RU2618277C1 - Способ очистки сточных вод фармацевтической промышленности - Google Patents
Способ очистки сточных вод фармацевтической промышленности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2618277C1 RU2618277C1 RU2015156741A RU2015156741A RU2618277C1 RU 2618277 C1 RU2618277 C1 RU 2618277C1 RU 2015156741 A RU2015156741 A RU 2015156741A RU 2015156741 A RU2015156741 A RU 2015156741A RU 2618277 C1 RU2618277 C1 RU 2618277C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- salicylic acid
- pressure
- oxygen
- electrolysis
- air
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электрохимическим способам очистки сточных вод, в частности сточных вод фармацевтической промышленности, и может быть использовано для электрохимической утилизации лекарственных препаратов, содержащих салициловую кислоту, с истекшим сроком годности. Способ включает электролиз водного раствора, содержащего салициловую кислоту, при плотности тока 0,1 А/см2 и под давлением воздуха 0,1-0,7 МПа, что приводит к разбавлению водород-кислородной смеси азотом воздуха. Технический результат - увеличение безопасности эксплуатации электролизера под давлением за счет использования для создания давления воздуха, а не чистого кислорода, а также повышение эффективности очистки сточных вод, содержащих салициловую кислоту. 2 ил., 3 пр.
Description
Изобретение относится к электрохимическим способам очистки сточных вод, в частности сточных вод фармацевтической промышленности, содержащих салициловую кислоту. Водный раствор, содержащий салициловую кислоту и насыщенный кислородом воздуха, подвергают электролизу под давлением 0,1-0,7 МПа.
Изобретение относится к электрохимическим способам очистки сточных вод, в частности сточных вод фармацевтической промышленности, содержащих салициловую кислоту. Кроме того, способ может быть использован для электрохимической утилизации лекарственных препаратов, содержащих салициловую кислоту, с истекшим сроком годности. Салициловая кислота, как и другие медикаменты при их сбросе на очистные сооружения вместе со сточной водой, подавляют жизнедеятельность и рост микроорганизмов, использующихся на очистных сооружениях и перерабатывающие органические компоненты стоков.
Известен способ электрокаталитического окисления салициловой кислоты в кислых растворах на платиновом аноде в безмембранном электролизере. Окисление салициловой кислоты осложняется обратимостью процесса электрохимического окисления при проведении электролиза без мембраны, что требует больших затрат электроэнергии. Использование мембраны при окислении салициловой кислоты в мембранном электролизере приводит также к повышению напряжения, связанного с преодолением сопротивления мембраны электрическим током [1]. Кроме того, недостатком данного способа является также низкая эффективность электрохимического окисления салициловой кислоты, связанная с образованием полимерной пленки на поверхности электрода, препятствующей дальнейшему протеканию процесса окисления, что способствует увеличению энергозатрат. Часть электрического тока расходуется на протекание побочного процесса выделения водорода на катоде.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ очистки сточных вод от красителей путем их окисления на аноде под давлением кислорода 0,5-0,6 МПа [2].
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа [2], принятого за прототип, относится то, что окисление ведут с использованием чистого кислорода и накопление при электролизе водорода создает взрывоопасность системы.
Задачи предлагаемого способа:
- увеличение безопасности эксплуатации аппаратов под давлением, используемых при очистке сточных вод, содержащих салициловую кислоту;
- повышение эффективности процесса за счет образования активных кислородсодержащих частиц при катодном восстановлении кислорода и участвующих в процессе окисления салициловой кислоты;
- снижение энергетических затрат, связанное с отсутствием образования полимерной пленки и окислением промежуточных соединений, которое приводит к уменьшению обратимости электрохимического окисления салициловой кислоты.
Технический результат - увеличение безопасности эксплуатации электролизера под давлением за счет использования для создания давления воздуха, а не чистого кислорода, а также повышение эффективности очистки сточных вод, содержащих салициловую кислоту.
