RU2135419C1 - Method of removing organic impurities from sewage - Google Patents

Method of removing organic impurities from sewage Download PDF

Info

Publication number
RU2135419C1
RU2135419C1 RU98102056A RU98102056A RU2135419C1 RU 2135419 C1 RU2135419 C1 RU 2135419C1 RU 98102056 A RU98102056 A RU 98102056A RU 98102056 A RU98102056 A RU 98102056A RU 2135419 C1 RU2135419 C1 RU 2135419C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen peroxide
sewage
organic impurities
organic
purification
Prior art date
Application number
RU98102056A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.А. Рязанцев
А.А. Батоева
Д.Б. Жалсанова
Original Assignee
Байкальский институт природопользования Сибирского отделения РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Байкальский институт природопользования Сибирского отделения РАН filed Critical Байкальский институт природопользования Сибирского отделения РАН
Priority to RU98102056A priority Critical patent/RU2135419C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2135419C1 publication Critical patent/RU2135419C1/en

Links

Abstract

FIELD: oxidative destruction of organic contaminations of natural and circulating water and sewage. SUBSTANCE: sewage is passed from mixture of iron chip and carbon- containing material in the presence of atmospheric air and hydrogen peroxide. Oxidative destruction catalyst includes iron compounds generated directly during purification process. In this case, organic impurities are oxidized with molecular oxygen and oxidation is activated by using H2O2/Fe2+, and hydrogen peroxide is used in amount of 30-40% of stoichiometric amount desired. EFFECT: greater efficiency of water purification process and reduced cost for carrying it into effect. 2 cl, 4 ex

Description

Изобретение относится к способам окислительной деструкции органических загрязнений природных, оборотных и сточных вод и может быть использовано в очистке природных и сточных вод от нефтепродуктов, пестицидов, хлорорганических, нитроароматических соединений, красителей и других веществ, опасных для здоровья человека и окружающей среды. The invention relates to methods for the oxidative destruction of organic pollutants of natural, circulating and wastewater and can be used in the purification of natural and wastewater from oil products, pesticides, organochlorine, nitroaromatic compounds, dyes and other substances hazardous to human health and the environment.

Известен способ очистки сточных вод от органических загрязнений реактивом Фентона с использованием катализатора - сульфата железа (II) [1]. Удельный расход пероксида водорода на деструкцию фенольных соединений составил 39,0 моль/моль при содержании Fe+2 400 мг/л, исходных концентрациях фенольных соединений 30-40 мг/л, времени реакции - 60 минут, pH 3,0.A known method of treating wastewater from organic pollution with Fenton's reagent using a catalyst - iron (II) sulfate [1]. The specific consumption of hydrogen peroxide for the destruction of phenolic compounds was 39.0 mol / mol with an Fe content of +2 400 mg / L, initial concentrations of phenolic compounds 30-40 mg / L, reaction time 60 minutes, pH 3.0.

Недостатками способа являются повышенный расход окислителя и катализатора, а также длительность процесса деструкции. The disadvantages of the method are the increased consumption of oxidizing agent and catalyst, as well as the duration of the destruction process.

Известен способ окислительной деструкции органических загрязнений кислородом воздуха и пероксидом водорода с использованием углей, имеющих связанные в поверхностные комплексы каталитически активные ионы металлов (Fe(II), Fe(III) [2]. При этом степень очистки по фенолу достигает 88% при исходной концентрации 10-50 мг/л и времени контакта - более 60 минут. A known method of oxidative destruction of organic pollutants with oxygen and hydrogen peroxide using coals having catalytically active metal ions bound to surface complexes (Fe (II), Fe (III) [2]. The degree of purification by phenol reaches 88% at the initial concentration 10-50 mg / l and contact time - more than 60 minutes.

Недостатками способа является необходимость предварительной подготовки гетерогенных катализаторов, недостаточная степень очистки по органическим загрязнениям и продолжительность процесса деструкции. The disadvantages of the method are the need for preliminary preparation of heterogeneous catalysts, insufficient degree of purification by organic contaminants and the duration of the destruction process.

