RU2064446C1

RU2064446C1 - Method for treatment of sewage to remove organic substances

Info

Publication number: RU2064446C1
Application number: RU94005157A
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Тетерина; С.М. Адеев; А.В. Радушев; С.Д. Плюснин
Original assignee: Акционерное общество "Уральский научно-исследовательский и проектный институт галургии"
Priority date: 1994-02-14
Filing date: 1994-02-14
Publication date: 1996-07-27

Abstract

FIELD: sewage treatment in petrochemical, chemical and other industries. SUBSTANCE: treatment is carried out at pH 5-7, first, with ferric chloride, then, with salts of synthetic acids with hydrocarbon radical exceeding C₂₁ with subsequent flotation. Treatment with reagents is conducted at stirring and flotation in pneumatic flotator of column type. EFFECT: provision of practically full removal of aromatic hydrocarbons and reduction of chemical oxygen demand to the level of maximum allowable concentration. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод от органических веществ, например ароматических (этилбензола, стирола, толуола, а также масляных альдегидов, генсанола, бутиловых спиртов и др.), и может быть использовано в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности. The invention relates to the purification of industrial wastewater from organic substances, for example aromatic (ethylbenzene, styrene, toluene, but also oil aldehydes, gensanol, butyl alcohols, etc.), and can be used in petrochemical, chemical and other industries.

Известны способы очистки сточных вод, содержащих органические вещества нефтехимических производств, основанные на использовании механических, физико-химических и биохимических методов и их сочетаний. Из физико-химических методов широкое распространение имеет флотационный, в частности электрофлотация, напорная флотация в сочетании с реагентной обработкой, чаще всего с применением коагулянтов и флокулянтов [1] Флотационный метод особенно перспективен при использовании замкнутого водооборота, так как мало влияет на солевой состав очищенных сточных вод [1]
Однако для ряда сложных систем метод напорной флотации в сочетании с реагентной обработкой коагулянтом и флокулянтом оказывается недостаточно эффективным.Known methods for treating wastewater containing organic substances from petrochemical plants based on the use of mechanical, physico-chemical and biochemical methods and their combinations. Of the physical and chemical methods, flotation, in particular electroflotation, pressure flotation in combination with reagent treatment, most often with the use of coagulants and flocculants, is widespread [1] The flotation method is especially promising when using closed water circulation, since it has little effect on the salt composition of the treated waste waters [1]
However, for a number of complex systems, the pressure flotation method in combination with reagent treatment with a coagulant and flocculant is not effective enough.

Известны также способы очистки путем реагентной обработки нефтесодержащих сточных вод с последующим отстаиванием водных растворов [2] или флотацией, в которых в качестве реагентов используются реагенты-собиратели [3]
Недостатком этих способов является низкая эффективность очистки сточных вод, например, от ароматических углеводородов.There are also known methods of purification by reagent treatment of oily wastewater followed by sedimentation of aqueous solutions [2] or flotation, in which reagent-collectors are used as reagents [3]
The disadvantage of these methods is the low efficiency of wastewater treatment, for example, of aromatic hydrocarbons.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки сточных вод нефтехимических производств, включающий обработку коагулянтом основным хлоридом алюминия с доследующим отстаиванием водного раствора [4]
Недостатком способа является низкая степень очистки сточных вод от органических веществ (эффективность очистки по критерию биологическая потребность в кислороде ( БПК) составляет 65,8 86,3).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a method of wastewater treatment of petrochemical plants, including coagulant treatment with basic aluminum chloride followed by sedimentation of an aqueous solution [4]
The disadvantage of this method is the low degree of wastewater purification from organic substances (purification efficiency by the criterion of biological oxygen demand (BOD) is 65.8 86.3).

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в снижении Бледного воздействия сточных вод нефтехимических производств на окружающую среду за счет обеспечения в водных сбросах концентрации органических веществ, в частности, ароматических углеводородов не выше значений предельно допустимых концентраций (ПДК), например, по критерию химической потребности в кислороде (ХПК). The technical result of the proposed invention is to reduce the Pale effect of wastewater from petrochemical plants on the environment by ensuring that the concentration of organic substances in water discharges, in particular aromatic hydrocarbons, is not higher than the maximum permissible concentrations (MPC), for example, by the criterion of chemical oxygen demand ( COD).

