SU1745684A1 - Способ очистки сточных вод от кислотных красителей - Google Patents

Abstract

Использование: очистка сточных вод на красильных предпри ти х. Сущность изобретени : экстракци  0,2 - 0,25 М растворами смеси технических первичных алифатических аминов общей формулы СНз- (СН2)т - СН(МН2НСН2)п-СНз. где m + n 8 - -16, при рН 5 - 6 и соотношении объемов водной и органической фаз(5-25): 1.1 з.п.ф- лы, 8 табл.

Description

Изобретение относитс  к способам очистки сточных вод от красителей экстракцией и может быть применено на красильных предпри ти х дл  извлечений кислотных красителей.

Известен способ очистки сточных вод от кислотных красителей сорбцией на карбонизированных бентонитовых и палыгорски- товых глинах. Согласно этому способу очистку сточных вод от красителей осуществл ют сорбцией на карбонизированных при 450 - 550°С палыгорскитовых и бентонитовых глинах, отработанных 8 процессе очистки нефтепродуктов, Степень очистки сточных вод от красителей этим способом достигает 90%.

Недостатками способа  вл ютс  низка  степень очистки и необходимость высокотемпературной обработки адсорбентов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ очистки сточных вод от анионных красителей, содержащих сульфогруппы, путем экстракции растворами третичных аминов в толуоле при рН 2. При концентрации красителей в сточных водах 9800 мг/л, соотношение сточные во- ды:эмин:толуол берут 100:7:28. Способ обеспечивает уменьшение цветности на 99%. Экстрагент регенерируют обработкой 20%-ным раствором гидроксида натри  при соотношении водной и органической фаз 1:5.Потери экстрагента в одном цикле экстракци  -реэкстракци  составл ют 0,1%.

Недостатками известного способа  вл ютс  расход минеральной кислоты необходимой дл  предварительного подкислени  сточных вод, а также сравнительно высокий расход гидроксида натри  дл  регенерации экстрагента.

Цель изобретени  - сохранение высокой степени очистки сточных вод без предварительного их подкислени , а также снижение расхода реэкстрагента дл  регенерации используемого экстрагента.

Дл  осуществлени  способа в качестве экстрагента кислотных красителей из сточных вод используют 0,2 - 0.25 М растворы АНПО (амины нитропарафинового основани ) в органических растворител х - продукт химического комбината,

2

СЛ О 00

N

представл ющий собой смесь технических алифатических первичных (частично вторичных ) аминов с общей формулой

СН3(СН2)т-СН-(СН2)и-СН3(АНПО) NH2

где т + п 8 - 16, средн   мол. м. 185, 20 0,93. В качестве органических1 растворителей используют керосин, гексан, гептан, октан и другие непол рные органические растворители (преимущественно керосин).

Извлечение красителей из сточных вод осуществл ют следующим образом. Сточные воды с содержанием красителей 0,8 - 1,2 г/л без изменени  их среды (рН 5-6) контактируют встр хиванием механическим путем или с помощью сжатого воздуха (барботированием) в течение 10 мин с 0,2 - 0,25 М раствором АНПО в органическом растворителе при соотношении объемов водной и органической фаз (5 - 25): 1, при этом сточные воды обесцвечиваютс , а органическа  фаза приобретает интенсивную темную окраску. После расслаивани  фаз водный слой, очищенный от красителей, сбрасывают в канализационную сеть, а из органической фазы красители реэкстраги- руют 30-минутным перемешиванием с 0.4%-ным (0,1 М) раствором гидроксида натри  при соотношении объемов водной и органической фаз 1:5. При этом красители почти количественно реэкстрагируютс , а экстрагент полностью регенерируетс  и может быть использовано многократно.

Очищают сточные воды камвольно-су- конного комбината, концентраци  красителей в которых колеблетс  в пределах 0,8 - 1,2 г/л (все красители кислотные), имеющие рН 5 - 6. В состав сточных вод входит смесь следующих красителей: пр мой черный С, активный пр мой светло-желтый, хром черный , пр мой желтый, пр мой коричневый и другие. Концентрацию красителей в исследуемых объектах определ ют известными методами. Дл  достижени  равновеси  в системе достаточно 10-минутного контактировани  фаз. Степень извлечени  не зависит от способа перемешивани  (механическим встр хиванием или барботированием).

Зависимость степени извлечени  красителей из сточных вод 0,2 М раствором АНПО в керосине от времени контактировани  фаз при Скрас. 0,8 г/л; Va:V0 4:1 представлена в табл.1.

Изучение зависимости степени извлечени  от рН среды водного раствора показало , что экстракци  красителей из сточных

вод начинаетс  при рН 2,7, достигает максимума при рН 4.8 - 6,3 (99,0%), с дальнейшим повышением щелочности среды степень извлечени  падает и из среды с рН 12,5

экстракци  практически не идет.

