PL190544B1

PL190544B1 - Method of treating waste effluents containing organic dyes

Info

Publication number: PL190544B1
Application number: PL98327712A
Authority: PL
Inventors: Ryszard Tosik; Stanisław Wiktorowski; Konrad Janio; Maria Chudzik; Stanisław Otrembski
Original assignee: Politechnika Lodzka
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2005-12-30
Also published as: PL327712A1

Abstract

Sposób oczyszczania ścieków zawierających barwniki organiczne z wykorzystaniem procesu utleniania za pomocą nadtlenku wodoru w obecności soli żelaza, znamienny tym, że ścieki poddaje się równocześnie utlenieniu za pomocą nadtlenku wodoru oraz koagulacji, w obecności soli żelaza (III), korzystnie chlorku żelaza (III), przy pH mniejszym od 7,5 w temperaturze 40 - 60°C, przy czym podczas pierwszych 30 minut procesu stosuje się powolne mieszanie, a następnie pozostawia mieszaninę w tej samej, podwyższonej temperaturze na czas potrzebny do przereagowania nadtlenku wodoru, a powstałe ewentualnie w wyniku utlenienia i koagulacji osady poddaje się przeróbce znanymi sposobami, przy czym sole żelaza stosuje się w takiej ilości, by ilość żelaza wprowadzonego do ścieków była równa 10-50 g/m3 ścieków, zaś nadtlenek wodoru stosuje się w ilości 3 - 7 g na 1 g węgla organicznego zawartego w ściekach.A method of treating sewage containing organic dyes with oxidation process with hydrogen peroxide in the presence of iron salts, characterized by that the wastewater is oxidized simultaneously with hydrogen peroxide and coagulated, in the presence of an iron (III) salt, preferably iron (III) chloride, at a pH of less than 7.5 at a temperature of 40-60 ° C, and is used during the first 30 minutes of the process slowly stirring and then leaving the mixture at the same elevated temperature for the time required for the hydrogen peroxide to react, and any possibly formed as a result of oxidation and coagulation, the sludge is processed by known methods, for the iron salts are used in such an amount that the amount of iron is discharged into the waste water was equal to 10-50 g / m3 of wastewater, while hydrogen peroxide was used in the amount of 3-7 g per 1 g organic carbon contained in wastewater.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania ścieków zawierających barwniki organiczne.The subject of the invention is a method of treating wastewater containing organic dyes.

Dotychczas ścieki zanieczyszczone barwnikami organicznymi najczęściej miesza się ze ściekami mniej obciążonymi i kieruje do ogólnozakładowych oczyszczalni bądź do miejskich urządzeń kanalizacyjnych.Until now, wastewater contaminated with organic dyes is most often mixed with less polluted wastewater and directed to company-wide sewage treatment plants or municipal sewage systems.

Unieszkodliwianie barwników organicznych zawartych w ściekach za pomocą znanych metod oczyszczania ścieków miejskich, tj. przy użyciu osadu czynnego lub złoża biologicznego nie daje zadawalających wyników, natomiast znane sposoby oczyszczania ścieków przemysłowych tj. koagulacja lub strącanie nie są skuteczne w stosunku do barwników organicznych dobrze rozpuszczalnych w wodzie.Neutralization of organic dyes contained in wastewater by known methods of municipal wastewater treatment, i.e. using activated sludge or a biological bed, does not give satisfactory results, while the known methods of industrial wastewater treatment, i.e. coagulation or precipitation, are not effective in relation to organic dyes well soluble in water.

Znane są także sposoby oczyszczania ścieków zawierających barwniki organiczne, na drodze utleniania, przy czym w przypadku stosowania ozonu jako utleniacza wiążą się z wysokimi kosztami inwestycyjnymi i eksploatacyjnymi, w przypadku stosowania chloru i jego związków nie znajdują szerszego zastosowania ze względu na toksyczność i kancerogenność produktów chlorowania wielu składników ścieków, natomiast w przypadku stosowania nadtlenku wodoru jako utleniacza wykazują niezadawalającą szybkość utleniania barwników organicznych.There are also known methods of treating wastewater containing organic dyes by oxidation, but in the case of using ozone as an oxidant they involve high investment and operating costs, and in the case of using chlorine and its compounds, they are not widely used due to the toxicity and carcinogenicity of chlorination products. many components of wastewater, while when hydrogen peroxide is used as an oxidant, they show an unsatisfactory rate of oxidation of organic dyes.