Наиболее близким к предлагаемому по сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод от органических примесей обработкой пероксидом водорода в присутствии железосодержащего катализатора - сидерита [3] . Степень очистки сточных вод от фенола через 1 час после введения реагентов достигает 99,8% при исходной концентрации 0,05 моль/л и удельном расходе пероксида водорода 30 моль/моль. The closest to the proposed in essence and the achieved result is a method of treating wastewater from organic impurities by treatment with hydrogen peroxide in the presence of an iron-containing catalyst - siderite [3]. The degree of purification of wastewater from phenol 1 hour after the introduction of the reagents reaches 99.8% at an initial concentration of 0.05 mol / L and a specific consumption of hydrogen peroxide of 30 mol / mol.

Недостатками данного способа являются повышенный расход окислителя и длительность процесса деструкции. The disadvantages of this method are the increased consumption of the oxidizing agent and the duration of the destruction process.

Цель изобретения - сокращение продолжительности, снижение удельного расхода окислителя и упрощение процесса при сохранении высокой степени очистки воды от органических соединений за счет каталитической деструкции в процессе гальванокоагуляции в присутствии пероксида водорода. The purpose of the invention is to reduce the duration, reduce the specific consumption of the oxidizing agent and simplify the process while maintaining a high degree of purification of water from organic compounds due to catalytic destruction in the process of galvanocoagulation in the presence of hydrogen peroxide.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки сточной воды от органических примесей, включающем ее пропускание с предварительно введенным кислородом и пероксидом водорода через загрузку из смеси железной стружки и углеродсодержащего материала, в качестве катализатора окислительной деструкции используют соединения железа, генерируемые непосредственно в процессе очистки, при этом происходит окисление органических примесей молекулярным кислородом, активированное с помощью пары H2O2/Fe+2, а пероксид водорода берут в количестве 20-40% от стехиометрически необходимого.This goal is achieved by the fact that in the method of purification of wastewater from organic impurities, including passing it with pre-introduced oxygen and hydrogen peroxide through a charge from a mixture of iron chips and carbon-containing material, iron compounds generated directly during the purification process are used as an oxidation degradation catalyst, while organic impurities are oxidized with molecular oxygen, activated by a pair of H 2 O 2 / Fe +2, and the hydrogen peroxide taken in koliches ve 20-40% of the stoichiometric requirement.

Сущность изобретения заключается в жидкофазной окислительной деструкции органических загрязнителей, присутствующих в воде, методом гальванокоагуляции в присутствии пероксида водорода. The essence of the invention lies in the liquid-phase oxidative destruction of organic pollutants present in water by galvanocoagulation in the presence of hydrogen peroxide.

В результате работы короткозамкнутого гальванического элемента Fe-C происходит растворение железа и его интенсивное окисление до Fe(II,III). При добавлении в обрабатываемую воду пероксида водорода в процессе гальванокоагуляции реализуются условия для существования в проточном режиме системы Фентона Fe+2-H2O2:
Fe0 - 2e ---> Fe2+
Fe2+ + H2O2 ---> Fe3+ + НО. + OH-
Fe2+ +.OH ---> Fe3+ + OH-
.OH + H2O2 ---> HO2. + H2O
При этом влияние O2 осуществляется не через исходные компоненты, а через промежуточные продукты, образующиеся в системе Fe2+ -H2O2-S (S - органический субстрат). Первичным продуктом окисления органических веществ реагентом Фентона является субстратный радикал R α , который обладает восстановительными свойствами и, следовательно, эффективно реагирует с O2:
R α +O2→ RO 2
Как показали эксперименты, для эффективного протекания процессов деструкции органических примесей достаточно ввести в раствор всего 20 - 30% требуемого по стехиометрии количества пероксида водорода, что свидетельствует о том, что пероксид водорода расходуется только на активирование окисляемых субстратов с образованием промежуточных радикалов, которые затем окисляются кислородом воздуха. Необходимое для окисления органических субстратов количество оксильных радикалов образуется при взаимодействии ионов Fe(II), непрерывно генерируемых в процессе окисления железного скрапа, с молекулярным кислородом. Дополнительно окислительные процессы интенсифицируются каталитическим взаимодействием оксильных радикалов и кислорода с окисляемыми субстратами на поверхности углеродсодержащего материала, модифицированного ионами железа.
As a result of the operation of the short-circuited Fe-C galvanic cell, iron is dissolved and intensively oxidized to Fe (II, III). When hydrogen peroxide is added to the treated water during galvanic coagulation, the conditions for the existence of the Fenton system Fe + 2 -H 2 O 2 are realized in flow mode:
Fe 0 - 2e ---> Fe 2+
Fe 2+ + H 2 O 2 ---> Fe 3+ + HO . + OH -
Fe 2+ + . OH ---> Fe 3+ + OH -
. OH + H 2 O 2 ---> HO 2 . + H 2 O
Moreover, the influence of O 2 is carried out not through the initial components, but through the intermediate products formed in the Fe 2+ -H 2 O 2 -S system (S is an organic substrate). The primary product of the oxidation of organic substances by Fenton's reagent is the substrate radical R α , which has reducing properties and, therefore, effectively reacts with O 2 :
R α + O 2 → RO 2
As experiments have shown, for the efficient process of destruction of organic impurities to occur, it is enough to introduce only 20-30% of the amount of hydrogen peroxide required by stoichiometry into the solution, which indicates that hydrogen peroxide is used only to activate oxidizable substrates with the formation of intermediate radicals, which are then oxidized by oxygen air. The amount of oxide radicals necessary for the oxidation of organic substrates is formed during the interaction of Fe (II) ions, continuously generated during the oxidation of iron scrap, with molecular oxygen. In addition, oxidative processes are intensified by the catalytic interaction of oxidizing radicals and oxygen with oxidizable substrates on the surface of a carbon-containing material modified with iron ions.

