RU2712565C1 - Device and method of purifying waste water from phenol - Google Patents
Device and method of purifying waste water from phenol Download PDFInfo
- Publication number
- RU2712565C1 RU2712565C1 RU2019122379A RU2019122379A RU2712565C1 RU 2712565 C1 RU2712565 C1 RU 2712565C1 RU 2019122379 A RU2019122379 A RU 2019122379A RU 2019122379 A RU2019122379 A RU 2019122379A RU 2712565 C1 RU2712565 C1 RU 2712565C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phenol
- hydrogen peroxide
- waste water
- wastewater
- reactor
- 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
- C02F1/48—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
-
- 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
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
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)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для подготовки и обеззараживания воды и может быть использовано для очистки промышленных сточных вод от фенола.The invention relates to devices for the preparation and disinfection of water and can be used for purification of industrial wastewater from phenol.
Как известно, существует две группы методов очистки сточных вод от фенола: регенеративные (экстракция, перегонка, ректификация, адсорбция, обратный осмос, этерификация, биологическая очистка) и деструктивные (окислительные в различных вариантах и гидролиз). Эти и другие известные способы, а также их комбинированное воздействие на сточные воды, делают их технологически сложными и требуют значительных энергетических и временных затрат.As you know, there are two groups of phenol wastewater treatment methods: regenerative (extraction, distillation, distillation, adsorption, reverse osmosis, esterification, biological treatment) and destructive (oxidative in various forms and hydrolysis). These and other known methods, as well as their combined effect on wastewater, make them technologically complex and require significant energy and time costs.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки промышленных сточных вод от фенола, заключающемся в их обработке электрогидравлическим воздействием высоковольтного короткоимпульсного электрического разряда с продолжительностью импульса 1-10 мкс, согласно решению обработку сточных вод проводят в присутствии перекиси водорода в количестве, обеспечивающем разложение фенола до оксида углерода (IV), при этом напряжение электрического разряда составляет 25-30 кВ, а количество импульсов 110-120 (Патент Российской Федерации RU 2326055. Способ очистки промышленных сточных вод от фенола).) (а.с. 2326055, МПК 51 C02F 1/48, C02F 1/72, опубл. 10.06.2008 г.).The closest in technical essence and the achieved result is a method of purifying industrial wastewater from phenol, which consists in treating them with electro-hydraulic action of a high-voltage short-pulse electric discharge with a pulse duration of 1-10 μs, according to the solution, the wastewater is treated in the presence of hydrogen peroxide in an amount that ensures decomposition phenol to carbon monoxide (IV), while the voltage of the electric discharge is 25-30 kV, and the number of pulses 110-120 (Patent USSIAN Federation RU 2326055. A method of purification of industrial waste water from the phenol).) (AS 2326055, IPC 51
Недостатками соответствующего изобретению устройства являются:The disadvantages of the device according to the invention are:
- раздельная подача в реактор сточных вод и пероксида водорода с последующим перемешиванием с помощью электромеханической мешалки в реакторе, что не обеспечивает гомогенное перемешивание раствора и соответственно объемную равномерность обработки;- separate supply of wastewater and hydrogen peroxide to the reactor, followed by stirring using an electromechanical mixer in the reactor, which does not provide homogeneous mixing of the solution and, accordingly, volumetric uniformity of processing;
- расположение самой мешалки в непосредственной близости к очагу разряда, что создает опасность ее механических повреждений;- the location of the mixer itself in close proximity to the source of discharge, which creates the risk of mechanical damage;
- необходимость нагрева раствора и охлаждения корпуса реактора, что усложняет процесс обработки и требует дополнительных энергетических затрат;- the need for heating the solution and cooling the reactor vessel, which complicates the processing process and requires additional energy costs;
- точечный вывод отходящих газов, приводящий к возможному накоплению газов в реакторе, что нежелательно с точки зрения техники безопасности.- point output of exhaust gases, leading to the possible accumulation of gases in the reactor, which is undesirable from the point of view of safety.
- циклический режим работы устройства, усложняющий его эксплуатацию.- cyclic mode of operation of the device, complicating its operation.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение перечисленных недостатков наиболее близкого аналога и создание надежного, стабильного устройства для обработки фенолсодержащих сточных вод, работающего в проточном режиме.The task of the invention is to remedy these shortcomings of the closest analogue and create a reliable, stable device for the treatment of phenol-containing wastewater, operating in flow mode.