Указанный технический результат достигается тем, что электролизу подвергается водный раствор, содержащий салициловую кислоту, под давлением воздуха 0,1-0,7 МПа. При осуществление процесса электролиза под давлением воздуха отсутствует взрывоопасность системы, что связано разбавлением водород кислородной смеси азотом, присутствующим в воздухе. При электролизе под давлением чистого кислорода происходит выделение газообразного водорода на катоде и при достижении определенной концентрации водорода в электролизере возможно протекание реакции между кислородом и водородом, которая приводит к взрыву. Использование воздуха для создания повышенных давлений при электролизе приводит к разбавлению водород-кислородной смеси азотом воздуха, что делает электролизер безопасным в эксплуатации и что препятствует образованию полимерной пленки на поверхности анода и взрывоопасной кислород-водородной смеси в автоклаве.
Кроме того, содержащийся в воздухе кислород растворяется в водном растворе салициловой кислоты с последующим электрохимическим восстановлением до активных кислородсодержащих частиц, которые окисляют как молекулы салициловой кислоты, так и промежуточные продукты ее анодного окисления, что способствует повышению эффективности процесса. Восстановление кислорода на катоде с образованием активных кислородсодержащих частиц препятствует протеканию обратимых реакций, наблюдающихся при окислении салициловой кислоты в безмембранном электролизере. Кроме того, осуществление электрохимической очистки сточных вод электролизом под давлением воздуха, приводит к упрощению аппаратурного оформления процесса, связанного с отсутствием баллонного хозяйства. Для создания давления воздуха можно использовать обычный компрессор. Использование чистого кислорода для создания высоких давлений при электрохимической очистке сточных вод является неоправданным и с экономической точки зрения, так как при электролизе растворяется лишь незначительная часть чистого кислорода, подаваемого из баллона высокого давления, непрореагировавший кислород после электролиза выбрасывается в окружающую среду. При использовании воздуха при электрохимической очистке сточных вод под давлением, растворимость кислорода практически сохраняется в таких же пределах, как и при использовании чистого кислорода. Таким образом, отпадает необходимость получения чистого кислорода из воздуха для дальнейшего его использования при электролизе под давлением. Конечными продуктами окисления салициловой кислоты являются двуокись углерода и низкомолекулярные карбоновые кислоты.
Предложенный способ позволяет очищать сточные воды до 90-98%. Возможность осуществления процесса подтверждается следующими примерами.
Пример 1. Готовится модельный раствор салициловой кислоты с концентрацией 200 мг/л и содержащей 0,1 М Na2SO4. Раствор заливают в автоклав с закрепленными в нем электродами. В качестве анода используется платина, а в качестве катода титан. В автоклав подают воздух под давлением 0,1 МПа и подвергают электролизу с плотностью тока на аноде 0,1 А/см2. Концентрация салициловой кислоты определяется фотометрическим методом. Степень очистки составляет 90%.
Пример 2. Электролиз проводится аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что давление воздуха при этом составляет 0,7 МПа. Степень очистки составляет 98%.
Пример 3. Электролиз проводится аналогично примеру 2 с то лишь разницей, что плотность тока составляет 0,2 и 0,3 А/см2. УФ-спектры раствора после электролиза показывают, что окисление идет до низкомолекулярных карбоновых кислот. Степень очистки составляет 93 и 89%.
В результате проведенных исследований были получены зависимости степени очистки раствора от салициловой кислоты от давления и плотности тока. Полученные результаты свидетельствуют о том, что проведение электролиза под давлением воздуха по сравнению с процессов окисления салициловой кислоты без давления способствует повышению эффективности электрохимического процесса. При этом степень очистки раствора салициловой кислоты при электролизе под давлением воздуха и под давлением чистого кислорода сохраняется на одном уровне.
Нами была изучена деструкция салициловой кислоты, электролизом под давлением воздуха. Очистку воды проводили в бездиафрагменном герметичном электролизере с вмонтированными в него электродами. Для проведения электролиза готовили модельный раствор салициловой кислоты с концентрацией 200 мг/л в 0,1 М растворе сульфата натрия. Концентрацию салициловой кислоты определяли фотометрическим методом, основанным на образовании окрашенного комплексного соединения в присутствии ионов железа. Электролиз проводили в гальваностатическом режиме.
На рис. 1 представлена зависимость концентрации салициловой кислоты от количества пропущенного электричества при различных давлениях воздуха и плотности тока 0,1 А/см2, где 1 - электролиз при атмосферном давлении; 2 - электролиз при давлении воздуха 0,6 МПа (ia=0,1 А/см2, Сфон.=0,1 M Na2SO4).