Przeprowadzono także próby oczyszczania ścieków zawierających barwniki organiczne na drodze utleniania nadtlenkiem wodoru w mieszaninie z solami żelaza (II) czyli odczynnikiem Fentona. W sposobach tych przebiegających w temperaturze pokojowej lub podwyższonej konieczne jest stosowanie dużych ilości żelaza tj. 100 - 1200 mg Fe² /dm³ścieków.Trials were also carried out to treat wastewater containing organic dyes by oxidation with hydrogen peroxide in a mixture with iron (II) salts, i.e. Fenton's reagent. In these methods, which take place at room temperature or elevated temperature, it is necessary to use large amounts of iron, ie 100 - 1200 mg Fe ² / dm ^{3 of} sewage.

Sposób oczyszczania ścieków zawierających barwniki organiczne, według wynalazku polega na tym, że ścieki poddaje się równocześnie utlenieniu nadtlenkiem wodoru oraz koagulacji, w obecności soli żelaza (III), korzystnie chlorku żelaza (III), przy pH niniejszym od 7,5 w temperaturze 40 - 60°C, przy czym podczas pierwszych 30 minut procesu stosuje się powolne mieszanie, a następnie pozostawia mieszaninę w tej samej, podwyższonej temperaturze na czas potrzebny do przereagowania nadtlenku wodoru, a powstałe ewentualnie w wyniku utlenienia i koagulacji osady poddaje się przeróbce znanymi sposobami. Sole żelaza (III) stosuje się w takiej ilości, by ilość żelaza wprowadzonego do ścieków była równa 10-50 g/m³ścieków, zaś nadtlenek wodoru dodaje się w ilości 3 - 7 g na 1 g węgla organicznego zawartego w ściekach.The method of treating wastewater containing organic dyes, according to the invention, is based on the fact that the wastewater is simultaneously oxidized with hydrogen peroxide and coagulated in the presence of iron (III) salts, preferably iron (III) chloride, at a pH here of 7.5 at a temperature of 40 - 60 ° C, while slow stirring is applied during the first 30 minutes of the process, and then the mixture is left at the same, elevated temperature for the time required for the hydrogen peroxide to react, and the precipitates possibly formed as a result of oxidation and coagulation are treated by known methods. The iron (III) salts are used in such an amount that the amount of iron introduced into the sewage is 10-50 g / m ^{3 of} sewage, and hydrogen peroxide is added in the amount of 3-7 g per 1 g of organic carbon contained in the sewage.

Sposób według wynalazku zapewnia szybkie i skuteczne usunięcie ponad 90% barwników zawartych w ściekach. W sposobie według wynalazku żelazo używa się w ilościach znacznie niniejszych niż w znanych sposobach utlenienia ścieków przy pomocy odczynnikaThe method according to the invention ensures quick and effective removal of more than 90% of dyes contained in sewage. In the process according to the invention, iron is used in much lower amounts than in known methods for oxidizing wastewater with the aid of a reagent.

190 544190 544

Fentona. Sposób według wynalazku znajduje zastosowanie zwłaszcza do oczyszczania odcieków z filtracji po syntezie barwników oraz do oczyszczania zużytych kąpieli farbiarskich.Fenton. The method according to the invention is used in particular for the treatment of filtration effluents after dye synthesis and for the cleaning of spent dyeing baths.

Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.The process of the invention is illustrated by the following examples.

Przykład I.Example I.

Oczyszczaniu poddano roztwory barwników takich, jak błękit helionowy FGLL, rubin syntenowy, brunat syntenowy, czerń bezpośrednia, zieleń kwasowa czysta, czerń kwasowa „Boruta”, błękit helaktynowy, czerwień helaktynowa, o stężeniu 100 mg/dm³. W tym celu do każdego z tych roztworów, w temperaturze 40°C i w temperaturze 60°C, dodano chlorek żelazowy w takiej ilości, aby ilość żelaza wprowadzonego do roztworu była równa 10 mg/dm³, a po skorygowaniu pH każdego z roztworów do wartości mniejszej od 7,5, dodano do każdego z nich nadtlenek wodoru, po czym każdy z roztworów wolno mieszano w czasie 30 minut i następnie pozostawiono odpowiednio w temperaturze 40 lub 60°C do całkowitego przereagowmia nadtlenku wodoru. Wszystkie roztwory uległy odbarwieniu w ponad 90%. Wydzielone osady odprowadzono do dalszej przeróbki. W tabeli I podano, dla każdego z oczyszczanych roztworów, ilość użytego nadtlenku wodoru i czas, po którym nastąpiło odbarwienie roztworu poddanego oczyszczaniu, w temperaturze 40°C i w temperaturze 60°C.The solutions of dyes such as helion blue FGLL, synthen ruby, synthen brown, direct black, pure acid green, acid black "Boruta", helactin blue, helactin red at a concentration of 100 mg / dm ^{3 were} subjected to purification. For this purpose, ferric chloride was added to each of these solutions, at a temperature of 40 ° C and 60 ° C, in such an amount that the amount of iron introduced into the solution was equal to 10 mg / dm ³ , and after adjusting the pH of each solution to the value less than 7.5, hydrogen peroxide was added to each of them, and each solution was slowly stirred for 30 minutes and then left at 40 or 60 ° C, respectively, until the hydrogen peroxide reacted completely. All solutions were more than 90% discolored. The separated sediments were discharged for further processing. Table I shows, for each of the solutions to be purified, the amount of hydrogen peroxide used and the time after which the discoloration of the solution to be purified occurred at 40 ° C and 60 ° C.