Поставленная задача решается тем, что загрязненные фенолом сточные воды подаются в устройство для очистки сточных вод от фенола, включающее вертикально установленный реактор цилиндрической формы, снабженный двумя боковыми электродами, на которые подается импульсное напряжение от высоковольтного генератора, систему отвода газов и очищенных сточных вод, отличающееся тем, что оба электрода в реакторе установлены горизонтально, реактор дополнительно содержит сопло Лаваля, а само устройство - систему для непрерывной подачи сточных вод и пероксида водорода, которые предварительно гомогенизируются в статическом смесителе.The problem is solved in that the phenol-contaminated wastewater is supplied to a phenol wastewater treatment device including a vertically mounted cylindrical reactor equipped with two side electrodes, to which a pulse voltage is supplied from a high-voltage generator, a system for removing gases and treated wastewater, characterized the fact that both electrodes in the reactor are installed horizontally, the reactor additionally contains a Laval nozzle, and the device itself - a system for continuous supply of wastewater and hydrogen peroxide, which are pre-homogenized in a static mixer.
Поставленная задача решается также способом очистки сточных вод от фенола, который заключается в воздействии на гомогенную смесь фенолсодержащих сточных вод и пероксида водорода высоковольтным импульсным разрядом и отличающийся тем, что до подачи в реактор фенолсодержащие сточные воды предварительно гомегенизируются с расчетными количествами пероксида водорода в статическом смесителе, при этом скорость подачи пероксида водорода рассчитывается в соответствие с концентрацией фенола в сточных водах в их массовом соотношении пероксид водорода: фенол, равном (1-5):6, пероксид водорода подается в статический смеситель через регулирующий клапан, а гомогенизированный раствор пропускается между электродами, далее через сопло Лаваля, что обеспечивает полное разложение фенола.The problem is also solved by a method for purifying wastewater from phenol, which consists in exposing a homogeneous mixture of phenol-containing wastewater and hydrogen peroxide to a high-voltage pulse discharge and characterized in that prior to being fed to the reactor, phenol-containing wastewater is pre-homogenized with the calculated amounts of hydrogen peroxide in a static mixer, while the feed rate of hydrogen peroxide is calculated in accordance with the concentration of phenol in wastewater in their mass ratio of peroxy hydrogen: phenol equal to (1-5): 6, hydrogen peroxide is fed to the static mixer via the control valve, and a homogenized solution is passed between the electrodes, then through a Laval nozzle that provides full decomposition of phenol.
Таким образом, отличительными признаками данного устройства от аналога являются: конструкция реактора, включая форму и расположение электродов, обуславливающие равномерность обработки сточных вод; наличие сопла Лаваля, повышающего степень разрушения фенола; непрерывность процесса очистки сточных вод от фенола, что повышает производительность установки; непрерывная подача пероксида водорода в трубопровод через статический смеситель, что способствует большей степени гомогенизации раствора и исключает применение электромеханической мешалки, упрощая тем самым процесс эксплуатации установки; отсутствие электрической печи и системы охлаждения, что также уменьшает энергетические затраты и повышает надежность эксплуатации установки; наличие ловушки для выделившихся в процессе обработки газов, что обеспечивает их полное удаление из реактора.Thus, the distinguishing features of this device from the analogue are: reactor design, including the shape and arrangement of the electrodes, which determine the uniformity of wastewater treatment; the presence of a Laval nozzle that increases the degree of destruction of phenol; the continuity of the process of wastewater treatment from phenol, which increases the productivity of the installation; continuous supply of hydrogen peroxide to the pipeline through a static mixer, which contributes to a greater degree of homogenization of the solution and eliminates the use of an electromechanical mixer, thereby simplifying the operation of the installation; the absence of an electric furnace and cooling system, which also reduces energy costs and increases the reliability of the installation; the presence of traps for gases released during the processing, which ensures their complete removal from the reactor.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что смесь «фенолсодержащие сточные воды + пероксид водорода» в массовом соотношении ПВ:Ф=(1-5):6 в единице объема, предварительно гомогенизированная в статическом смесителе, подвергается ударно-волновому воздействию, вследствие чего происходит окислительная деструкция фенола. Далее раствор проходит через сопло Лаваля, что приводит к большей степени очистки сточных вод от фенола. В отличие от наиболее близкого устройства-аналога перемешивание сточных вод с пероксидом водорода до подачи в реактор позволяет, во-первых, обеспечить получение более однородного состава раствора и, во-вторых, применять проточный режим его обработки. Кроме того при прохождении ускоренного под действием ударных волн потока жидкости через сопло Лаваля из-за кавитации приводит к деструкции остаточного фенола, что обеспечивает более глубокую очистку сточных вод от фенола.The essence of the invention lies in the fact that the mixture of “phenol-containing wastewater + hydrogen peroxide” in a mass ratio of PV: F = (1-5): 6 per unit volume, previously homogenized in a static mixer, is subjected to shock-wave action, as a result of which oxidative destruction of phenol. Further, the solution passes through a Laval nozzle, which leads to a greater degree of purification of wastewater from phenol. In contrast to the closest analogue device, mixing wastewater with hydrogen peroxide before being fed to the reactor allows, firstly, to ensure a more uniform solution composition and, secondly, to apply a flow treatment regime. In addition, when a fluid stream accelerated by the action of shock waves passes through the Laval nozzle due to cavitation, it leads to the destruction of residual phenol, which provides a deeper treatment of wastewater from phenol.
