RU2658404C1 - Способ очистки сточных вод от растворенных органических загрязнений - Google Patents

Способ очистки сточных вод от растворенных органических загрязнений Download PDF

Info

Publication number
RU2658404C1
RU2658404C1 RU2016150903A RU2016150903A RU2658404C1 RU 2658404 C1 RU2658404 C1 RU 2658404C1 RU 2016150903 A RU2016150903 A RU 2016150903A RU 2016150903 A RU2016150903 A RU 2016150903A RU 2658404 C1 RU2658404 C1 RU 2658404C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adsorbent
wastewater
organic
waste water
sediment
Prior art date
Application number
RU2016150903A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Валентинович Федотов
Виктор Степанович Григорьев
Алексей Александрович Свитцов
Виктор Илларионович Ванчурин
Илья Владимирович Романов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
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 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority to RU2016150903A priority Critical patent/RU2658404C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2658404C1 publication Critical patent/RU2658404C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/286Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/06Treatment of sludge; Devices therefor by oxidation
    • C02F11/08Wet air oxidation
    • C02F11/086Wet air oxidation in the supercritical state
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/18Treatment of sludge; Devices therefor by thermal conditioning

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано для очистки бытовых, технологических, поверхностных, сельскохозяйственных сточных вод от растворенных органических загрязнений. Способ очистки включает обработку сточных вод адсорбентом, разделение обработанных сточных вод на очищенные сточные воды и твердый осадок, содержащий загрязненный адсорбент, сбор твердого осадка и его обработку в условиях сверхкритического водного окисления при температуре 450-600°С и давлении 22 МПа до полного окисления органических соединений. В качестве адсорбента используют органосодержащие горючие отходы, содержание органических веществ в осадке доводят до значений химического потребления кислорода 50-300 г O2/л. Обработку в условиях сверхкритического водного окисления проводят в отсутствии окисляющих веществ. Способ обеспечивает упрощение технологического процесса, снижение энергетических затрат, повышение экономической эффективности. 1 з.п. ф-лы, 4 пр.

Description

Изобретение относится к химической промышленности и предназначено для очистки сточных вод от растворенных органических загрязнений и может быть использовано для очистки бытовых, технологических, поверхностных, сельскохозяйственных и др. сточных вод.
Известен способ физико-химической очистки сточных вод с помощью коагулянтов и флокулянтов (Драгинский В.Л. Коагуляция в технологии очистки природных вод / В.Л. Драгинский, Л.П. Алексеева, С.В. Гетманцев. - М., 2005. - 576 с.). Сначала коллоидно-растворенные примеси связываются в хлопья коагулянтом, после чего флокулянт производит их агломерирование в крупные образования с достаточным для осаждения весом. Обработанную таким образом загрязненную воду затем фильтруют. После очистки воды коагулянты и флокулянты подвергают регенерации. Регенерация может производиться путем обработки щелочами, кислотами, прокаливанием или термообработкой при повышенных температурах.
Недостатком известного способа является то, что приходится использовать специально изготовленные коагулянты и флокулянты, производить затраты на регенерацию, что делает процесс очистки сточных вод экономически неэффективным.
Известен способ очистки сточных вод с использованием отходов производства (Патент RU 2425807. Способ очистки сточных вод от ионов кадмия. Акаев О.П., Цветкова А.Д., Акаева Т.К., Свиридов А.В. Подача заявки 2010-03-15, опубл. 10.08.2011), в соответствии с которым для очистки промышленных сточных вод в качестве адсорбента используют отход производства фторида алюминия - кремнегель. Способ обеспечивает высокую степень очистки сточных вод и способствует утилизации многотоннажных отходов производства фторида алюминия. Использование отходов производства в качестве сорбентов снижает общие затраты, но не решает задачи регенерации адсорбента.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ очистки сточных вод, описанный в патенте 2481273 (Патент RU 2481273. Способ очистки бытовых сточных вод, содержащих органические загрязнения. Соловьев Р.Ю., Пронская Т.В., Федотов А.В. Подача заявки 2011-09-14, опубл. 10.05.2013). Способ очистки сточных вод, содержащих органические загрязнения, включающий: обработку сточных вод адсорбентом до достижения заданной степени очистки сточных вод, разделение обработанных сточных вод на очищенные сточные воды и твердый осадок, содержащий загрязненный адсорбент, сбор твердого осадка и его обработку в условиях сверхкритического водного окисления до полного окисления органических соединений. Этот способ очистки сточных вод по своей технической сущности наиболее близок к заявленному способу и принят за прототип. В качестве адсорбента авторы используют наноструктурированный бемит в виде агрегатов размером 5-20 мкм. В условиях сверхкритического водного окисления происходит полное окисление адсорбированных органических веществ и регенерация бемита для его повторного использования.
Недостатком известного способа является то, что бемит быстро теряет свои адсорбционные свойства (не более 3-4 регенераций) и требуется его частая замена, что делает использование бемита экономически невыгодным даже при очистке сточных вод с значением химического потребления кислород не выше 1000 мг О2/л. Кроме того, способ требует введения дополнительных технологических операций фильтрования конденсата для выделения бемита и его сушки перед повторным использованием.
Технической задачей изобретения является упрощение технологического процесса за счет исключения технологических операций регенерации адсорбента, снижение энергетических затрат, повышение экономической эффективности за счет одновременной утилизации твердых и жидких органосодержащих отходов.
Поставленная техническая задача достигается тем, что способ очистки сточных вод, содержащих органические загрязнения, включающий обработку сточных вод адсорбентом до достижения заданной степени очистки сточных вод, разделение обработанных сточных вод на очищенные сточные воды и твердый осадок, содержащий загрязненный адсорбент, сбор твердого осадка и его обработку в условиях сверхкритического водного окисления при температуре 450-600°С и давлении 22 МПа до полного окисления органических соединений, согласно изобретению в качестве адсорбента используют органосодержащие горючие отходы, содержание органических веществ в осадке доводится до значений химического потребления кислорода 50-300 г O2/л.
В качестве сорбента можно использовать промышленные и сельскохозяйственные отходы различных отраслей промышленности, а в качестве окислителя использовать кислород, озон, перекись водорода или воздух.
При значении химического потребления кислорода в осадке менее 50 г О2/л не обеспечивается автотермичность процесса и требуется дополнительный подвод энергии для протекания самопроизвольной экзотермической реакции окисления. В аллотермическом режиме образовавшихся горючих газов недостаточно для их сгорания в воздушной среде. При значении химического потребления кислорода в осадке более 300 г O2/л происходит неполная деструкция органических веществ при автотермическом и аллотермическом режимах работы реактора в непрерывном режиме, забивание коммуникаций адсорбентом. В автотермическом режиме большое количество тепла экзотермической реакции окисления вызывает необходимость проведения специальных мероприятий для охлаждения корпуса реактора, что усложняет и удорожает процесс.
Обработка в сверхкритических условиях при температуре менее 450°С в присутствии окислителя не позволяет в некоторых случаях достигнуть полной степени окисления, в отсутствии окислителя может происходить смолообразование и забивание коммуникаций. При температурах выше 600°С резко усиливается коррозия металлических деталей, уменьшается запас прочности корпуса реактора.
В предложенном способе отпадает необходимость выделения из реакционной смеси адсорбента для его повторного использования, в сверхкритических условиях обеспечивается практически 100% деструкция органических и стойких органических загрязнений, экологичность процесса, проходящего в замкнутом объеме, в присутствии окислителя выделяется дополнительная энергия от сжигания отходов, а без окислителя образуется горючая смесь газов, которую можно использовать в качестве топлива, в том числе для производства электрической энергии, и в результате этого повысить экономическую эффективность процесса.
Способ поясняется следующими примерами:
Пример 1.
Экспериментальные исследования по адсорбционной очистке проводили на стоках творожного производства - кислой молочной сыворотке. Исходное значение химического потребления кислорода составляло 12 г O2/л. В качестве адсорбента использовали отходы производства гречневой крупы - молотую гречневую лузгу в концентрации 200 г на 1 л раствора. После перемешивания и отстаивания значение химического потребления кислорода в растворе уменьшилось до 5 г O2/л. После третьей обработки содержание органических веществ в растворе уменьшилось до значений, допускающих сброс в канализацию. Значение химического потребления кислорода в осадке составляло 150 г O2/л. Обработку в условиях сверхкритических параметров воды проводили при температуре 450°С и давлении 22 МПа в присутствии окислителя (раствор перекиси водорода). После обработки значение химического потребления кислорода в конденсате уменьшилось до 0,25 г O2/л. Конденсат представлял прозрачную жидкость без инородных включений.
Пример 2.
Эксперименты проводили как в примере 1, но в качестве отходов использовали отходы производства подсолнечного масла (подсолнечная лузга). Значение химического потребления кислорода в осадке составляло 350 г O2/л. Осадок разбавили исходными стоками до значения химического потребления кислорода 300 г O2/л. Обработку в условиях сверхкритических параметров воды проводили при температуре 530°С и давлении 22 МПа в присутствии окислителя (кислорода воздуха). После обработки значение химического потребления кислорода в конденсате уменьшилось до 0,30 г O2/л. Конденсат представлял прозрачную жидкость.
Пример 3.
Эксперименты проводили как в примере 2. Значение химического потребления кислорода в осадке составляло 50 г O2/л. В аллотермическом режиме (без присутствия окислителя) образовались газы, содержащие преимущественно метан, этан, этилен и оксид углерода. Рассчитанная низшая теплотворная способность составила 7,3 МДж/м3. По величине теплотворной способности газ подобен генераторному и доменному газам.
Пример 4.
Эксперименты проводили на стоках содержащих стойкие органические загрязнения (полихлорированный бифенил). Значение химического потребления кислорода в осадке составляло 15 г O2/л. В качестве адсорбента использовали отходы производства гречневой крупы - молотую гречневую лузгу в концентрации 200 г на 1 л раствора. После перемешивания и отстаивания значение химического потребления кислорода в растворе уменьшилось до 4 г O2/л. После третьей обработки содержание органических веществ в растворе уменьшилось до значений, допускающих сброс в канализацию. Значение химического потребления кислорода в осадке составляло 165 г O2/л. Обработку проводили при температуре 600°С и давлении 22 МПа в присутствии окислителя (раствор перекиси водорода). После обработки значение химического потребления кислорода в конденсате уменьшилось до 0,2 г O2/л. Конденсат представлял прозрачную жидкость без инородных включений.
Применение предложенного способа позволяет упростить технологический процесс за счет исключения технологических операций регенерации адсорбента, снизить энергетические затраты, повысить экономическую эффективность за счет одновременной утилизации твердых и жидких органосодержащих отходов.