Способ подтверждается следующими примерами:
Пример 1. Модельные растворы с исходной концентрацией n-фенилендиамина 20 мг/л подвергают гальванокоагуляционной обработке без добавления пероксида водорода и в его присутствии, взятого в требуемом по стехиометрии количестве. Продолжительность контакта загрузки с раствором составляет 5 мин. Эффект очистки без добавления окислителя составляет 20%. После гальванокоагуляции в присутствии пероксида водорода n-фенилендиамин не обнаружен.
The method is confirmed by the following examples:
Example 1. Model solutions with an initial concentration of n-phenylenediamine 20 mg / l are subjected to galvanocoagulation without the addition of hydrogen peroxide and in its presence, taken in the amount required by stoichiometry. The duration of contact of the download with the solution is 5 minutes The cleaning effect without the addition of an oxidizing agent is 20%. After galvanic coagulation in the presence of hydrogen peroxide, n-phenylenediamine was not detected.

Пример 2. Модельные растворы, содержащие пирокатехин в концентрациях 20 мг/л, подвергают гальванокоагуляционной обработке без добавления пероксида водорода и в его присутствии. Расход пероксида водорода по стехиометрии составляет 14 моль/моль. Продолжительность обработки 5 мин. Эффект очистки в отсутствии пероксида водорода составляет 50%, в случае обработки с добавлением пероксида водорода пирокатехин не обнаружен. Example 2. Model solutions containing pyrocatechol in concentrations of 20 mg / l are subjected to galvanic coagulation treatment without the addition of hydrogen peroxide and in its presence. The stoichiometry consumption of hydrogen peroxide is 14 mol / mol. Processing time 5 min. The cleaning effect in the absence of hydrogen peroxide is 50%; in the case of treatment with the addition of hydrogen peroxide, pyrocatechol was not found.

Пример 3. Модельные растворы фенола с исходной концентрацией 20 мг/л подвергают гальванокоагуляционной обработке в присутствии пероксида водорода. Продолжительность контакта 5 мин. После гальванокоагуляционной обработки с добавлением пероксида водорода в количестве 30-100% от стехиометрически необходимого фенол не обнаружен. Example 3. Model solutions of phenol with an initial concentration of 20 mg / l are subjected to galvanic coagulation treatment in the presence of hydrogen peroxide. Contact duration 5 min. After galvanic coagulation treatment with the addition of hydrogen peroxide in an amount of 30-100% of the stoichiometrically necessary phenol was not detected.

Пример 4. Проводят гальванокоагуляционную очистку промывных вод окислительного крашения меховой овчины в черный цвет, содержащих 19 мг/л окислительных красителей, без добавления пероксида водорода и в его присутствии. Продолжительность обработки 30 мин. Степень очистки без добавления пероксида водорода составляет 44%, в то время как эффективность очистки в его присутствии составляет 83%. Example 4. Conduct galvanic coagulation treatment of washing water of oxidative dyeing of sheepskin black, containing 19 mg / l of oxidative dyes, without the addition of hydrogen peroxide and in its presence. Processing time 30 minutes The degree of purification without the addition of hydrogen peroxide is 44%, while the purification efficiency in its presence is 83%.

Области практического применения: очистка природных, оборотных и сточных вод от нефтепродуктов, пестицидов, хлорорганических, нитроароматических соединений, красителей и других трудноокисляемых токсичных загрязнений. Fields of practical application: purification of natural, circulating, and wastewater from oil products, pesticides, organochlorine, nitroaromatic compounds, dyes, and other difficultly oxidized toxic pollutants.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами: высокая эффективность гальванокоагуляционной очистки воды от органических загрязнений в режиме окислительной деструкции в присутствии пероксида водорода, а именно повышение производительности и эффективности процесса очистки воды при одновременном снижении затрат на его проведение. Предлагаемый метод не вызывает вторичного загрязнения, повышения солесодержания. The proposed method has the following advantages: high efficiency of galvanic coagulation purification of water from organic contaminants in the oxidative degradation mode in the presence of hydrogen peroxide, namely, increasing the productivity and efficiency of the water purification process while reducing its costs. The proposed method does not cause secondary pollution, increase salinity.

Литература
1. Окислительная очистка фенолсодержащих сточных вод термической переработки сланцев / Прейс С.В., Каменев С.Б., Каллас Ю.И. // Химия и технология воды, 1994, 16, N 1, c.83-91.
Literature
1. Oxidative treatment of phenol-containing wastewater for thermal processing of oil shale / Preys SV, Kamenev SB, Kallas Yu.I. // Chemistry and water technology, 1994, 16, N 1, p. 83-91.

2. Применение угольных катализаторов для окислительно-деструктивной очистки сточных вод / Тарковская И.А., Ставицкая С.С., Лукьянчук В.М., Тарковская Г.В.// Химия и технология воды, 1993, 15, N 7-8, с.578-583. 2. The use of coal catalysts for oxidatively destructive wastewater treatment / Tarkovskaya IA, Stavitskaya SS, Lukyanchuk VM, Tarkovskaya GV. // Water chemistry and technology, 1993, 15, N 7- 8, p. 578-583.

3. А. с. 1386585 СССР, МКИ4 C 02 F 1/72. Способ очистки сточных вод / И. И. Василенко, А.Н. Федосова, Н.М. Шевель - Опубл. 07.07.88, бюл. N 13.3. A. p. 1386585 USSR, MKI 4 C 02 F 1/72. The method of wastewater treatment / I.I. Vasilenko, A.N. Fedosova, N.M. Shevel - Publ. 07.07.88, bull. N 13.

Claims (2)

1. Способ очистки сточных вод от органических примесей обработкой пероксидом водорода в присутствии железосодержащего катализатора, отличающийся тем, что используемые в качестве катализатора соединения железа получают непосредственно в процессе очистки при пропускании сточных вод через загрузку из смеси железной стружки и углеродсодержащего материала в присутствии кислорода воздуха. 1. The method of purification of wastewater from organic impurities by treatment with hydrogen peroxide in the presence of an iron-containing catalyst, characterized in that the iron compounds used as a catalyst are obtained directly in the purification process by passing wastewater through a charge from a mixture of iron chips and carbon-containing material in the presence of atmospheric oxygen. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что происходит окисление органических примесей молекулярным кислородом, активированное с помощью пары Н2О2/Fe2+, а пероксид водорода берут в количестве 30 - 40% от стехиометрически необходимого.2. The method according to claim 1, characterized in that the oxidation of organic impurities by molecular oxygen is activated using a pair of H 2 O 2 / Fe 2+ , and hydrogen peroxide is taken in an amount of 30-40% of the stoichiometrically necessary.
RU98102056A 1998-02-06 1998-02-06 Method of removing organic impurities from sewage RU2135419C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98102056A RU2135419C1 (en) 1998-02-06 1998-02-06 Method of removing organic impurities from sewage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98102056A RU2135419C1 (en) 1998-02-06 1998-02-06 Method of removing organic impurities from sewage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2135419C1 true RU2135419C1 (en) 1999-08-27

