Устройство и способ очистки сточных вод от фенола

Изобретение относится к устройствам для подготовки и обеззараживания воды и может быть использовано для очистки промышленных сточных вод от фенола. Устройство для очистки сточных вод от фенола включает 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. Способ 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 соответствии с концентраций фенола в сточных водах в их массовом соотношении пероксид водорода : фенол, равном (1-5):6, пероксид водорода подается в смеситель-гомогенизатор, подается через регулирующий клапан, а гомогенизированный раствор пропускается между электродами, далее через сопло Лаваля, что обеспечивает полное разложение фенола. Технический результат – обеспечение эффективной очистки сточных вод от фенола, а также долговечность, надежность и безопасность работы устройства и упрощение его эксплуатации. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для подготовки и обеззараживания воды и может быть использовано для очистки промышленных сточных вод от фенола.

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.

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.).

Недостатками соответствующего изобретению устройства являются:

- 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;

- расположение самой мешалки в непосредственной близости к очагу разряда, что создает опасность ее механических повреждений;

- необходимость нагрева раствора и охлаждения корпуса реактора, что усложняет процесс обработки и требует дополнительных энергетических затрат;

- точечный вывод отходящих газов, приводящий к возможному накоплению газов в реакторе, что нежелательно с точки зрения техники безопасности.

- циклический режим работы устройства, усложняющий его эксплуатацию.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение перечисленных недостатков наиболее близкого аналога и создание надежного, стабильного устройства для обработки фенолсодержащих сточных вод, работающего в проточном режиме.

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.

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.

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.

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.

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.

Примеры работы устройства с применением предложенного способа.

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).

Пример 2. Во втором случае при таких же условиях обрабатывались реальные сточные воды с первоначальным содержанием фенола 211,4 мг/дм3 (табл. 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.

1. 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.

2. Способ очистки сточных вод от фенола, заключающийся 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 соответствии с концентраций фенола в сточных водах в их массовом соотношении пероксид водорода : фенол, равном (1-5):6, пероксид водорода подается в смеситель-гомогенизатор подается через регулирующий клапан, а гомогенизированный раствор пропускается между электродами, далее через сопло Лаваля.



 

Похожие патенты:
Группа изобретений относится к электроду для применения в ваннах электрохлорирования, способу изготовления электрода и способу биоцидной обработки водного раствора хлорида натрия.

Изобретение относится к области удаления радиоактивных загрязнений из природных вод, а именно отделение техногенного трития от загрязненных им вод. Способ включает добавление в загрязненную воду безводного пероксида кальция, равномерное распределение его по объему воды до образования осадка октагидрата пероксида кальция.

Группа изобретений может быть использована для высушивания влажного материала (1), в частности осадка сточных вод. Влажный материал (1) подводят по подводящему трубопроводу (2) сушильной установки к подающему устройству (3) сушильной установки.

Изобретение может быть использовано для очистки природной воды в электронно-гальванической промышленности. Воду подвергают ионообменной сорбции путём её фильтрации через анионит марки ИА-1 в хлоридной форме, а затем через узел финишной очистки из смеси катионита КУ-2-8 и анионита АВ-17-8.

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к способам электрохимического извлечения кадмия, присутствующего в промывных водах в виде цианидных комплексов, и может быть использовано для удаления ионов кадмия из промывных вод ванн улавливания на участке кадмирования с целью предотвращения их попадания в сточные воды гальванического цеха.

Изобретение относится к водоочистке. Способ обесфторивания воды включает фильтрацию воды через фильтрующую конструкцию цилиндрической формы, в которой расположена система, состоящая из слоя диоксида кремния толщиной 5 см, слоя гранулированного активированного угля толщиной 10 см и слоя сорбента толщиной 0,5 см.

Изобретение относится к резервуару для бактерицидного хранения воды, который предназначен для длительного хранения воды и снабжения питьевой водой. Резервуар включает вертикально ориентированный корпус, содержащий днище и боковую стенку, не пропускающие свет, и крышку, герметично соединенную с боковой стенкой, патрубок для подвода воды, патрубок для отвода воды, расположенный в области днища резервуара, светопропускающую защитную трубу, установленную внутри корпуса резервуара в области его днища и параллельно ему, и лампу ультрафиолетового излучения, размещенную в защитной трубе.