Зависимость степени извлечени  красителей из сточных вод 0,2 М раствором АНПО в керосине от рН среды при Скрас 0,8г/л; /в: /о 4:1; гКОнт 10мин представлена в табл.2.

Исход  из полученных результатов, в дальнейшем все исследовани  провод т без изменени  среды сточных вод, т.е. при рН 5 - 6.

Изучение зависимости степени извлечени  красителей из сточных вод от концентрации АНПО в органических растворител х показало, что максимальна  экстракци  наблюдаетс  при извлечении растворами АНПО с концентрацией 0,2 М и выше. Увеличение концентрации АНПО в растворе выше 0,2 М не оказывает вли ни  на степень извлечени .

Зависимость степени извлечени  красителей из сточных вод от концентрации АНПО в керосине при Скарс. 0.8 г/л, VB:Ve 4:1; TICQMT 10 мин представлена в табл.3.

Дл  извлечени  красителей из сточных

вод прин т интервал концентраций АНПО 0,2 - 0,25 М.

Изучение вли ни  различных органических растворителей на экстракцию красителей из сточных вод показало, что, хот 

наилучшие результаты достигаютс  при использовании в качестве разбавител  керосина , применение других непол рных органических растворителей лишь в незначительной степени понижает степень извлечени  и при необходимости их можно использовать в качестве разбавителей.

Результаты изучени  экстракции кислотных красителей из сточных вод 0,2 М растворами НАПО в органических растворител х при Скрас. 1.2 г/л; Ve:V0 4:1: f комт 10 мин представлены в табл.4.

Изучение экстракции индивидуальных красителей показало, что степень их извлечени  растворами АНПО незначительно

варьирует в пределах 1,5%.

Зависимость экстракции от соотношени  объемов водной и органической фаз по- каэыает, что увеличение соотношени  VB:V0 до 25:1 -снижает степень извлечени  только на 0,8%. Дальнейшее увеличение соотношени  объемов фаз приводит к понижению степени извлечени  и при соотношении VeiVo 100:1 степень извлечени  не превышает 67,5%. Полученные результаты указывают на значительную экстракционную емкость экстрагента. Исход  из полученных результатов (концентрации красителей в органической фазе при соотношении объемов водной и органической фаз 100:1) вычислено , что 1 г АНПО насыщаетс  1,48 г красителей .

Результаты изучени  экстракции индивидуальных красителей 0.2 М растворами АНПО в керосине при Скрас. 0,001 г/л; VB:Vo 2:1; г кант 10 мин представлены в табл.5.

При допустимой концентрации красителей в сточных водах 25 мг/мл дл  очистки сточных вод однократной экстракцией до концентраций красителей, позвол ющих сбрасывать сточные воды в общую канализационную сеть, можно использовать 0,2 - 0,25 М растворы АНПО в органическом рас- творителе при соотношении объемов водной Ид органической фаз от 1:1 до 25:1. Так как технологически более выгодно проводить экстракцию при больших соотношени х объемов фаз, то. наиболее приемлем интервал соотношений объемов водной и органической фаз от 5:1 до 25:1. При этом степень извлечени  кислотных красителей находитс  в пределах 98,1 - 99,0%. При исходной концентрации красителей в сточ- ных водах камвольно-суконного комбината 0,8 - 1.2 г/л после проведени  экстракции остаточна  концентраци  красителей в сточных водах лежит в пределах 8,0 - 22,8 мг/л (или 0,008 - 0.0228 г/л), что ниже пре- дельно допустимой концентрации красителей в сточных водах. При более высоких соотношени х объемов водной и органической фаз, остаточна  концентраци  красителей в сточных водах оказываетс  выше допустимой.

Зависимость степени извлечени  красителей из сточных вод 0,2 М раствором АНПО в керосине от соотношени  объемов водной и органической фаз при Скрас 0,8 г/л; Гконт Ю мин представлен в табл.6.

Из приведенных данных видно, что наиболее эффективно экстракци  протекает при соотношени х объемов водной и органической фаз (5 - 25): 1.

Дл  регенерации экстрагента провод т реэкстракцию красителей из органической фазы. Результаты показывают, что наилучшие данные получаютс  при использовании растворов гидроксида натри  с концентра- цией S 0,4% (или 0,1 М) при 30-минутном контактировании фаз. При этом соотношение объемов водной и органической фаз может доходить до 1:5 и реэкстра- ци  протекает почти количественно.

Реэкстракци  красителей из органической фазы растворами гидроксида натри  при концентрации красителей в органической фазе 19,025 г/л и времени контактировани  фаз 30 мин представлена в табл.7.

В результате реэкстрации органическа  фаза полностью регенерируетс  и раствор АНПО в органическом растворителе можно использовать многократно.

