RU2555908C1 - Способ очистки фенолсодержащих сточных вод переработки рисовой шелухи - Google Patents
Способ очистки фенолсодержащих сточных вод переработки рисовой шелухи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2555908C1 RU2555908C1 RU2014121773/05A RU2014121773A RU2555908C1 RU 2555908 C1 RU2555908 C1 RU 2555908C1 RU 2014121773/05 A RU2014121773/05 A RU 2014121773/05A RU 2014121773 A RU2014121773 A RU 2014121773A RU 2555908 C1 RU2555908 C1 RU 2555908C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phenol
- rice husk
- wastewater
- containing sewage
- chloride ions
- Prior art date
Links
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод от органических веществ и может быть использовано для очистки фенолсодержащих сточных вод производства целлюлозных материалов. Способ очистки фенолсодержащих сточных вод щелочно-гидролизной переработки рисовой шелухи включает предварительное обескремнивание фенолсодержащих сточных вод путем их обработки соляной кислотой с осаждением твердого и отделением от раствора кремнийсодержащего продукта и электрохимическое окисление в присутствии хлорид-ионов в электролитической ячейке с использованием постоянного тока. Процесс электрохимического окисления проводят при концентрации хлорид-ионов 0,10-0,11 моль/л в бездиафрагменной электролитической ячейке с использованием окисного рутениево-титанового анода и титанового катода в течение 70-90 мин при плотности тока 100-150 мА/см2 с непрерывным перемешиванием. Необходимую концентрацию хлорид-ионов обеспечивают путем разбавления водой фенолсодержащих сточных вод после их обескремнивания. Изобретение позволяет повысить степень очистки полидисперсных концентрированных фенолсодержащих сточных вод щелочно-гидролизной переработки рисовой шелухи от фенола и других органических загрязнений. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод от органических веществ, представляющих экологическую опасность, и может быть использовано для очистки фенолсодержащих сточных вод производства целлюлозных материалов, преимущественно сточных вод переработки рисовой шелухи методом щелочного гидролиза.
Производство волокнистых материалов на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности, в частности получение полуфабриката для производства целлюлозных материалов из рисовой шелухи, характеризуется большим расходом воды, которую для обеспечения экологически безопасного уровня водопользования необходимо перед сбросом в водный объект очищать в соответствии с нормативными документами.
Для очистки фенолсодержащих сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности используются различные методы: физические, химические, физико-химические (коагуляция, флокуляция, адсорбция), биологические, при этом в настоящее время все более широкое распространение получают электрохимические методы, позволяющие эффективно удалять трудноокисляемые органические соединения.
Известен способ очистки фенолосодержащих сточных вод (пат. CN №101362677, опубл. 2009.02.11) путем электрохимического разложения фенола в растворе с использованием в качестве рабочего электрода полианилиновой пленки, осажденной на поверхности анода, при этом окислительно-восстановительный режим контролируют, регулируя потенциал электрода. В условиях окисления мембрана расширяется и втягивает фенол, в условиях восстановления она сужается, высвобождая фенол, и регенерирует. Известный способ является неэффективным при очистке полидисперсных сточных вод с высокими значениями показателей химического потребления кислорода (ХПК) и цветности.
Известен также электрохимический способ очистки фенолсодержащих сточных вод с ХПК=530 мг O2/л (пат. CN №101891285, опубл. 2010.11.24) с использованием легированного бором алмазного пленочного электрода с развитой поверхностью, с помощью которого нормативный показатель (150 мг/л) по фенолу достигается за 3,19 ч. Однако известный способ неэффективен при очистке полидисперсных сточных вод с высокими значениями концентрации фенолов, показателей ХПК и цветности.
Наиболее близким к заявляемому является способ очистки фенолсодержащих сточных вод путем электрохимического окисления (пат. CN №102515315, опубл. 2012.06.27), обеспечивающий достижение нормативных показателей в мягких реакционных условиях и отсутствие вторичного загрязнения сточных вод, в котором используют титановый анод, предварительно подвергнутый шлифованию, щелочной и кислотной обработке, электролизу и кальцинированию, и платиновый катод. Содержание хлорид-ионов в сточной воде доводят до концентрации не менее 0,03 моль/л, затем осуществляют ее обработку при плотности постоянного тока 500 мА/см2 в течение 0,5 ч при контролируемых значениях концентрации хлорид-ионов, плотности тока и времени электролиза.
