Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД,СОДЕРЖАЩИХ ФОРМАЛЬДЕГИД И МЕТАНОЛ(71) Заявитель Институт биохимии НАН Беларуси(73) Патентообладатель Арцукевич Ирина Михайловна(57) Способ очистки сточных вод, содержащих формальдегид и метанол, включающий полимеризацию формальдегида в присутствии соединения кальция и отделение метанола, отличающийся тем, что в сточные воды дополнительно вводят гликолевый альдегид в количестве 48 мг на 1 л стоков,в качестве соединения кальция используют оксид кальция берут из расчета 1 г на 2,6 г формальдегида, смесь нагревают 30 мин при 40 С, после чего метанол отгоняют при пониженном давлении. Фиг. 1. Содержание формальдегида (а) и метанола (б) при простой перегонке метанола из сточных вод Изобретение относится к способам очистки сточных вод, содержащих формальдегид или смесь формальдегида и метанола, и может быть использовано в химических производствах для обезвреживания растворов от этих двух токсических соединений. 3278 1 Сточные воды тех химических процессов, в которых одним из компонентов является формальдегид, всегда содержат в своем составе не только непрореагировавший формальдегид, но и значительное количество метанола, т.к. метанол изначально добавляется в раствор формалина (37 формальдегид) для предотвращения полимеризации формальдегида. Будучи инертным соединением, метанол целиком переходит в сточные воды. Проблема обезвреживания сточных вод от формальдегида и метанола на производствах до сих пор не решена. В ряде случаев сточные воды сжигают, однако этот процесс требует использования значительного количества газа. Кроме того, из-за неполноты сгорания часть токсических соединений попадает в воздух. Другой способ - вывоз сточных вод на поля фильтрации для естественного удаления этих химических соединений. Испаряясь, проникая в почву, они, однако, загрязняют окружающую среду. Наиболее близким по совокупности признаков и получению требуемого технического результата (прототипом) к заявляемому изобретению является способ очистки сточных вод, содержащих формальдегид и метанол 1. Согласно известному способу, сточные воды подкисляют серной кислотой до рН 3-6,5, отгоняют водно-метанольноформальдегидную фракцию простой перегонкой при 90-100 С с последующей ее ректификацией с отделением метанола, а смесь кубовых остатков после простой перегонки и ректификации подвергают альдольной конденсации при 80-95 С в течение 40-60 мин с введением гидроксида натрия в количестве 12-14 мг/л. Недостатком известного способа является его многостадийность, заключающаяся в отгонке воднометанольноформальдегидной фракции простой перегонкой на начальной стадии, а затем уже ее ректификации с отделением метанола, после чего проводится обезвреживание формальдегида из смеси кубовых остатков. Кроме того, процесс очистки является длительным с расходом значительного количества тепла. Т.е. известный способ также, как и два выше описанных, весьма энергоемок. Известный способ требует также дополнительного расхода реактива - серной кислоты - для доведения рН до значения 3-6,5. Заявленное изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в удешевлении процесса очистки сточных вод путем снижения энергоемкости процесса. Установлено, что прямую отгонку метанола из смеси формальдегид и метанол произвести эффективно невозможно из-за сильных межмолекулярных взаимодействий между этими компонентами среды с образованием полуацеталей. При перегонке, хотя температуры кипения метанола и формальдегида сильно различаются (64,5 С и -19,2 С соответственно), в конденсате присутствуют оба соединения (фиг. 1). Ввиду этого в заявляемом способе тактика очистки сточных вод состоит в следующем в начале обезвреживают формальдегид, а затем отгоняют метанол. Указанная выше задача решается за счет дополнительного введения в сточные воды гликолевого альдегида в количестве 48 мг на 1 л стоков, при этом для проведения полимеризации формальдегида берут оксид кальция из расчета 1 г на 2,6 г формальдегида, затем смесь нагревают в течение 30 мин при 40 С, после чего производят отгонку метанола при пониженном давлении. Заявляемое изобретение поясняется графиками. На фиг. 1 представлено содержание во фракциях формальдегида и метанола при простой отгонке метанола из исходных сточных вод. На фиг. 2 представлено содержание во фракциях и метанола при простой отгонке метанола из исходных сточных вод, обработанных негашеной известью с добавлением катализатора - гликолевого альдегида. На фиг. 3 представлено содержание во фракциях формальдегида и метанола при отгонке метанола при давлении 0,75 кгс/см 2 из сточных вод, обработанных негашеной известью с добавлением катализатора гликолевого альдегида. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Предложенный способ поясняется ниже. К 1 л сточных вод, содержащих формальдегид или смесь формальдегида и метанола, добавляют негашеную известь из расчета 1 г извести на 2,6 г формальдегида. Известь предварительно мелко измельчают. Затем добавляют раствор гликолевого альдегида в воде из расчета 48 мг на 1 л стоков. Смесь при постоянном перемешивании выдерживают 30 мин при 40 С, после чего отгоняют метанол при пониженном давлении. В предлагаемом способе очистки было установлено, что наилучший эффект регистрировался при использовании именно таких пороговых соотношений СаО и гликолевого альдегида (1 г извести на 2,6 г формальдегида и 48 мг гликолевого альдегида на 1 л сточных вод). В процессе экспериментов поставленная задача удаление формальдегида - достигалась также и при иных соотношениях этих компонентов. Однако снижение количества СаО требовало увеличения температуры процесса детоксикации сточных вод от формальдегида, а уменьшение количества гликолевого альдегида приводило к значительному удлинению времени. Метод определения формальдегида. 