Группа изобретение относится к системе очистки загрязненной и морской воды методом перекристаллизации и к теплообменному устройству, а также может использоваться в быту, пищевой промышленности, на предприятиях общественного питания и в медицине.

Изобретение относится к водоочистке и может быть использовано для биологической очистки сточных вод с помощью активного ила. Сточные воды вводят в резервуар активного ила В, который можно вентилировать, а затем - попеременно в один из резервуаров SU седиментации и рециркуляции, которые непрерывно сообщают гидравлически с резервуаром В и в которых на протяжении суток проводят рабочие циклы, включающие фазу возврата ила S, фазу рециркуляции U, фазу предварительной седиментации V и фазу отвода А.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрохимии, и может быть использовано в промышленности и сельском хозяйстве. Электроактиватор воды содержит корпус, катодную и анодную камеры с электродами, ионопроницаемую диафрагму, патрубки с запорными элементами для подачи воды и сброса католита и анолита, установленные по бокам цилиндрического корпуса, клеммы, источник постоянного тока, блок управления, поплавковый датчик уровня воды.

Изобретение относится к устройствам для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей и может быть использовано в очистных сооружениях водоснабжения и канализации, в химической и металлообрабатывающей промышленности, при очистке технологических, смазочно-охлаждающих жидкостей от органических примесей, а также для сбора нефтепродуктов с поверхностей водоемов рек, озер, морей и океанов. Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей содержит маслосборное средство 2 в виде ленточного конвейера, состоящего из бесконечной перфорированной по бокам ленты 4 из нефтестойкого материала, три пустотелых герметичных барабана 20, 21, имеющих на концах по звездочке 22 и закрепленных на подвижной раме 3, поплавок 14 в виде пустотелой или заполненной пенопластом герметичной емкости прямоугольного поперечного сечения, прикрепленной к подвижной раме 3, дополнительную пустотелую емкость - поплавок в виде пустотелого герметичного барабана, привод 9. Лента 4 выполнена волнообразно. Поплавок 14 представляет собой плавающее средство, смонтированное под конвейером с зазором с помощью ушек 24. Внизу поплавка 14 встроен вертикальный киль 16, представляющий собой телескопическую трубу с крестообразным наконечником. Изобретение позволяет повысить производительность и качество сбора нефтепродуктов. 6 ил.