Однако известный способ является недостаточно эффективным при очистке полидисперсных сточных вод с высокими значениями концентрации фенолов, показателей ХПК и цветности, в частности щелочных гидролизатов, образующихся при получении волокнистых полуфабрикатов из рисовой шелухи и содержащих помимо фенольных соединений комплекс загрязняющих органических веществ. Он обеспечивает необходимую степень очистки фенолсодержащих растворов с исходной концентрацией не более 200 мг фенола/л, причем полученные с его помощью показатели степени очистки относятся к модельным растворам, не содержащим других загрязняющих веществ.
Задачей изобретения является создание эффективного способа очистки полидисперсных высококонцентрированных фенолсодержащих сточных вод щелочно-гидролизной переработки рисовой шелухи, обеспечивающего высокую степень их очистки от фенола и других представляющих экологическую опасность органических веществ.
Технический результат изобретения заключается в повышении степени и полноты очистки полидисперсных концентрированных фенолсодержащих сточных вод щелочно-гидролизной переработки рисовой шелухи от фенола и других органических загрязнений.
Указанный технический результат обеспечивается способом очистки фенолсодержащих сточных вод щелочно-гидролизной переработки рисовой шелухи путем их электрохимического окисления в присутствии хлорид-ионов в электролитической ячейке с использованием постоянного тока, в котором, в отличие от известного, процесс электрохимического окисления проводят при концентрации хлорид-ионов 0,10-0,11 моль/л в бездиафрагменной электролитической ячейке с использованием окисного рутениево-титанового анода и титанового катода в течение 70-90 мин при плотности тока 100-150 мА/см2 с непрерывным перемешиванием, причем предварительно проводят обескремнивание фенолсодержащих сточных вод путем их обработки соляной кислотой с осаждением и отделением от раствора твердого кремнийсодержащего продукта, при этом необходимую концентрацию хлорид-ионов обеспечивают путем разбавления водой фенолсодержащих сточных вод после их обескремнивания.
В преимущественном варианте осуществления способа обработку фенолсодержащих сточных вод соляной кислотой проводят до значения pH раствора 3,5-4,0.
Для создания оптимальных условий электрохимического окисления сточные воды после обескремнивания разбавляют водой в отношении 1:(10-12).
Способ осуществляют следующим образом.
Фенолсодержащие сточные воды, образующиеся при получении волокнистого целлюлозосодержащего полуфабриката из рисовой шелухи путем ее переработки методом щелочного гидролиза и содержащие свыше 1000 мг/фенола на л, а также другие органические загрязнения, в том числе в виде полидисперсных частиц органического происхождения, обрабатывали соляной кислотой с получением кремнийсодержащего твердого осадка. Практически полное обескремнивание осуществляется при значении pH раствора 3,5-4,0. Полученный в результате обработки кремнийсодержащий осадок отделяли от сточных вод с использованием одной из известных методик, а оставшийся обескремненный раствор разбавляли водой, обеспечивая в нем концентрацию хлорид-ионов примерно 4 г/л (0,10-0,11 моль/л), для чего потребовалось разбавление в 10-12 раз.
Затем проводили процесс электрохимического окисления разбавленных сточных вод в бездиафрагменной термостатированной электролитической ячейке при плотности тока 100-150 мА/см2 в течение 70-90 мин при постоянном перемешивании. В качестве анода был использован окисный рутениево-титановый (ОРТА) электрод и титановый катод.
Показатели качества образующихся при переработке шелухи риса методом щелочного гидролиза сточных вод до их очистки предлагаемым способом и после, а также технологические нормативы сброса сточных вод в соответствии с рекомендациями Хельсинской комиссии (ХЕЛКОМ, 1992.04.09) для сточных вод целлюлозного производства приведены в таблице. Содержание загрязняющих примесей дано в мг/дм3, а для нормируемых по рекомендациям ХЕЛКОМ - в килограммах на тонну производимого продукта (воздушно-сухой целлюлозы).
Эффективность разрушения органических веществ, которая наглядно показывает степень очистки, оценивали по цветности, биохимическому потреблению кислорода БПК5, химическому потреблению кислорода ХПК и фенольному эквиваленту. Эффективность удаления органических соединений по ХПК составила 66%, фенольные соединения окисляются практически полностью в течение 80 мин. Эффективность обесцвечивания через 60 мин достигает свыше 99%.