Как видно из рис. 1 происходит интенсивное снижение концентрации салициловой кислоты с увеличением количества пропущенного электричества. Повышение давления воздуха до 0,6 МПа приводит к увеличению эффективности процесса примерно на 35%, что связано с образованием активных кислородсодержащих частиц при восстановлении растворенного под давлением кислорода. Образующиеся кислородсодержащие частицы участвуют в процессе окисления салициловой кислоты.
На рис. 2 показана зависимость степени деструкции салициловой кислоты от давления кислорода. Осуществление электролиза под давлением воздуха способствует интенсификации процесса электрохимического окисления салициловой кислоты (q=1,6 А⋅ч; i=0,1 А/см2, Ссал. к-ты=200 мг/л, Cфон=0,1 M Na2SO4).
Как видно из рис. 2, повышение давления кислорода до 0,1 МПа приводит к существенному ускорению процесса деструкции салициловой кислоты. Дальнейшее повышение давления воздуха не приводит к существенному увеличению степени деструкции салициловой кислоты. Повышение давления воздуха от атмосферного до 0,1 МПа избыточного давления приводит к увеличению степени деструкции салициловой кислоты на 20%, а с 0,1 до 0,7 МПа - на 18%.
Таким образом, осуществление процесса электрохимического окисления салициловой кислоты под давлением воздуха приводит к увеличению его эффективности, что связано с участием активных кислородсодержащих частиц в процессе окисления молекул салициловой кислоты.
Исследование влияния плотности тока на степень очистки салициловой кислоты при одном и том же давлении показало, что оптимальная плотность тока составляет 0,1 А/см2. Уменьшение плотности тока приводит к появлению на поверхности электрода полимерной пленки продуктов окисления салициловой кислоты и к резкому уменьшению степени очистки. При более высоких плотностях тока наблюдается повышение давления в автоклаве, что связано с более интенсивным выделением кислорода и водорода, при этом также наблюдается уменьшение степени очистки раствора от салициловой кислоты на 10-15%.
Способ можно реализовать как в лабораторных, так и в промышленных масштабах.
Предлагаемый способ обладает рядом преимуществ:
- упрощается технологическое оформление процесса электролиза под давлением, связанное с отсутствием газообразных баллонов с кислородом и необходимостью его получения из воздуха;
- увеличение производственной безопасности в связи с отсутствием возможности образования взрывоопасной кислород-водородной смеси при электролизе за счет разбавления азотом, присутсвующим в воздухе;
- экономичность процесса, связанная с использованием воздуха для создания давления при электролизе и уменьшение напряжения на электролизере.
Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- способ при его осуществлении может быть использован как отдельно, так и как одна из стадий очистки сточной воды;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов.
Библиографические данные
1. Вединяпина М.Д., Ракишев А.К., Вединяпин А.А., Скундин A.M., Кулова Т.Л., Стрельцова Е.Д. Механизм электрокаталитического окисления салициловой кислоты в кислых растворах на платине // Конденсированные среды и межфазные границы. - 2007. - Т. 9, №1. - С. 26-31.
2. Патент (RU) 2116522 (Россия), кл. C02F 1/46 // C02F 103:14, 103:30. Способ очистки сточных вод от красителей / Исаев А.Б., Алиев З.М., Харламова Т.А. / По заявке 2001126914 от 03.10.2001 г.
Claims (1)
- Способ очистки сточных вод фармацевтической промышленности, включающий электролиз водного раствора, содержащего салициловую кислоту, проводят при плотности тока 0,1 А/см2 и под давлением воздуха 0,1-0,7 МПа, что приводит к разбавлению водород-кислородной смеси азотом воздуха.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015156741A RU2618277C1 (ru) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | Способ очистки сточных вод фармацевтической промышленности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015156741A RU2618277C1 (ru) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | Способ очистки сточных вод фармацевтической промышленности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2618277C1 true RU2618277C1 (ru) | 2017-05-03 |
Family
ID=58697591
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015156741A RU2618277C1 (ru) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | Способ очистки сточных вод фармацевтической промышленности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2618277C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU569547A1 (ru) * | 1975-11-03 | 1977-08-25 | Новокузнецкий научно-исследовательский химико-фармацевтический институт | Способ выделени салициловой кислоты из сточных вод производства аспирина |
SU1120002A1 (ru) * | 1983-01-07 | 1984-10-23 | Институт Химии Башкирского Филиала Ан Ссср | Способ выделени салициловой кислоты из водных растворов |
RU2216522C2 (ru) * | 2001-10-03 | 2003-11-20 | Дагестанский государственный университет | Способ очистки сточных вод от красителей |
WO2015000462A1 (de) * | 2013-07-03 | 2015-01-08 | Vm-Tecsystems Gmbh | Verfahren zur abwasserbehandlung und einrichtung zur durchführung dieses verfahrens |
-
2015
- 2015-12-28 RU RU2015156741A patent/RU2618277C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU569547A1 (ru) * | 1975-11-03 | 1977-08-25 | Новокузнецкий научно-исследовательский химико-фармацевтический институт | Способ выделени салициловой кислоты из сточных вод производства аспирина |
SU1120002A1 (ru) * | 1983-01-07 | 1984-10-23 | Институт Химии Башкирского Филиала Ан Ссср | Способ выделени салициловой кислоты из водных растворов |
RU2216522C2 (ru) * | 2001-10-03 | 2003-11-20 | Дагестанский государственный университет | Способ очистки сточных вод от красителей |
WO2015000462A1 (de) * | 2013-07-03 | 2015-01-08 | Vm-Tecsystems Gmbh | Verfahren zur abwasserbehandlung und einrichtung zur durchführung dieses verfahrens |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2338841A1 (en) | Apparatus for producing hydrogen-dissolved drinking water and process for producing the dissolved drinking water | |
US10221491B2 (en) | Process and apparatus for generating or recovering hydrochloric acid from metal salt solutions | |
AR107555A1 (es) | Proceso integrado de producción de litio | |
GB2253860A (en) | Electrolytic treatment of water | |
JPH0290995A (ja) | 電解オゾンを使用する水処理方法及び装置 | |
Kharlamova et al. | Use of electrolysis under pressure for destructive oxidation of phenol and azo dyes | |
CN109896948A (zh) | 一种以中低阶煤为原料制备苯羧酸的方法 | |
RU2618277C1 (ru) | Способ очистки сточных вод фармацевтической промышленности | |
Kornienko et al. | The prospects of the in situ and ex situ use of aqueous solutions of hydrogen peroxide electrogenerated from oxygen | |
Kornienko et al. | Indirect electrooxidation of organic substrates by hydrogen peroxide generated in an oxygen gas-diffusion electrode | |
ES2564549T3 (es) | Procedimientos electroquímicos para separar productos procedentes de conversiones biológicas | |
CN102321890A (zh) | 一种直接电化学氧化制备福美双的方法 | |
RU2471718C1 (ru) | Способ удаления нитрит-ионов из водных растворов | |
KR20170099615A (ko) | 고농도 질산성 질소 함유 폐수에 대한 전기화학적 폐수처리방법 및 폐수처리장치 | |
RU2603642C1 (ru) | Способ получения нитрата церия (iv) | |
KR100817730B1 (ko) | 이산화염소 발생장치 및 제조방법 | |
RU2732691C1 (ru) | Способ получения иодата калия из иода | |
JPH08296076A (ja) | 過酸化水素水の製造方法及び装置 | |
Kolyagin et al. | Formation of peracids from corresponding organic acids under oxygen electroreduction in gas-diffusion electrode | |
RU2216522C2 (ru) | Способ очистки сточных вод от красителей | |
Isaev et al. | Effect of oxygen pressure on the electrochemical oxidation of Chrome Brown azo dye | |
RU2337885C2 (ru) | Способ фотоэлектрохимической очистки сточных вод от красителей | |
SU1318536A1 (ru) | Способ очистки сточных вод от сероводорода | |
US20240003021A1 (en) | Membraneless electrolyzers for the production of alkaline and acidic effluent streams | |
RU196524U1 (ru) | Устройство для получения щелочного раствора феррата (vi) натрия |