Claims (2)

1. Способ очистки сточных вод, содержащих органические загрязнения, включающий обработку сточных вод адсорбентом до достижения заданной степени очистки сточных вод, разделение обработанных сточных вод на очищенные сточные воды и твердый осадок, содержащий загрязненный адсорбент, сбор твердого осадка и его обработку в условиях сверхкритического водного окисления при температуре 450-600°С и давлении 22 МПа до полного окисления органических соединений, отличающийся тем, что в качестве адсорбента используют органосодержащие горючие отходы, содержание органических веществ в осадке доводится до значений химического потребления кислорода 50-300 г O2/л.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку в сверхкритической водной среде проводят в отсутствии окисляющих веществ.
RU2016150903A 2016-12-23 2016-12-23 Способ очистки сточных вод от растворенных органических загрязнений RU2658404C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016150903A RU2658404C1 (ru) 2016-12-23 2016-12-23 Способ очистки сточных вод от растворенных органических загрязнений

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016150903A RU2658404C1 (ru) 2016-12-23 2016-12-23 Способ очистки сточных вод от растворенных органических загрязнений

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2658404C1 true RU2658404C1 (ru) 2018-06-21

Family

ID=62712675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016150903A RU2658404C1 (ru) 2016-12-23 2016-12-23 Способ очистки сточных вод от растворенных органических загрязнений