Очищенные предлагаемым способом стоки перед сбросом в водоемы в местах хозяйственно-питьевого и коммунально-бытового водопользования по существующим нормам (предельно допустимые концентрации 15 и 30 мг O2/л соответственно) и нормативам ХЕЛКОМ нуждаются в доочистке от органических веществ по ХПК. Они могут найти применение в качестве технической воды в соответствующем производстве, в частности для промывки промежуточных продуктов в процессе переработки рисовой шелухи.
Примеры конкретного осуществления способа
Для определения цветности был применен фотоэлектроколориметрический метод на спектрофотометре UNICO-1201 по ГОСТ 3351-74 «Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности». ХПК определяли по ПНД Ф (природоохранный нормативный документ федеральный) №14.1:2:4.190-03 от 27.02.2003 «Количественный химический анализ вод. Методика определения бихроматной окисляемости (химического потребления кислорода) в пробах природных, питьевых и сточных вод фотометрическим методом с применением анализатора жидкости "Флюорат-02"». Содержание фенольных соединений определяли фотометрически, используя реакцию Фолина (Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater/American Water Works Association, and Water Pollution Control Federation. 20th Edition. Washington, DC, 1998. Vol. 5550. P. 988-992). Оптическую плотность раствора измеряли на УФ-спектрофотометре Shimadzu UV-1800. Концентрацию хлоридов в растворах определяли методом потенциометрического титрования с хлорсеребряным электродом по ГОСТ 18190-72. «Вода питьевая. Методы определения содержания остаточного активного хлора» (действующий).
Пример 1
Сточную воду щелочного гидролиза рисовой шелухи после отделения целлюлозосодержащего полуфабриката, последующей обработки полученного раствора соляной кислотой (d=1,175 г/см3) до значения pH 4,0 с осаждением и отфильтровыванием кремнийсодержащего продукта разбавляли водой 1:10. Разбавленный раствор с содержанием хлорид-ионов 0,11 моль/л (4 г/л) подвергали электрохимическому окислению в бездиафрагменной термостатированной электролитической ячейке с непрерывным перемешиванием при постоянной плотности тока 100 мА/см2 в течение 90 мин с использованием в качестве анода оксидного рутениево-титанового электрода, состоящего из 30% RuO2 и 70% TiO2, в качестве катода - электрода, выполненного из титана марки ВТ1-0.
Результаты обработки приведены в таблице. Эффективность обесцвечивания 99,93%.
Пример 2
Сточную воду переработки рисовой шелухи щелочным гидролизом обрабатывали по примеру 1 в следующих условиях: обработка соляной кислотой до pH 3,5, разбавление водой обескремненного раствора 1:12 до содержания в разбавленном растворе хлорид-ионов 0,10 моль/л, электрохимическое окисление при плотности тока 150 мА/см2 в течение 70 мин.
Результаты аналогичны полученным в примере 1.
Claims (3)
1. Способ очистки фенолсодержащих сточных вод щелочно-гидролизной переработки рисовой шелухи путем их электрохимического окисления в присутствии хлорид-ионов в электролитической ячейке с использованием постоянного тока, отличающийся тем, что процесс электрохимического окисления проводят при концентрации хлорид-ионов 0,10-0,11 моль/л в бездиафрагменной электролитической ячейке с использованием окисного рутениево-титанового анода и титанового катода в течение 70-90 мин при плотности тока 100-150 мА/см2 с непрерывным перемешиванием, причем предварительно проводят обескремнивание фенолсодержащих сточных вод путем их обработки соляной кислотой с осаждением твердого и отделением от раствора кремнийсодержащего продукта, при этом необходимую концентрацию хлорид-ионов обеспечивают путем разбавления водой фенолсодержащих сточных вод после их обескремнивания.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку фенолсодержащих сточных вод соляной кислотой проводят до значения pH раствора 3,5-4,0.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сточные воды после обескремнивания разбавляют водой в отношении 1:(10-12).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014121773/05A RU2555908C1 (ru) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | Способ очистки фенолсодержащих сточных вод переработки рисовой шелухи |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014121773/05A RU2555908C1 (ru) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | Способ очистки фенолсодержащих сточных вод переработки рисовой шелухи |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2555908C1 true RU2555908C1 (ru) | 2015-07-10 |
Family