На фиг. 1 изображена схема устройства для очистки сточных вод от фенола, где 1 - входной патрубок для сточных вод, 2 - регулирующий клапан, 3 - статический смеситель, 4 - разрядная область, 5 - реактор, 6 - электроды, 7 - изоляторы, 8 - сопло Лаваля, 9 - выходной патрубок для отвода очищенной воды, 10 - автоматический газоотводчик. Работа устройства осуществляется следующим образом. Сточные воды подаются на вход 1 и одновременно через регулирующий клапан 2 в статический смеситель, 3 - пероксид водорода, где они, смешиваясь, образовывают гомогенный раствор, который далее поступает в разрядную область 4 реактора 5, где происходит окислительное разрушение фенола высокореакционными диссоциатами, возникающими под действием высоковольтных импульсов напряжения (амплитудой 28-30 кВ, длительностью импульсов 1-100 мкс и частотой их следования 20-500 Гц), подаваемого на электроды 6, изолированные от корпуса реактора диэлектрическими (фторопластовыми или капролоновыми) вставками 7. Объемная скорость подачи водного раствора пероксида водорода предварительно рассчитывается в массовом соотношение «чистый» пероксид водорода : фенол = (1-5):6 в единице объема для установленной производительности устройства. Ускоренный импульсами электрического разряда поток попадает в сопло Лаваля 8, где из-за кавитации и гидродинамических возмущений, приводящих к турбулентности и интенсивному массопереносу раствора, и, как следствие этого - к увеличению частоты столкновений частиц, скорость окислительной деструкции фенола возрастает и осуществляется деструкция остаточного фенола. Очищенные от фенола и нагретые вследствие импульсов разряда примерно до 40 С сточные воды под рабочим давлением аппарата отводятся по трубопроводу 9, а выделенные в результате очистки газы - через автоматический газоотводчик 10.In FIG. 1 shows a diagram of a device for treating wastewater from phenol, where 1 is an inlet for wastewater, 2 is a control valve, 3 is a static mixer, 4 is a discharge region, 5 is a reactor, 6 is an electrode, 7 is an insulator, 8 is a nozzle Laval, 9 - outlet pipe for the removal of purified water, 10 - automatic gas vent. The operation of the device is as follows. Wastewater is supplied to
Примеры работы устройства с применением предложенного способа.Examples of the operation of the device using the proposed method.
Пример 1. В первом случае проводилась обработка модельного раствора с содержанием фенола 575 мг/дм3 электроразрядными импульсами напряжением 29 кВ и частотой их следования 20 Гц при скорости подачи смеси 2 л/мин с различным массовым соотношением ПВ:Ф (табл. 1).Example 1. In the first case, a model solution was processed with a phenol content of 575 mg / dm 3 by electric discharge pulses of 29 kV voltage and a pulse repetition rate of 20 Hz at a mixture feed rate of 2 l / min with a different mass ratio PV: F (Table 1).
Пример 2. Во втором случае при таких же условиях обрабатывались реальные сточные воды с первоначальным содержанием фенола 211,4 мг/дм3 (табл. 2).Example 2. In the second case, under the same conditions, real wastewater with an initial phenol content of 211.4 mg / dm 3 was treated (Table 2).
