Способ очистки сточных вод

 

Изобретение относится к реагентным способам обработки сточных вод, содержащих формальдегид, и может быть использовано на предприятиях деревообрабатывающей промышленности. Для осуществления способа очистки в нейтральные сточные воды, содержащие формальдегид, вводят мочевину в мольном соотношении формальдегид: мочевина, равном 1,0:(1,3-1,5), и в течение 10-15 минут осуществляют контакт полученной смеси с пористым кислым сорбентом, взятым в количестве 30-35 г/л. Технический результат предложенного способа заключается в повышении степени очистки сточных вод от формальдегида до 99,98%, а также в интенсификации процесса очистки. 4 табл.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод деревообрабатывающих и мебельных предприятий от формальдегида.

Известен способ очистки сточных вод от формальдегида, включающий стадию последовательного введения аммиака и мочевины из расчета 0,5-1,0 моль мочевины на 1 моль формальдегида. После добавления серной кислоты для отвердения образовавшейся смолы и ее удаления, стоки нейтрализуют аммиаком. Нейтральную воду концентрируют выпариванием или охлаждением, выделяют соли аммония, используют их повторно. Остаточное содержание формальдегида в очищенной воде превышает значения ПДК, поэтому воду подвергают дополнительной очистке в биопрудах или разбавляют водой [1].

Недостатком данного способа являются: энергоемкость, трудоемкость и низкая эффективность очистки.

Существует также способ очистки сточных вод от формальдегида, включающий обработку сточной воды гранулированным кислым адсорбентом из глинистых минералов слоистой и слоисто-ленточной структуры с размерами гранул 4-7 мм с последующей нейтрализацией раствором гидроксида натрия до рН 7-9 и многократной регенерацией адсорбента раствором гидроксида аммония [2].

К недостаткам предложенного способа следует отнести низкую степень очистки (конверсия формальдегида составляет всего 60%), необходимость частой регенерации адсорбента (адсорбент теряет свою активность после трехкратного применения); использование в процессе подготовки адсорбента концентрированной серной кислоты, что приводит к коррозии технологического оборудования, проблему утилизации отработанного адсорбента (для очистки 1 м³ сточной воды используется 40 кг адсорбента).

Задача изобретения - обеспечение катализируемого кислотой процесса конденсации формальдегида с мочевиной на поверхности пористого кислого сорбента.

Технический результат - повышение степени очистки сточных вод от формальдегида до 99,98%, интенсификация процесса.

Это достигается тем, что в способе очистки сточных вод, содержащих формальдегид, включающем контакт сточной воды с твердым кислым адсорбентом, в нейтральные сточные воды, содержащих формальдегид, вводят мочевину в мольном соотношении формальдегид: мочевина, равном 1,0:(1,3-1,5) и в течение 10-15 мин осуществляют контакт полученной смеси с сорбентом.

Способ позволяет достичь более высокой степени очистки сточных вод от формальдегида, поскольку, при этом, молекулы формальдегида и мочевины, избирательно адсорбируясь на поверхности пористого кислого сорбента, реагируют друг с другом, образуя макромолекулы растворимых олигомеров, которые переходят в водный раствор. Катализатором в этой реакции выступают ионы Н⁺, иммобилизированные на сорбенте. Сорбент после многократного использования, при необходимости, можно регенерировать с восстановлением исходной каталитической активности.

Оптимальные параметры способа в указанных пределах обеспечивают эффективность решения поставленной задачи и получение технического результата.

Пример 1

Приготовлены по одному литру три образца нейтральной сточной воды, содержащей формальдегид с концентрацией 3 г/л с мочевиной, в мольном соотношении формальдегид: мочевина - 1:1,5. В первый образец вводят 30 г активированного угля, во второй - 30 г катионита КУ-2, в третий - 30 г пористого кислого сорбента. Полученные смеси выдерживают 10 мин, после чего определяют степень очистки формальдегида.

Степень очистки определяли по формуле:

где C₁ - концентрация формальдегида до очистки, г/л;

С₂ - концентрация формальдегида после очистки, г/л.

Исходя из данных таблицы 1, наиболее высокая степень очистки сточной воды от формальдегида наблюдается при использовании пористого кислого сорбента.

Пример 2

Приготовлены по одному литру четыре образца нейтральной сточной воды, содержащей формальдегид с концентрацией 3 г/л с мочевиной, в мольном соотношении формальдегид: мочевина от 1:1,1 до 1:1,7. В полученные образцы вводят по 30 г кислого пористого сорбента, выдерживают 10 мин, после чего определяют степень очистки формальдегида.

Согласно данным таблицы 2, оптимальным мольным соотношения формальдегида к мочевине является соотношение 1:(1,3-1,5).

Пример 3

Приготовлены по одному литру четыре образца нейтральной сточной воды, содержащей формальдегид с концентрацией 3 г/л с мочевиной, в мольном соотношении формальдегид: мочевина 1:1,5, с различным содержанием кислого пористого сорбента.

Согласно данным таблицы 3 наиболее высокая степень очистки сточной воды наблюдается при введение в 1 л сточной воды 25-30 г кислого пористого сорбента.

Пример 4

Приготовлены по одному литру четыре образца нейтральной сточной воды, содержащей формальдегид с концентрацией 3 г/л с мочевиной, в мольном соотношении формальдегид: мочевина 1:1,5, с содержанием кислого пористого сорбента по 30 г в каждом, выдерживают соответственно 5-20 мин.

Согласно данным таблицы 4 оптимальным диапазоном времени контакта сорбента со сточной водой является 10-15 мин.

Источники информации

1. Очистка сточных вод предприятий мебельной и деревообрабатывающей промышленности от формальдегида и акриловых эмульсий/ Короткина Л.Г., Резникова В.П., Немцова Л.Д. // Обзорная информация. М.: ВНИИПИЭИлеспром, 1986, 47 с.

2. Патент РФ № 2085501, МКИ С 02 F 1/58, 1997.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод, содержащих формальдегид, включающий контакт сточной воды с пористым кислым сорбентом, отличающийся тем, что в нейтральные сточные воды, содержащие формальдегид, вводят мочевину в мольном соотношении формальдегид : мочевина, равном 1,0:(1,3-1,5), и в течение 10-15 мин осуществляют контакт полученной смеси с сорбентом, взятым в количестве 30-35 г/л.