RU2108977C1

RU2108977C1 - Method of removing phenol from waste water

Info

Publication number: RU2108977C1
Application number: RU92015768A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Дмитриевич Медведев; Виктор Алексеевич Аболенцев; Сергей Владимирович Коробцев; Валерий Леонардович Ширяевский
Original assignee: Дмитрий Дмитриевич Медведев; Виктор Алексеевич Аболенцев; Сергей Владимирович Коробцев; Валерий Леонардович Ширяевский
Priority date: 1992-12-30
Filing date: 1992-12-30
Publication date: 1998-04-20

Abstract

FIELD: waste water treatment. SUBSTANCE: to remove phenol and its derivatives from waste water, over the surface of the latter under constant stirring, electric discharge is kindled. EFFECT: reduced power consumption.

Description

Изобретение относится к области очистки сточных вод, в частности, к очистке сточных вод от фенола и его производных. The invention relates to the field of wastewater treatment, in particular, to wastewater treatment from phenol and its derivatives.

Известны способы очистки сточных вод от органических соединений путем облучения их УФ-излучением в присутствии фотокатализаторов и фотосенсибилизаторов [1-3]. Known methods for treating wastewater from organic compounds by irradiating them with UV radiation in the presence of photocatalysts and photosensitizers [1-3].

Недостатком предлагаемых способов [1-3] является необходимость использования катализаторов и фотосенсибилизаторов, без которых реакции с фенолами либо совсем не идут, либо идут с очень низким квантовым выходом. Очевидно, что использование дополнительных реагентов создает новые проблемы по очистке вод от добавок. К тому же производительность фотохимических реакций в большем масштабе низка из-за их селективности, т.е. возможности использования малой доли энергии излучательной энергии источника. The disadvantage of the proposed methods [1-3] is the need to use catalysts and photosensitizers, without which reactions with phenols either do not go at all, or go with a very low quantum yield. Obviously, the use of additional reagents creates new problems in treating water from additives. Moreover, the productivity of photochemical reactions on a larger scale is low due to their selectivity, i.e. the possibility of using a small fraction of the energy of the radiative energy of the source.

В отличие от [1-3] способ очистки сточных вод от органических примесей [4] заключается в озонировании фенола и его производных в воде в сочетании с γ -облучением. Эффективность этого способа очистки достаточно высока, однако очевидна сложность его реализации - наличие γ -источника, а также организация подачи O₃ в очищаемую среду в нужной концентрации.In contrast to [1-3], the method of purification of wastewater from organic impurities [4] consists in the ozonation of phenol and its derivatives in water in combination with γ-irradiation. The effectiveness of this cleaning method is quite high, however, the difficulty of its implementation is obvious - the presence of a γ source, as well as the organization of the supply of O ₃ into the medium to be cleaned in the desired concentration.

Существует также способ очистки воды от примеси фенола при помощи импульсного высоковольтного электрического разряда в воде [5], однако помимо технологических сложностей этот способ отличается очень низкой степенью очистки от фенолов. There is also a method of purifying water from phenol impurities using a pulsed high-voltage electric discharge in water [5], however, in addition to technological difficulties, this method has a very low degree of purification from phenols.

Наиболее близким к предлагаемому способу очистки сточных вод от органических примесей является способ на основе импульсного электрического разряда по поверхности раздела воздуха - вода [6]. Closest to the proposed method of wastewater treatment from organic impurities is a method based on a pulsed electric discharge at the air-water interface [6].

Разряд такого типа называется обычно скользящим разрядом и его параметры сильно зависят от типа поверхности, вдоль которой этот разряд организован. Характеристики такого разряда могут быть оптимизированными в случае применения специально разработанных керамик или эмалей, однако сточная вода не является оптимальным диэлектриком для скользящего разряда. Вследствие этого энергозатраты на окисление фенола в скользящем разряде по поверхности раздела воздух - вода оказываются чрезвычайно высокими и в описанном примере [6] достигают 1000 эВ. A discharge of this type is usually called a sliding discharge, and its parameters strongly depend on the type of surface along which this discharge is organized. The characteristics of such a discharge can be optimized in the case of using specially developed ceramics or enamels, however, wastewater is not an optimal dielectric for a sliding discharge. As a result of this, the energy consumption for the phenol oxidation in a sliding discharge along the air – water interface is extremely high and reaches 1000 eV in the described example [6].