Данный технический результат достигается тем, что, в способе очистки сточных вод от органических веществ, включающем обработку их коагулянтом, хлоридом железа и флокулянтом, и последующую флотацию, обработку реагентами ведут при рН 5-7, а в качестве реагента флокулянта-собирателя используют соли синтетических жирных кислот с длиной углеводородного радикала более C₂₁, причем соль синтетических жирных кислот вводят в сточные воды в количестве 0,25 0,5 мг/мг вводимого иона железа.This technical result is achieved by the fact that, in a method of treating wastewater from organic substances, including treating them with a coagulant, iron chloride and flocculant, and subsequent flotation, treatment with reagents is carried out at pH 5-7, and synthetic salts are used as a flocculant-collector reagent fatty acids with a hydrocarbon radical length of more than C ₂₁ , and the salt of synthetic fatty acids is introduced into waste water in an amount of 0.25 to 0.5 mg / mg of the introduced iron ion.

При очистке сточных вод, содержащих значительные величества органических веществ, их обрабатывают в условиях перемешивания при равновесной концентрации ионов водорода рН 5 7 первоначально хлоридом Fe(III), затем натриевыми мылами, синтетических жирных кислот (СЖК) с длиной углеводородной цепи выше С₂₁ и затем проводят флотацию.When treating wastewater containing significant majesties of organic substances, they are treated under stirring conditions at an equilibrium concentration of hydrogen ions, pH 5 7, initially with Fe (III) chloride, then with sodium soaps, synthetic fatty acids (FFA) with a hydrocarbon chain length above C ₂₁ and then carry out flotation.

При этом соли Fe(Ш) в условиях равновесной концентрации ионов водорода рН 54,7 образуют коллоидные частицы мицеллы гидроокиси железа, являющиеся носителем при флотации органических веществ. Последующее введение эмульсии натриевых мыл СЖК с длиной радикала выше C₂₁, приводит к частичному образованию анионов RСОО^-, что способствует флокуляции и гидрофобизации гидрооксидов железа и их эффективному закреплению на пузырьках воздуха при флотации.In this case, Fe (III) salts under conditions of equilibrium concentration of hydrogen ions of pH 54.7 form colloidal particles of iron hydroxide micelles, which are the carrier during the flotation of organic substances. The subsequent introduction of an emulsion of sodium FLC soaps with a radical length longer than C ₂₁ leads to the partial formation of RCOO ^- anions, which contributes to flocculation and hydrophobization of iron hydroxides and their effective fixation on air bubbles during flotation.

Кроме того, при флотации имеет место закрепление органических, особенно поверхностно-активных веществ (ПАВ), на границе "жидкость-газ", что повышает, например, по сравнению с отстаиванием эффективность очистки сточных вод от органических веществ. In addition, during flotation, organic, especially surfactants, are fixed at the liquid-gas interface, which increases, for example, compared to settling, the efficiency of wastewater treatment from organic substances.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Очистку сточных вод нефтехимических производств проводят, используя сочетание предварительной реагентной обработки и последующей флотации. Процесс флотационной очистки выполняют в пневматической колонной машине, например, во флотомашине чанового типа, разработанной институтом Гинцветмет (г. Москва). Флотация осуществляется при количестве диспергируемого воздуха 0,5 м^З/мин•м^З объема камеры.Wastewater treatment of petrochemical industries is carried out using a combination of pre-reagent treatment and subsequent flotation. The flotation cleaning process is carried out in a pneumatic column machine, for example, in a tank type flotation machine developed by the Gintsvetmet Institute (Moscow). Flotation is carried out when the amount of dispersible air is 0.5 m ³ / min • m ³ chamber volume.

