas 5 x 10'⁶ mola/dm3. Stwierdzono również, że woda tak oczyszczona nie zawiera śladowych ilości związków wanadu i tytanu.

Przykład II. Do reaktora barbotażowego zaopatrzonego w filtr porowaty wprowadza się 1 dm3 wody zanieczyszczonej kwasem 3,6-dichloropirydyno-karboksylowym o stężeniu 2,0 x 10-4 _mola/dm3 i pH = 5 i poddaje barbotażowi mieszaniną powietrzno-ozonową o zawartości ozonu 15 mg/dm3 i natężeniu przepływu 0,3 dm3/min. Następnie dozuje się 0,3 g katalizatora wanadotytanokrzemianowego o długości kryształów około 40-45gm wykazujących rentgenowskie widmo dyfrakcyjne charakterystyczne dla struktury MFI, uformowanego z żelu reakcyjnego o stosunkach molowych:

V2O5 : 0,4 TiO2 : 22,5 SiO2 : 1 Na2O : 3NaHCO3 : U2/C3H7/4NOH : 525 H2O i wartości pH = 9,5. Proces prowadzi się w temperaturze pokojowej przez okres 35 minut. W wyniku otrzymuje się wodę wykazującą 35% zawartości kwasu 3,6-dichloropirydyno-2-karboksylowego w odniesieniu do wielkości wyjściowej. Stwierdzono również, że woda tak oczyszczona nie zawiera śladowych ilości związków wanadu i tytanu.

P r z y k ł a d III. Do reaktora barbotażowego zaopatrzonego w filtr porowaty wprowadza się 1 dm3 wody zanieczyszczonej kwasem 3,6-dichloropirydyno-2-karboksylowym o stężeniu 2,0 x 10-4 mola/dm3 i pH = 5 oraz poddaje barbotażowi mieszaniną powietrzno-ozonową o zawartości ozonu 7 mg/dm3 | natężeniu przepływu 0,3 dm3/min. Następnie dozuje się 0,3 g katalizatora jak w przykładzie I. Proces prowadzi się w temperaturze pokojowej przez okres 85 minut. W wyniku otrzymuje się wodę nie wykazującą zawartości kwasu 3,6-dichloropirydyno-2-karboksylowego przy zastosowaniu metody chromatograficznej o czułości na ten kwas 5 x 10-6 mola/dm3. Stwierdzono również, że woda tak oczyszczona nie zawiera śladowych ilości związków wanadu i tytanu.

169 528

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób oczyszczania wody ozonem, zwłaszcza od kwasu 3,6-dichloropirydyno-2-karboksylowego, znamienny tym, ze do wody zanieczyszczonej kwasem 3,6-dichloropirydyno-2karboksylowym o stężeniu nie przekraczającym 2 x 1(j mola/dm³ wprowadza się co najmniej 0,3 g katalizatora wanadotytanokrzemianowego typu MFI w formie kryształów, korzystnie o długości poniżej 50 gm, a następnie przepuszcza mieszaninę powietrzno-ozonową o zawartości ozonu co najmniej 7 mg/dm3 i natężeniu przepływu 0,3 dm3/min, przy czym proces oczyszczania prowadzi się przy pH - 3,5-6.