Предлагаемое техническое решение по очистке сточных вод от органических примесей, в частности от примесей фенолов, основано на применении импульсного коронного разряда в газе над поверхностью жидкости. Электрическое поле в этом случае направлено не вдоль поверхности воды как в [6], а перпендикулярно ей. Такая геометрия разряда позволяет заведомо исключить потери энергии, связанные с утечками тока через проводящую воду, неизбежные в случае применения скользящего разряда вдоль поверхности воды. Кроме того, известно, что импульсный коронный разряд в газе обладает уникальными характеристиками, позволяющими наиболее энергетически эффективно производить активные частицы, такие как озон, атомарный кислород, OH, HO₂, и другие, участвующие в окислении фенола в воде. Если удается решить проблему транспорта активных частиц из газовой фазы в жидкость, то в таком разряде удается добиться окисления фенола в воде с минимальными энергозатратами.The proposed technical solution for wastewater treatment from organic impurities, in particular from phenol impurities, is based on the use of a pulsed corona discharge in a gas above the surface of a liquid. In this case, the electric field is directed not along the water surface as in [6], but perpendicular to it. Such a discharge geometry makes it possible to deliberately exclude energy losses associated with current leaks through conducting water, which are unavoidable in the case of a sliding discharge along the surface of the water. In addition, it is known that a pulsed corona discharge in a gas has unique characteristics that make it possible to most energetically produce active particles, such as ozone, atomic oxygen, OH, HO ₂ , and others involved in the oxidation of phenol in water. If it is possible to solve the problem of the transport of active particles from the gas phase to the liquid, then in this discharge it is possible to achieve the oxidation of phenol in water with minimal energy consumption.

Предлагаемое техническое решение не требует ни присутствия катализатора или сенсибилизатора в очищаемой среде, ни источника радиации. Это чисто электроразрядный способ очистки сточных вод и энергозатраты на очистку сточной воды от примеси фенола и энергозатраты на очистку при таком способе оказываются минимальными. The proposed technical solution does not require either the presence of a catalyst or sensitizer in the cleaned environment, or a radiation source. This is a purely electric-discharge method for treating wastewater and energy consumption for treating wastewater from phenol impurities, and energy consumption for treating with this method is minimal.

Способ очистки сточных вод от фенола и его производных заключается в том, что над поверхностью постоянно перемешиваемой водной массы зажигают электрический разряд. При этом в зоне разряда образуются активные частицы, попадающие затем в воду и разлагающие фенол и его производные. A method of treating wastewater from phenol and its derivatives is that an electric discharge is ignited above the surface of a constantly stirred water mass. In this case, active particles are formed in the discharge zone, which then fall into the water and decompose phenol and its derivatives.

Предлагаемый способ прост, эффективен, легкодоступен. The proposed method is simple, effective, readily available.

Пример выполнения. Импульсный коронный разряд зажигали над поверхностью непрерывно перемешиваемого раствора фенола в воде. Execution example. A pulsed corona discharge was ignited above the surface of a continuously stirred solution of phenol in water.

Характеристики разряда:
Пиковое межэлектродное напряжение (напряжение между высоковольтным электродом и поверхностью воды) - 50 кВ
Расстояние между высоковольтным электродом и поверхностью воды - 4 см
Длительность импульса - 100 нс
Частота импульсов - 250 Гц
За 10 и 30 мин обработки раствора фенола в воде (концентрация 1200 мг/л) таким способом была достигнута 50% и 70%-ная очистка от фенола при энергозатратах соответственно 10 и 40 эВ на молекулу фенола.Discharge characteristics:
Peak interelectrode voltage (voltage between the high-voltage electrode and the surface of the water) - 50 kV
The distance between the high-voltage electrode and the surface of the water is 4 cm
Pulse Duration - 100 ns
Pulse frequency - 250 Hz
After 10 and 30 minutes of treating the phenol solution in water (concentration of 1200 mg / l) in this way, 50% and 70% purification of phenol was achieved with energy consumption of 10 and 40 eV, respectively, per phenol molecule.

Использованная литература
1. PCT. 089/08079, кл. С 02 F 1/32 от 08.09.89 г.References
1. PCT. 089/08079, class S 02 F 1/32 dated 09/08/89

2. Chemosphere 1987, 16(4), 861-94. 2. Chemosphere 1987, 16 (4), 861-94.

3. Bull. Enviroment. Contam. Toxical 1985, 34(1), 89-95. 3. Bull. Enviroment. Contam. Toxical 1985, 34 (1), 89-95.

4. Pol. P1 N 145961, C 02 F 1/78, от 31.01.89. 4. Pol. P1 N 145961, C 02 F 1/78, dated 1/31/89.

5. А.С. СССР N 259711, кл. C 02 F 1/48, 1973. 5. A.S. USSR N 259711, class C 02 F 1/48, 1973.

6. А.С. СССР N 514548, кл. C 02 F 1/48, 1977. 6. A.S. USSR N 514548, class C 02 F 1/48, 1977.

Claims

A method of treating wastewater from phenol under the influence of an electric discharge, characterized in that the electric discharge is ignited above the surface of the treated water.