В качестве реагента для образования гидроксидов железа, а также коагулянта используют 10-ный водный раствор хлорида Fe(III), а в качестве флокулянта и гидрофобизатора натриевые мыла СЖК, содержащиеся, например, в водоэмульсионной синтетической пасте "ЭМКО" (IУ 38.302-30-51-92) в количестве 0,25 0,5 мг/мг введенного Fe(III). Количество вводимого хлорида железа зависит от концентрации органических веществ в сточных водах и от их состава. As a reagent for the formation of iron hydroxides, as well as a coagulant, a 10% aqueous solution of Fe (III) chloride is used, and as a flocculant and a hydrophobizing agent, SFA soaps contained, for example, in EMCO water-based synthetic paste (IU 38.302-30- 51-92) in an amount of 0.25 0.5 mg / mg introduced Fe (III). The amount of iron chloride introduced depends on the concentration of organic substances in the wastewater and on their composition.

Сточные воды при рН 5 7 в условиях перемешивания, например в механической мешалке, обрабатывают хлорным железом. Ори этом рН понижается, поэтому вновь доводят до рН 5 7 щелочью и затем вводят водную эмульсию натриевых мыл СЖК. Общее время реагентной обработки не более 4 мин. После кондиционирования с реагентами водные растворы разделяют флотацией в пневматических флотоаппаратах колонного типа. Wastewater at pH 5 7 under stirring conditions, for example in a mechanical stirrer, is treated with ferric chloride. In this case, the pH decreases; therefore, it is again brought to pH 5 with alkali and then an aqueous emulsion of FFA sodium soaps is introduced. The total reagent treatment time is not more than 4 minutes. After conditioning with reagents, aqueous solutions are separated by flotation in a pneumatic column type flotation apparatus.

Пример 1. В механическую мешалку подают сточные воды узла щелочной очистки установки пиролиза этилена и пропилена с рН 12,5, содержащие ароматические углеводороды 2,3 мг/л, в частности 1,4 мг/л бензола и 0,9 мг/л толуола, а также нефтепродукты, полимеры, взвешенные вещества и др. ХПК сточных вод 1920 мг О₂/л. Добавлением H₂SO₄ доводят рН до 5 7 и вводят FeCl₃ в количестве 0,43 на на 1 м^З стоков. Понижение рН корректируют добавлением щелочи до рН 5 7, после чего кондиционируют 1 - 2 мин. Затем добавляют водную эмульсию натриевого мыла СЖК с длиной радикала выше C₂₁ из расчета 0,35 мг/мг Fe(III), кондиционируют 1 2 мин и проводят флотацию в лабораторной пневматической колонной машине в течение 30 мин. Ценный продукт идет на фильтрационную установку или отстаивание, а очищенной вода сбрасывается в горколлектор или используется повторно. Содержание Fе(III) составило 0,84 мг/л. Химический состав очищенной воды и эффективность очистки представлены в таблице.Example 1. Wastewater of an alkaline treatment unit of an ethylene and propylene pyrolysis unit with a pH of 12.5, containing aromatic hydrocarbons of 2.3 mg / l, in particular 1.4 mg / l of benzene and 0.9 mg / l of toluene, is fed into a mechanical mixer as well as petroleum products, polymers, suspended solids and other COD wastewater 1920 mg O ₂ / L. By adding H ₂ SO _{4, the} pH was adjusted to 5 7 and FeCl _{3 was} added in an amount of 0.43 per 1 m ^{3 of} effluent. The decrease in pH is corrected by the addition of alkali to pH 5 7, after which it is conditioned for 1 - 2 minutes. Then add an aqueous emulsion of sodium FLC soap with a radical length greater than C ₂₁ at the rate of 0.35 mg / mg Fe (III), condition for 1 2 min and flotate in a laboratory pneumatic column machine for 30 min. Valuable product goes to the filtration plant or sedimentation, and purified water is discharged into the collector or reused. The content of Fe (III) was 0.84 mg / L. The chemical composition of purified water and the cleaning efficiency are presented in the table.