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Автоматизированная система водоподготовки включает контур циркуляции воды, в который входят сообщающиеся между собой посредством трубопроводов комплект очистительного оборудования и водозаполняемый резервуар 13, управляемый программно-логическим устройством 1 (ПЛУ), соединенным через разъемы интерфейса управления с измерительно-управляющими контроллерами 2, соединенными с датчиками 6, 7, 8 и исполнительными механизмами. Система по меньшей мере включает еще один контур циркуляции воды, который соединен с другим/другими посредством трубопроводов с запорной арматурой 11 с возможностью объединения и/или разъединения контуров. В каждом контуре циркуляции воды предусмотрена возможность гидравлического подключения как минимум одного дополнительного водозаполняемого резервуара 13. Каждый контур циркуляции воды снабжен как минимум одной арматурой с угловой регулировкой 12. Все контуры выполнены с возможностью управления общим ПЛУ 1, программное обеспечение которого позволяет осуществлять водоподготовку резервуаров 13 как своего контура, так и другого. Измерительно-управляющие контроллеры 2 дополнительно снабжены разъемами интерфейса управления для каскадного подключения других измерительно-управляющих контроллеров 2 при наращивании числа водозаполняемых резервуаров 13 в контурах системы. Изобретение позволяет расширить функциональные и эксплуатационные возможности за счет обеспечения водоподготовки одновременно нескольких объемов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к дегазирующему устройству для анаэробного очистного устройства. Устройство (30) разделения газа и жидкости для анаэробного очистного устройства, предназначенного для очистки сточных вод, содержит восходящую трубу (32) для газа и жидкости; разделительную трубу (34), соединенную с восходящей трубой (32) для газа и жидкости, при этом разделительная труба образует угол с плоскостью, перпендикулярной восходящей трубе для газа и жидкости, от -45 градусов до +45 градусов, и разделительная труба (34) выполнена с возможностью, в ходе работы, приема текучей среды из восходящей трубы (32) для газа и жидкости; по меньшей мере один выпуск (35) газа из трубы, расположенный, в ходе работы, на поверхности разделительной трубы (34), обращенной от земли, при этом по меньшей мере один выпуск (35) газа из трубы выполнен с возможностью, в ходе работы, отведения по меньшей мере части газа из разделительной трубы (34) вовне устройства разделения газа и жидкости; гидроциклон (36), соединенный с разделительной трубой (34), при этом гидроциклон выполнен с возможностью, в ходе работы, приема текучей среды из разделительной трубы; по меньшей мере один выпуск (37) газа из гидроциклона, выполненный с возможностью, в ходе работы, отведения газа, поступающего в гидроциклон (36), вовне гидроциклона; и выпуск жидкости (38), выполненный с возможностью, в ходе работы, отведения дегазированной текучей среды из гидроциклона. Изобретение обеспечивает дегазирующее устройство для анаэробных очистных устройств, которое имеет простую конструкцию, обеспечивающую, в то же время, эффективное выведение газа из системы. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и очистки растворов методами электромикрофильтрации, электроультрафильтрации, электроосмофильтрации и может быть использовано в химической, текстильной, микробиологической, медицинской, пищевой и других областях промышленности. Электробаромембранный аппарат комбинированного типа включает две крышки, имеющие штуцеры для ввода разделяемого раствора, отвода пермеата первой ступени, отвода ретентата первой ступени и отвода ретентата второй ступени, два трубчатых мембранных модуля, выступы для фиксации трубчатых модулей, корпус плоскомембранного модуля, имеющий впадину для установки опорных колец, обратный клапан, пористую подложку, поплавковый уровнемер, герметизирующие заливки, байонетное кольцо. Аппарат содержит монополярные электроды - анод и катод, клеммы устройства для подвода электрического тока, выполненные в виде цилиндрических шпилек с резьбой, в которых имеются круглые сквозные прианодные и прикатодные проточки. Камера для прианодного и прикатодного пермеата первой ступени отделена диэлектрической перегородкой от камер вывода ретентата второй ступени. Аппарат также содержит прианодные и прикатодные мембраны, прианодные и прикатодные сетки, каналы для отвода прианодного и прикатодного пермеата. Каждая из камер прианодного и прикатодного пермеата первой ступени содержит поплавковый уровнемер, обратный клапан и штуцер подачи воздуха. В плоскомембранном модуле выполнены проточные окна. Аппарат содержит два штуцера вывода пермеата второй ступени, соединенные по потоку с трубчатым мембранным модулем, и два штуцера вывода ретентата второй ступени, соединенные по потоку с трубчатым мембранным модулем и расположенные в камерах вывода ретентата второй ступени. Технический результат: дифференцированное выделение ионов в потоках прикатодного и прианодного пермеата на первой ступени разделения, снижение гидравлического сопротивления в единице объема аппарата, повышение качества и эффективности разделения растворов. 7 ил.

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, медицине. Способ получения католитов-антиоксидантов включает обработку постоянным электрическим током исходных растворов в катодной и анодной камере установки с непроточным диафрагменным электролизером. В качестве исходных растворов используют водные растворы сульфата калия или ацетата натрия с концентрацией 1…3 г/л. Электрообработку ведут при плотности тока 0,08…1,13 А/см2 с удельным расходом количества электричества 0,11…0,20 Ампер-часов на 1 л католита и анолита. Получают католиты с pH 11,76… 11,80, ОВП -300… -846 мВ. Предложенное изобретение обеспечивает расширение интервала концентраций исходных солей, их ассортимент, а также повышает срок хранения католитов-антиоксидантов. 2 пр.

Изобретение относится к устройствам для подготовки и обеззараживания воды и может быть использовано для очистки промышленных сточных вод от фенола. Устройство для очистки сточных вод от фенола включает 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. Способ 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 соответствии с концентраций фенола в сточных водах в их массовом соотношении пероксид водорода : фенол, равном :6, пероксид водорода подается в смеситель-гомогенизатор, подается через регулирующий клапан, а гомогенизированный раствор пропускается между электродами, далее через сопло Лаваля, что обеспечивает полное разложение фенола. Технический результат – обеспечение эффективной очистки сточных вод от фенола, а также долговечность, надежность и безопасность работы устройства и упрощение его эксплуатации. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх