Экстракционные установки по извлечению фенолов из сточных вод

Для экстракции фенолов из сточных вод в качестве экстрагентов могут быть применены простые и сложные эфиры (табл. 18.1).

Лучшими из перечисленных экстраген­тов для извлечения фенола (одноатомно­го) являются этилацетат и н-амилацетат, а для пирокатехина (двухатомного фено­ла) — этилацетат.

Трудно поддающиеся очистные фенолсодержащие сточные воды, например подсмольные воды полукоксования бурых уг­лей, наиболее полно очищаются путем экстракции фенсольваном (бутилацетатом) либо трикрезилфосфатом.

Фенсольван — смесь сложных алифати­ческих эфиров, трудно растворим в воде, но с высокой растворяющей способностью по отношению к фенолам. Коэффициент распределения для 2%-ного раствора фе­нола (карболовой кислоты) сооставляет 49. Плотность фенсольвана 0,88 кг/м³. Он вы­кипает в интервале температур 100—130°С. После регенерации экстракционная способ­ность фенсольвана полиостью восстанавливается. Экстракция фенолов из сточных вод различными эфирами осуществляется по однотипной схеме.

Фенолсодержащие сточные воды охлаж­дают до оптимальной температуры обработки 20—25° с, продувают углекислым газом (дымовыми газами) для перевода фенолятов в свободные фенолы, а затем по­дают на экстракцию. Степень извлечения фенолов достигает 92—97%. Остаточное содержание фенолов в очищенных сточных водах составляет до 800 мг/л. В большинстве случаев этого бывает достаточно для дальнейшего использования сточных вод.

При необходимости производят глубо­кую очистку от остаточных фенолов путем их окисления. На рис. 18.3 приведена прин­ципиальная технологическая схема дефеноляции сточных вод фенсольваном.

Исходные сточные воды через холодиль­ник подают в колонну для продувки дымовыми газами до рН = 6-6,5, затем сточ­ные воды поступают в трехступенчатый прогивоточный экстрактор. Из первой сту­пени экстракт подают в ректификационную колонну, где отгоняют фенсольван. Пары фенсольвана конденсируют и направляют в сборник, а сырые фенолы подают на утили­зацию. Обесфеноленные сточные воды, выходящие из последней ступени экстрактора, содержат некоторое количество фенсольвана. Для регенерации фенсольваиа сточные воды продувают острым паром в регенерационной колонне, парогазовую смесь кон­денсируют, а затем разделяют в декаита-торе. Регенерированный фенсольван сли­вают в общий сборник. Потери фенсольвана составляют 200 г/м³ очищенных сточных вод. Сток через промежуточный сборник сбрасывают.

Результаты по очистке сточных вод от фенолов экстракцией фенсольваном приведены в табл. 18.2.

Доочистка сточных вод от фенолов воз­можна их окислением двуокисью марганца (пиролюзитом) в серной кислоте. О способ­ности различных фенолов к окислению можно судить по величине их окислитель­но-восстановительных потенциалов (редокс-потенциал), который составляет: для одноатомных фенолов 0,92 В, для м-крезола — 0,89 В, для о-крезола — 0,85 В, для п-крезола — 0,84 В.

Окисление фенола проходит по следую­щим химическим реакциям:

Регенерацию окислов марганца осуще­ствляют едким натром:

Схема установки доочистки сточных вод от фенолов окислением пиролюзитом представлена на рис. 18.4.

Сточные воды из цикла экстракции по­дают в стальной футерованный реактор, снабженный свинцовыми барботерами для сжатого воздуха и острого пара, затем при непрерывном перемешивании в реактор за­гружают серную кислоту до концентрации 20—25 г/л.

После этого в реактор также при пере­мешивании загружают пиролюзит. Затем массу нагревают острым паром и выдержи­вают в течение нескольких часов. На этом цикле обесфеноливание заканчивается.

Окислы марганца из обработанных сточ­ных вод регенерируют в отдельном реакто­ре. К сточным водам добавляют раствор едкого натра, доводя рН среды до 9—9,5. Затем смесь продувают сжатым воздухом и по окончании цикла выводят из реактора.

Полученную суспензию разделяют в от­стойниках либо фильтрующих аппаратах, очищенную воду удаляют, а регенериро­ванный пиролюзит возвращают для повтор­ного использования.

Оптимальные условия дефеноляции: температура — 97—99° с; расход серной кислоты — 2,5—3,5%; расход пиролюзита— 300% (°т теоретического); продолжитель­ность окисления — 4—6 ч. При указанных параметрах остаточная концентрация фе­нолов в сточных водах составляет 1—3 мг/л.

Лихачев Н.И., Ларин И.И., Самохин С.А. «Канализация населенных мест и промышленных предприятий», 1981