Пример 2. В механическую мешалку подают сточные воды производства этилена и пропилена, очищенные от легких масел, с рН 6,9, содержащие ароматические углеводороды 1246,8 мг/л, в том числе бензол 680,7, толуол 376,3, этилбензол 117,0, стирол 72,8, имеющие ХПК 748 мг О₂/л, а также нефтепродукты и др. органические вещества, ХПК сточных вод 748 мг О₂/л. Добавлением H₂SO₄ или NaOH доводят рН до 5 7, и вводят FeCl₃ в количестве 0,5 кг на 1 м^З стонов. Понижение рН корректируют добавлением щелочи до рН 5 7, после чего кондиционируют 1 2 мин. Затем добавляют водную эмульсию натриевого мыла СЖК с длиной радикала выше C₂₁ из расчета 0,275 мг/мг Fe(III), кондиционируют 1 2 мин и в лабораторной пневматической колонной машине проводят флотацию в течение 20 мин. Пенный продукт идет на фильтрационную установку или отстаивание, а очищенная вода сбрасывается в горколлектор или используется повторно. Химический состав очищенной воды и эффективность очистки представлены в таблице.Example 2. In a mechanical mixer serves wastewater produced by ethylene and propylene, purified from light oils, with a pH of 6.9, containing aromatic hydrocarbons 1246.8 mg / l, including benzene 680.7, toluene 376.3, ethylbenzene 117 , 0, styrene 72.8, having a COD of 748 mg O ₂ / L, as well as petroleum products and other organic substances, COD of wastewater 748 mg O ₂ / L. By adding H ₂ SO ₄ or NaOH, the pH was adjusted to 5 7, and FeCl _{3 was} added in an amount of 0.5 kg per 1 m ³ moans. The decrease in pH is corrected by the addition of alkali to pH 5 7, after which they are conditioned for 1 2 min. Then add an aqueous emulsion of sodium FFA soap with a radical length greater than C ₂₁ at the rate of 0.275 mg / mg Fe (III), condition for 1 2 min and flotate in a laboratory pneumatic column machine for 20 min. The foam product goes to the filtration unit or settling, and the purified water is discharged into the collector or reused. The chemical composition of purified water and the cleaning efficiency are presented in the table.

Аналогичные результаты получены при очистке смеси сточных вод производства этилбензола, стирола и производства этилена и пропилена АО "Нефтехимия", где концентрация ароматических углеводородов составляла 57,4 мг/л, а очищенные стоки содержали 0,7 мг/л (эффективность очистки 98,9), а также сточных вод площадки производства бутиловых спиртов, масляных альдегидов и этилгексанола, где содержание спиртов в очищенной воде снижено с 36,9 мг/л до следов, а ХПК с 104 до 28 мг О₂/л.Similar results were obtained when treating a mixture of wastewater from the production of ethylbenzene, styrene and the production of ethylene and propylene by Neftekhimiya JSC, where the concentration of aromatic hydrocarbons was 57.4 mg / l and the treated effluent contained 0.7 mg / l (purification efficiency 98.9 ), as well as the wastewater of the site for the production of butyl alcohols, butyric aldehydes and ethylhexanol, where the alcohol content in purified water is reduced from 36.9 mg / l to traces, and COD from 104 to 28 mg O ₂ / l.

Использование предлагаемого способа очистки сточных вод нефтехимических производств взамен известных позволяет обеспечить высокую степень очистки сточных вод от ароматических углеводородов при снижении ХПК в очищенной воде до требований ПДК в условиях использования нетоксичных и недефицитных реагентов. Using the proposed method for wastewater treatment of petrochemical plants instead of the known ones, it is possible to provide a high degree of wastewater treatment from aromatic hydrocarbons while reducing COD in purified water to the MPC requirements under the conditions of using non-toxic and non-deficient reagents.

Claims

1. The method of purification of wastewater from organic substances by treatment with a coagulant and a flocculant followed by phase separation, characterized in that iron (III) chloride is used as a coagulant, and synthetic fatty acids with a hydrocarbon radical length of more than C ₂₁ are used as a flocculant, purification is carried out at pH 5-7, and phase separation is carried out by flotation.

2. The method according to claim 1, characterized in that the salts of synthetic fatty acids are administered in an amount of 0.25-0.5 mg / mg Fe (III).