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2658404C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110357325A (zh) * 2019-07-10 2019-10-22 吉林建筑大学 一种含油废水的处理方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4543190A (en) * 1980-05-08 1985-09-24 Modar, Inc. Processing methods for the oxidation of organics in supercritical water
RU2114064C1 (ru) * 1995-06-06 1998-06-27 Татарский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности Способ очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов
WO1999035084A1 (en) * 1998-01-08 1999-07-15 Chematur Engineering Ab Supercritical treatment of adsorbent materials
US7972573B2 (en) * 2007-05-16 2011-07-05 Parsons Corporation Supercritical water oxidation apparatus and process
RU2480425C2 (ru) * 2007-11-09 2013-04-27 Юпм-Киммене Ойй Обработка сточных вод, полученных в процессе переработки биомассы в жидкое биотопливо, который включает получение синтез-газа, и интегрированная производственная установка
RU2481273C1 (ru) * 2011-09-14 2013-05-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ГОСНИТИ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) Способ очистки бытовых сточных вод, содержащих органические загрязнения

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4543190A (en) * 1980-05-08 1985-09-24 Modar, Inc. Processing methods for the oxidation of organics in supercritical water
RU2114064C1 (ru) * 1995-06-06 1998-06-27 Татарский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности Способ очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов
WO1999035084A1 (en) * 1998-01-08 1999-07-15 Chematur Engineering Ab Supercritical treatment of adsorbent materials
US7972573B2 (en) * 2007-05-16 2011-07-05 Parsons Corporation Supercritical water oxidation apparatus and process
RU2480425C2 (ru) * 2007-11-09 2013-04-27 Юпм-Киммене Ойй Обработка сточных вод, полученных в процессе переработки биомассы в жидкое биотопливо, который включает получение синтез-газа, и интегрированная производственная установка
RU2481273C1 (ru) * 2011-09-14 2013-05-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ГОСНИТИ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) Способ очистки бытовых сточных вод, содержащих органические загрязнения

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛУРЬЕ Ю.Ю., РЫБНИКОВА А.И. Химический анализ производственных сточных вод. Москва, Химия, 1974, с. 37-40. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110357325A (zh) * 2019-07-10 2019-10-22 吉林建筑大学 一种含油废水的处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102701495B (zh) 一种难降解有机废水的处理方法
Alipour et al. COD removal from industrial spent caustic wastewater: A review
US4274968A (en) Process for the purification of water
US11459258B2 (en) Method for treatment and disinfection of industrial effluents
CN102963953A (zh) 一种处理洗煤废水的方法
He et al. Enhanced removal of COD and color in paper-making wastewater by ozonation catalyzed by Fe supported on activated carbon
Kulkarni et al. Studies on flyash as an adsorbent for removal of various pollutants from wastewater
RU2480418C2 (ru) Способ отделения сажи от потока сточных вод
RU2480423C1 (ru) Комбинированный способ очистки сточных вод, содержащих органические загрязнения
RU2658404C1 (ru) Способ очистки сточных вод от растворенных органических загрязнений
CN102963952A (zh) 一种处理含油废水的方法
CN103819063B (zh) 一种危险废物碱渣的处理方法
Mansoorian et al. Equilibrium and synthetic studies of methylene blue dye removal using ash of walnut shell
CN103613185A (zh) 一种高效处理焦化废水的方法
RU2568484C1 (ru) Способ очистки воды
CA2880227C (en) System and method for oil sands tailings treatment
Gupta et al. COD and colour reduction of sugar industry effluent by electrochemical treatment
RU2330339C1 (ru) Способ очистки воды и водных растворов от органических примесей, содержащих металлы и радионуклиды
RU2481273C1 (ru) Способ очистки бытовых сточных вод, содержащих органические загрязнения
Ali et al. Produced Water Treatment by Adsorption: A Review
RU2783358C2 (ru) Способ обезвреживания полигонного фильтрата и других жидких отходов с высоким содержанием трудноокисляемых органических веществ (по показателю ХПК) на основе сверхкритического водного окисления и устройство для его реализации
CN204509030U (zh) 高盐工业污水处理系统
RU2782099C1 (ru) Способ обезвреживания водных отходов, содержащих углеводороды
Yosofi et al. Decolorization of methylene blue from aqueous solution using ultrasonic/Fenton like process
BR102016014409B1 (pt) Processo de pré-tratamento de efluentes, reator de catálise homogênea, e sistema compreendendo o reator de catálise homogênea

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181224