Зависимость степени извлечени  красителей из сточных вод 0,2 М раствором АНПО в керосине от кратности использова: ни  экстрагента при Скрае 1,2 гл; VB:Vo 10:1;гКонт 10 мин представлена в табл.8.

В результате дес тикратного использовани  экстрагента его экстрагирующа  способность снижаетс  на 1,3%. Следовательно, дл  получени  стабильных результатов экстракции необходимо после каждого цикла экстракци  - реэкстракци  обновл ть около 0,13% экстрагента.

При проведении экстракционной очистки сточных вод от кислотных красителей 0.2 - 0,25 М растворами АНПО в органических растворител х концентраци  красителей в реэкстракте повышаетс  в 125 раз (при Ve:V0 25:1 при экстракции и VB:V0 e 1:5 при реэкстракции) по сравнению с их исходной концентрацией в сточных водах. При этом на очистку в указанных услови х 1 м3 сточных вод расходуетс  32 г гидроксида натри  и 52 г экстрагента. Определение степени обесцвечивани  сточных вод в результате экстракционной очистки показало, что степень извлечени  красителей практически соответствует степени обесцвечивани .

Пример 1. К 50 мл сточных вод с концентрацией красителей 0,8 г/л прилива ют 10 мл 0,2 М раствора АНПО в керосине и систему перемешивают 10 мин. После расслаивани  фаз в водной фазе найдено 0,008 г/л красителей, что соответствует 99,0% извлечени . Из органической фазы реэкстра- гируют красители 30-минутным контактированием с 5 мл 0,4%-ного раствора гидроксида натри . В реэкстракте найдено 7,91 г/л красителей, что соответствует 99,9% реэкстракции.

Пример 2. К 100 м сточных вод с концентрацией красителей 0,8 г/л приливают 10 мл 0.2 М раствора АНПО в керосине и перемешивают фазы 10 мин. После расслаивани  в водной фазе найдено 0,010 г/л красителей, что соответствует 98,8% извлечени . Из органической фазы реэкстрагируют красители 30-минутным контактированием с 2 мл 0,4%-ного раствора гидроксида натри . В реэкстракте найдено 39,5 г/л красителей , что соответствует 99,9% реэкст- ракции.

Пример 3. К 500 мл сточных вод с концентрацией красителей 1,2 г/л приливают 20 мл 0,25 М раствора АНПО в керосине и перемешивают фазы 10 мин. После расслаивани  в водной фазе найдено 0,023 г/л красителей, что соответствует 98,1 % извлечени . После реэкстракции 30-минутным перемешиванием с 0,4%-ным раствором гидроксида в объеме 4 мл в реэкстракте найдено 147,1 г/л красителей, что соответствует 99,9% реэкстракции.

Пример 4. К1л сточных вод с концентрацией красителей 1,15 г/л приливают 40 мл 0.25 М раствора АНПО в керосине и перемешивают фазы 10 мин, после расслаивани  в водной фазе найдено 0,022 г/л красителей, что соответствует 98,1 % излечени . После реэкстракции 30-минутным перемешиванием с 8 мл 0,4%-ного раствора гидроксида натри  в реэкстракте найдено 140,9 г/л красителей, что соответствует 99,9% реэкстракции. Экстрагент повторно используют дл  очистки 1 л сточных вод с той же концентрацией красителей. В водной фазе найдено 0,023 г/л красителей, что соответствует 98,0% извлечени .

Таким образом, преимуществом предлагаемого способа  вл етс  его упрощение при сохранении высокой степени извлечени  красителей и обесцвечивани  сточных вод (98,1 - 99,0%), что достигаетс  проведением экстракции без изменени  рН среды и других характеристик сточных вод. В качестве экстракционного реагента используетс  доступный промышленный продукт - АНПО. В качестве органических растворителей используют керосин и другие доступные и менее огнеопасные соединени , чем толуол . Необходимы значительно меньшие концентрации гидроксида натри  дл 

проведени  реэкстракции (0,4%-ные растворы в сравнении с 20%-ным раствором гидроксида натри  в известном способе).

Claims (2)

1. Способ очистки сточных вод от кислотных красителей экстракцией растворами аминов в инертном органическом растворителе с последующей регенерацией экстрагента , отличающийс  тем, что, с целью

упрощени  способа при сохранении высокой степени очистки, экстракцию осуществл ют 0,2 - 0,25 М растворами смеси технических первичных алифатических аминов общей формулы

CH3-(CH2V СН-(СН2)П- )

NH-

гдет + п 8-16,

при рН 5 - 6 и соотношении объемов водной и органической фаз (5 25): 1.

2. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что регенерацию экстрагента осуществл ют реэкстракцией 0,40%-ным раствором гидроксида натри .

Таблица

Таблица2

Табли цаЗ

Таблица4

Табл ицаб

Таблицаб

Продолжение табл.6

Таблица

Табли ца8