Tabela I.Table I.

Roztwór Solution Ilość dodanego nadtlenku wodoru w mg/dm³ ściekówAmount of hydrogen peroxide added in mg / dm ^{3 of} sewage Czas odbarwienia Time of discoloration 40°C 40 ° C 60°C 60 ° C błękit helionowy FGLL helion blue FGLL 680 680 >> 4 godziny >> 4 hours 2 godziny 2 hours rubin syntenowy synthene ruby 340 340 >> 4 godziny >> 4 hours 40 minut 40 minutes brunat syntenowy synthen brown 340 340 >> 4 godziny >> 4 hours 3,5 godziny 3.5 hours czerń bezpośrednia direct black 340 340 1 godzina 1 hour 20 minut 20 minutes zieleń kwasowa czysta pure acid green 340 340 3 godziny Three hours 40 minut 40 minutes czerń kwasowa „Boruta” acid black "Boruta" 340 340 6 minut 6 minutes 3 minuty 3 minutes błękit helaktynowy helactin blue 340 340 4 minuty 4 minutes 2 minuty 2 minutes czerwień helaktynowa helactin red 340 340 5 minut 5 minutes 2 minuty 2 minutes

Przykład II.Example II.

Oczyszczaniu poddano odcieki z produkcji barwników: brunatu syntenowego, czerni kwasowej „Boruta” i zieleni kwasowej czystej, o pH mniejszym od 7,5 i temperaturze 60°C.The effluents from the production of dyes: synthen brown, acid black "Boruta" and pure acid green, with a pH lower than 7.5 and a temperature of 60 ° C, were treated.

W tym celu do każdego z tych odcieków dodano roztwór FeCfi w takiej ilości, aby zawartość w nim żelaza była równa 50 mg/dm3 oraz nadtlenek wodoru w ilości 20 g/ dm3.For this purpose, a FeCfi solution was added to each of these leachates in such an amount that the iron content was equal to 50 mg / dm3 and hydrogen peroxide in the amount of 20 g / dm3.

Po 20 godzinach każdy z odcieków uległ odbarwieniu w 95 %. Wydzielone osady odprowadzono do dalszej przeróbki.After 20 hours, each of the leachates was 95% discolored. The separated sediments were discharged for further processing.

Odbarwieniu towarzyszyło obniżenie ogólnego węgla organicznego (TOC) dla: odcieku brunatu syntenowego - z 7300 do 5100 mg/dm3 odcieku czerni kwasowej - z 3300 do 1400 mg/dm3 odcieku zieleni kwasowej czystej - z5190do3750 mg/ dm3.The discoloration was accompanied by a decrease in total organic carbon (TOC) for: synthen brown leachate - from 7300 to 5100 mg / dm3 acid black leachate - from 3300 to 1400 mg / dm3 pure acid green leachate - from 5190 to 3750 mg / dm3.

190 544190 544

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 50 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claim

A method of treating wastewater containing organic dyes using the oxidation process with hydrogen peroxide in the presence of iron salts, characterized in that the wastewater is simultaneously oxidized with hydrogen peroxide and coagulated in the presence of iron (III) salts, preferably iron (III) chloride, at a pH lower than 7.5 at a temperature of 40-60 ° C, with slow stirring during the first 30 minutes of the process, and then the mixture is left at the same, elevated temperature for the time needed for the hydrogen peroxide to react, possibly resulting from sludge oxidation and coagulation is processed by known methods, the iron salts are used in such an amount that the amount of iron introduced to the sewage is 10-50 g / m ^{3 of} sewage, and hydrogen peroxide is used in the amount of 3 - 7 g per 1 g of organic carbon contained in wastewater.