1-й этап - построение калибровки. Методом оксимирования определяли концентрацию формалина. Для этого к 1 мл раствора формалина добавляли 50 мл 1 н раствора гидрохлорида гидроксиламина и 100 мл воды. Колбу закрывали на 30 мин, а за 2 3278 1 тем содержимое желтого цвета титровали 1 н КОН в присутствии бромфенолового синего (1 мл) до появления розовой окраски. Для определения примеси кислоты, содержащейся в гидроксиламине, проводили контрольный опыт без формалина. В нашем случае концентрация формалина была равна 10,28 М. Для построения калибровки делали серию разведений с известными концентрациями формальдегида от 1 10-5 М до 6 10-4 М. Отбирали по 0,5 мл каждого из этих растворов, приливали по 0,2 мл 0,02 М фосфатного буфера рН 7,6 и по 0,5 мл раствора Нэша, в состав которого входит (на 250 мл воды) ацетат аммония 37,5 г, ледяная уксусная кислота - 0,75 мл, ацетилацетон - 0,5 мл. Пробы помещали в водяной термостат на 10 мин при температуре 60 С. После охлаждения пробы спектрофотометрировали при 412 нм. В контрольную пробу вместо раствора формальдегида добавляли такое же количество воды. 2-й этап - определение формальдегида в сточных водах. После разбавления сточных вод в 5000 раз отбирали 0,5 мл этого раствора, добавляли 0,02 мл 0,02 М фосфатного буфера рН 7,6 и 0,5 мл раствора Нэша. После 10-минутной экспозиции при температуре 60 С пробы спектрофотометрировали при 412 нм. Концентрацию раствора определяют, пользуясь калибровочным графиком. Анализ на формальдегид после реакции обезвреживания сточных вод проводят также, как и до обезвреживания, только разбавление раствора проводят не в 5000 раз, а в 50. Определение метанола. Метанол определяли методом газовой хроматографии. Пробы вносили в пенициллиновые флаконы. Флаконы закрывали резиновыми пробками и алюминиевыми колпачками. Флаконы инкубировали 15 мин при 65 С, отбирали 1 мл паро-газовой фазы и вводили в хроматограф ЛХМ 8 МД с пламенно-ионизационным детектором. Использовали стальную колонку с внутренним диаметром 3 мм и длиной 1,5 м, заполненную Полисорбом-1 с параметром гранул 0,25-0,5 мм. Анализ проводили при температуре испарителя хроматографа 150 С, температуре термостата колонок - 125 С расход газа-носителя (азота) - 30, водорода - 30,воздуха - 300 мл/мин. Время удерживания метанола - 65 сек. Концентрацию метанола рассчитывали по калибровочному графику по площади метанола предел обнаружения - 0,05 мг/л. Нижеследующие примеры иллюстрируют возможность осуществления изобретения. Пример 1. К 1000 мл сточных вод, полученных в процессе вакуумирования мочевино-формальдегидного клея, содержащих 41,6 г формальдегида и 180 г метанола, добавляют 16 г СаО, предварительно мелко измельченного, и 40 мл 0,02 М гликолевого альдегида. Смесь при постоянном перемешивании нагревают при 40 С в течение 30 мин. Через 30 мин процесс завершался, конечная концентрация формальдегида уменьшилась по сравнению с исходной в 3000 раз и составила 13,5 мг на 1 л сточных вод. Затем производят отгонку метанола при давлении 0,75 кгс/см. Через 6 мин процесс отгонки метанола завершался, конечная его концентрация по сравнению с исходной уменьшилась в 600 раз и составила 10-2 (фиг. 3). Методики определения формальдегида и метанола описаны выше. Пример 2. К 1000 мл сточных вод, полученных в процессе вакуумирования мочевино-формальдегидного клея,добавляли 14 г СаО, предварительно мелко измельченного, и 40 мл 0,02 М гликолевого альдегида, т.е. 48 мг на 1 л сточных вод. Смесь при постоянном перемешивании нагревали. В данном случае для достижения аналогичного эффекта требовалось больше времени, а именно, не 30, а 40 мин, или увеличение температуры процесса до 45 С. Пример 3. К 1000 мл сточных вод, полученных в процессе вакуумирования мочевино-формальдегидного клея, добавляли 16 г СаО (из расчета 1 г на 2,6 г формальдегида), предварительно мелко измельченного, 30 мл 0,02 М гликолевого альдегида (т.е. 38,4 мг альдегида на 1 л сточных вод). Смесь при 40 при постоянном перемешивании нагревали. Время удаления формальдегида в данных условиях резко увеличивалось и составляло 2 часа. Затем производили отгонку метанола при 0,75 кгс/см 2. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает, по сравнению с прототипом, значительное снижение энергоемкости процесса очистки сточных вод от формальдегида благодаря снижению температуры с более 80 С до 40 . Фиг. 2. Содержание формальдегида (а) и метанола (б) во фракциях,полученных после перегонки 1 л сточных вод, обработанных 16 г негашеной извести и 48 мг гликолевого альдегида. Объем одной фракции - 100 мл Фиг. 3. Содержание формальдегида (а) и метанола (б) во фракциях,полученных после перегонки 1 л сточных вод при пониженном давлении(0,75 кгс/м 2), обработанных 16 г негашеной извести и 48 мг гликолевого альдегида. Объем одной фракции - 100 мл Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.

МПК / Метки

МПК: C02F 1/04, C02F 1/58

Метки: вод, способ, формальдегид, очистки, содержащих, сточных, метанол

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/4-3278-sposob-ochistki-stochnyh-vod-soderzhashhih-formaldegid-i-metanol.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Способ очистки сточных вод, содержащих формальдегид и метанол</a>

Похожие патенты