ID=53538603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014121773/05A RU2555908C1 (ru) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | Способ очистки фенолсодержащих сточных вод переработки рисовой шелухи |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2555908C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107902809A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-04-13 | 西部矿业股份有限公司 | 一种电催化氧化‑膜分离法处理铜铅锌多金属硫化矿选矿废水工艺 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA9602U (en) * | 2005-01-17 | 2005-10-17 | Kryvorizkyi Technical Universi | Appliance for determination of the rate of detonation of explosive substances |
| CN102515315A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-06-27 | 南京大学 | 一种阳极电极材料、其制备方法及在电化学氧化处理含酚废水中的应用和工作方法 |
-
2014
- 2014-05-28 RU RU2014121773/05A patent/RU2555908C1/ru active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA9602U (en) * | 2005-01-17 | 2005-10-17 | Kryvorizkyi Technical Universi | Appliance for determination of the rate of detonation of explosive substances |
| CN102515315A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-06-27 | 南京大学 | 一种阳极电极材料、其制备方法及在电化学氧化处理含酚废水中的应用和工作方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЗЕМНУХОВА Л.А. и др., Состав и очистка сточных вод, образующихся при щелочном гидролизе рисовой шелухи, Химия в интересах устойчивого развития, 2011, N 19, с. 510-513. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107902809A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-04-13 | 西部矿业股份有限公司 | 一种电催化氧化‑膜分离法处理铜铅锌多金属硫化矿选矿废水工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zaied et al. | Electrocoagulation treatment of black liquor from paper industry | |
| Xie et al. | Comparison of permanganate preoxidation and preozonation on algae containing water: cell integrity, characteristics, and chlorinated disinfection byproduct formation | |
| Barrera-Díaz et al. | Electrochemical treatment applied to food-processing industrial wastewater | |
| Fajardo et al. | Treatment of a synthetic phenolic mixture by electrocoagulation using Al, Cu, Fe, Pb, and Zn as anode materials | |
| JP5498477B2 (ja) | 活性金属塩凝集剤及びその製造方法 | |
| Umadevi et al. | Application of electro-chemical oxidation for the treatment of reactive red 195 using graphite electrode | |
| Mella et al. | Removal of chromium from tanning wastewater by chemical precipitation and electrocoagulation | |
| Ordaz-Díaz et al. | Zeta potential as a tool to evaluate the optimum performance of a coagulation-flocculation process for wastewater internal treatment for recirculation in the pulp and paper process | |
| Sandoval et al. | A comparative study of anodic oxidation and electrocoagulation for treating cattle slaughterhouse wastewater | |
| Teresa et al. | Removal of organic matter from paper mill effluent by electrochemical oxidation | |
| CN107827293B (zh) | 一种海产品加工过程产生的高含盐有机废水的处理工艺 | |
| RU2555908C1 (ru) | Способ очистки фенолсодержащих сточных вод переработки рисовой шелухи | |
| Ahmad et al. | Comparison of coagulation, electrocoagulation and biological techniques for the municipal wastewater treatment | |
| Tiaiba et al. | Study of chemical coagulation conditions for a disperse red dye removal from aqueous solutions | |
| US20210292195A1 (en) | Anolyte as an additive for wastewater treatment | |
| Deb et al. | Removal of reactive dyes from textile wastewater by electrocoagulation process: An effective and clean approach | |
| Kraljić Roković et al. | Phenolic compounds removal from mimosa tannin model water and olive mill wastewater by energy-efficient electrocoagulation process | |
| CN109626725A (zh) | 一种污水净化的方法 | |
| Álvarez et al. | Combined electrocoagulation and electrooxidation treatment system for real effluents from the fishing industry | |
| Barrera-Díaz et al. | A comparison of iron and aluminium electrodes in hydrogen peroxide-assisted electrocoagulation of organic pollutants | |
| Wided et al. | Evaluation of boron removal by coagulation-flocculation and electrocoagulation | |
| Espinoza-Cisternas et al. | Application of electrochemical processes for treating effluents from landfill leachate as well as the agro and food industries | |
| Zemnukhova et al. | Treatment of alkaline waste water generated by the hydrolysis of rice husk | |
| Robinson | Electroflocculation in the treatment of polluted water | |
| Alizadeh et al. | Development of circulating electrocoagulation as a novel technique for the treatment of raw Vinasse effluents of ethanol production industries |