Таким образом, согласно заявленному изобретению двухступенчатая проточная обработка смеси фенолсодержащих сточных вод с пероксидом водорода, предварительно гомогенизированная до подачи в реактор, при которой в электроразрядной области осуществляются основные реакции разрушения фенола, а в сопле Лаваля - дополнительные, способствующие усилению этих процессов деструкции, обеспечивает более эффективную очистку сточных вод от фенола, а также долговечность, надежность и безопасность работы устройства и упрощение его эксплуатации. Устройство позволяет осуществлять глубокую очистку сточных вод от фенола в проточном режиме за счет интенсивной деструкции фенола пероксидом водорода при ударно-волновом воздействии на гомогенную смесь, а также использования сопла Лаваля - как второй ступени разрушения фенола.Thus, according to the claimed invention, a two-stage flow treatment of a mixture of phenol-containing wastewater with hydrogen peroxide, pre-homogenized before being fed into the reactor, in which the main phenol destruction reactions are carried out in the electric discharge region, and additional ones, contributing to the intensification of these destruction processes in the Laval nozzle, provide more effective wastewater treatment from phenol, as well as the durability, reliability and safety of the device and the simplification of its operation. The device allows deep wastewater treatment from phenol in the flow mode due to the intense destruction of phenol with hydrogen peroxide under shock wave exposure to a homogeneous mixture, as well as the use of a Laval nozzle as the second stage of phenol destruction.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122379A RU2712565C1 (en) | 2019-07-12 | 2019-07-12 | Device and method of purifying waste water from phenol |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122379A RU2712565C1 (en) | 2019-07-12 | 2019-07-12 | Device and method of purifying waste water from phenol |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2712565C1 true RU2712565C1 (en) | 2020-01-29 |
Family
ID=69625260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019122379A RU2712565C1 (en) | 2019-07-12 | 2019-07-12 | Device and method of purifying waste water from phenol |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2712565C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2760130C1 (en) * | 2021-05-21 | 2021-11-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Method for processing sewage waters containing phenol and its derivatives |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU259711A1 (en) * | 1968-07-22 | 1973-03-20 | Институт Химии Эстонской Сср | METHOD OF CLEANING INDUSTRIAL AND WASTE FROM PENOL |
SU514548A1 (en) * | 1974-01-04 | 1977-06-25 | Институт Химии Ан Эстонской Сср | Wastewater treatment method |
US6695953B1 (en) * | 1993-11-05 | 2004-02-24 | Florida State University | Accelerated methods of oxidizing organic contaminants in aqueous mediums using corona induced reactions and particles therewith |
RU2326055C1 (en) * | 2006-10-10 | 2008-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" | Method of purifying industrial sewage water of phenol |
-
2019
- 2019-07-12 RU RU2019122379A patent/RU2712565C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU259711A1 (en) * | 1968-07-22 | 1973-03-20 | Институт Химии Эстонской Сср | METHOD OF CLEANING INDUSTRIAL AND WASTE FROM PENOL |
SU514548A1 (en) * | 1974-01-04 | 1977-06-25 | Институт Химии Ан Эстонской Сср | Wastewater treatment method |
US6695953B1 (en) * | 1993-11-05 | 2004-02-24 | Florida State University | Accelerated methods of oxidizing organic contaminants in aqueous mediums using corona induced reactions and particles therewith |
RU2326055C1 (en) * | 2006-10-10 | 2008-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" | Method of purifying industrial sewage water of phenol |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЧЕРКИНСКИЙ С.Н. и др. О гигиенической оценке метода обеззараживания воды прямым электролизом. - Гигиена и санитария, 1980, 11, с.72-73. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2760130C1 (en) * | 2021-05-21 | 2021-11-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Method for processing sewage waters containing phenol and its derivatives |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4453052B2 (en) | Water treatment equipment | |
JP4849382B2 (en) | Water treatment equipment | |
CA2316160A1 (en) | Liquid treating process and apparatus, as well as liquid treating system | |
KR102613173B1 (en) | Systems and methods for treating fluids by sonoelectrochemistry | |
JP2012228644A (en) | Liquid treating apparatus | |
JP2003062579A (en) | Treating method of liquid and device therefor | |
JP2009056364A (en) | Piping type water treatment apparatus | |
JP2010022991A (en) | Liquid treatment device and liquid treatment method | |
JP2009119347A (en) | Water treatment apparatus | |
US20160221848A1 (en) | Apparatus and method for oxidative treatment of organic contaminants in waste water | |
Wu et al. | Decomposition of chloroform and succinic acid by ozonation in a suction-cavitation system: effects of gas flow | |
RU2712565C1 (en) | Device and method of purifying waste water from phenol | |
EA025910B1 (en) | Method for treatment of sulphide-containing spent caustic | |
Starchevskyy et al. | The effectiveness of food industry wastewater treatment by means of different kinds of cavitation generators | |
JP2004130185A (en) | Wastewater treatment method and apparatus therefor | |
JP3969114B2 (en) | Organic halogen compound decomposition method and decomposition apparatus. | |
EP3429966A1 (en) | Treatment of fluids | |
JP4842895B2 (en) | Fluid processing apparatus and fluid processing method | |
RU2290370C1 (en) | Water disinfection method | |
RU2152359C1 (en) | Device for cleaning and decontamination of water by high-voltage electrical discharges | |
WO2000058224A1 (en) | Reactor for cleaning and disinfection of aquatic media | |
RU2099290C1 (en) | Method of treating waste waters from petrochemical and petroleum- processing enterprises to remove dissolved phenols and petroleum products | |
CN111977739A (en) | COD degradation reactor for high-concentration organic wastewater | |
JPH03143594A (en) | Water treatment | |
RU2228916C1 (en) | Installation for water purification by ozone treatment |