Family

ID=20201937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98102056A RU2135419C1 (en) 1998-02-06 1998-02-06 Method of removing organic impurities from sewage

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2135419C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD2121C2 (en) * 2001-05-25 2003-09-30 Виктор КОВАЛЁВ Installation for sewage electrochemical treatment from organic impurities
MD2144C2 (en) * 2001-03-30 2003-11-30 Государственный Университет Молд0 Installation for sewage electrochemical treatment
RU2537018C2 (en) * 2009-02-06 2014-12-27 Байер Матириальсайенс Аг Method of processing sewage waters
RU2692381C1 (en) * 2018-05-07 2019-06-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет" (ННГАСУ) Device for purification of waste water from hardly oxidised organic compounds and suspended substances
RU2815959C1 (en) * 2023-10-30 2024-03-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева" (РХТУ им. Д. И. Менделеева) Method for catalytic oxidation of organic dyes in waste water

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD2144C2 (en) * 2001-03-30 2003-11-30 Государственный Университет Молд0 Installation for sewage electrochemical treatment
MD2121C2 (en) * 2001-05-25 2003-09-30 Виктор КОВАЛЁВ Installation for sewage electrochemical treatment from organic impurities
RU2537018C2 (en) * 2009-02-06 2014-12-27 Байер Матириальсайенс Аг Method of processing sewage waters
RU2692381C1 (en) * 2018-05-07 2019-06-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет" (ННГАСУ) Device for purification of waste water from hardly oxidised organic compounds and suspended substances
RU2815959C1 (en) * 2023-10-30 2024-03-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева" (РХТУ им. Д. И. Менделеева) Method for catalytic oxidation of organic dyes in waste water

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zaharia et al. Textile wastewater treatment by homogenous oxidation with hydrogen peroxide
Legube et al. Catalytic ozonation: a promising advanced oxidation technology for water treatment
Malakootian et al. Efficiency of novel Fe/charcoal/ultrasonic micro-electrolysis strategy in the removal of Acid Red 18 from aqueous solutions
Lei et al. Improved wet oxidation for the treatment of dyeing wastewater concentrate from membrane separation process
Wahyuni et al. Photodegradation of detergent anionic surfactant in wastewater using UV/TiO2/H2O2 and UV/Fe2+/H2O2 processes
RU2366617C1 (en) Method for purification of waste waters from thiocynate
CN110026193A (en) A kind of method copper-loading catalyst preparation and activate sulphite degradation of contaminant
JP4382556B2 (en) Treatment method of wastewater containing cyanide
CA1332475C (en) Process for the treatment of effluents containing cyanide and toxic metals, using hydrogen peroxide and trimercaptotriazine
RU2135419C1 (en) Method of removing organic impurities from sewage
CN102070237A (en) COD degradation agent for removing sulfamide from industrial wastewater
CN107352742A (en) A kind of difficult degradation wastewater electrochemical treatment composite oxidation technology and its system
JPH03101893A (en) Treatment of waste water
KR20000037463A (en) The sequencing combination of anaerobic, oxic and anoxic vessels for effective denitrification and dephosphorus in waste water
CN114291886B (en) Method for treating refractory organic matters in water by combining sulfite and chlorine dioxide
RU2174495C1 (en) Method of sewage purification from phenol
JP4639309B2 (en) Treatment method of wastewater containing cyanide
JP3178975B2 (en) Water treatment method
RU2146656C1 (en) Method of acceleration of ozone reaction during water purification (variants)
RU2154613C1 (en) Method of treating waste waters to remove cyanides and thiocyanates
JP5791981B2 (en) Wastewater treatment method
SU916441A1 (en) Method for purifying effluents from arsenic
RU2815959C1 (en) Method for catalytic oxidation of organic dyes in waste water
KR101076331B1 (en) Methods for the removal of organic nitrogen organic and inorganic contaminants from an aqueous liquid
Chokshi et al. Degradation of Reactive Black 5 Azo Dye Using Catalytic Ozonation with MgO