Спосіб очистки стічних вод від амонієвих іонів та органічного вуглецю

1. Способ очистки сточных вод от аммониевых ионов и органического углерода путем обработки азотной кислотой при повышенной температуре и под давлением, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что обработку проводят при мольном соотношении органического углерода к аммонийному азоту, равному 0,3:1-4:1. 2. Способ по п. 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что обработку проводят при мольном соотношении органического углерода к аммонийному азоту, равному 0,7:1-2:1. 3. Способ по п.1 или 2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что обработку проводят при температуре 100-350°С. 4. Способ по одному из пп.1-3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что обработку проводят при концентрации свободной азотной кислоты в сточных водах, равной 1-Ю вес.%. 5. Способ по пп.1-4, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что обработку проводят при значении рН < 6. 6. Способ по пп.1-5, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что обработку проводят непрерывно. 7. Способ по п.6, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что обработку проводят в трубчатом реакторе. U\ Изобретение относится к очистке сточных вод, в частности к способу очистки сточных вод от аммониевых ионов и органического углерода. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ очистки сточных вод от аммониевых ионов и органического углерода путем обработки сточных вод азотной кислотой в водной фазе при температуре от 150 до 310°С и под давлением [1]. Недостаток известного способа заключается в неудовлетворительном разложении аммониевых ионов. Задачей изобретения является почти количественное разложение аммониевых ионов в содержащих органический углерод сточных водах и одновременное значительное снижение содержания органических соединений в очищенных сточных водах. Данная задача решается способом очистки сточных вод от аммониевых ио О 26315 нов и органического углерода путем обаммония, получаемый в производстве калработки азотной кислотой при повышенрол актама. ной температуре и под давлением, за счет Если сточные воды, которые содертого, что обработку проводят при мольном жат органический углерод, но не аммосоотношении органического углерода к ам- 5 ниевые ионы, обрабатывают азотной кисмонийному азоту, равному 0,3:1-4:1. лотой, то органические компоненты в основном окисляются. При этом используеОбработку азотной кислотой проводят мая азотная кислота в основном восстапри мольном соотношении органического навливается до окиси азота, а также до углерода к аммонийному азоту, равному 0,7:1-2:1. 10 двуокиси азота, в незначительной степени - до азота и закиси азота. Это свидеДостигаемое предлагаемым способом тельствует о том, что окислительную реакпочти количественное разложение аммоцию органических компонентов с азотной ниевых ионов обусловлено тем, что оргакислотой нельзя заранее предопределять. нический углерод промежуточно восстанавливает азотную кислоту до азотистой 15 Поэтому крайне неожиданным являеткислоты, которая с аммониевыми ионами ся то, что, при условии, мольное соотноможет синпропорционироваться до азота. шение органического углерода к аммонийному азоту лежит в рамках заявленВ большинстве случаев органический ных пределов, присутствующие аммониеуглерод аналитически определяют как общий органический углерод (английское ус- 20 вые ионы влияют на окислительную реакцию так, что независимо от вида органиловное сокращение: ТОС) по следующеческих соединений аммониевые ионы му уравнению практически количественно превращают до ТОС азота. п= 12 В предлагаемом способе азотную кис25 лоту добавляют к сточным водам обычгде п - мольное число органического угным образом, при этом метод добавления лерода на 1 л сточных вод. можно согласовать с данными сточными Если сточные воды не содержат оргаводами или желаемым разложением амнический углерод в количестве, обеспечивающем мольное соотношение органи- ЗО мониевых ионов и органического углерода. В случае стандартных сточных вод ческого углерода к аммонийному азоту в необходимое общее количество азотной заявленных пределах, то к ним добавляют кислоты целесообразно составляет 1-10% органический углерод, что осуществляетот веса сточных вод. ся путем смешивания с другими, содержащими больше органического углерода 35 В качестве азотной кислоты можно сточными водами или также путем добависпользовать любую техническую азотную ления других окисляемых органических откислоту, а также загрязненную азотную ходов. кислоту. В качестве автоклава предпочтительно применяют трубчатые реакторы или Содержащие аммоний сточные воды очень часто содержат также первичные, 40 включенные в каскад автоклавы. Поскольку при незначительных количествах комповторичные и пи третичные амины, которые нентов по сравнению с водой внимание дают необходимый углерод, причем сама не должно уделяться реакционной энтальконцентрация аминов значительно снипии, реакцию в данном случае проводят жается. Поэтому предлагаемый способ является особенно пригодным для обработ- 45 адиабатически, так что можно использовать простейшие реакторы. Такие реактоки сточных вод производства аминов. ры должны обеспечить только требуемое Если сточные воды не содержат амминимальное время реакции при предотвмонийный азот е количестве, обеспечиращении обратного смешивания продуквающем мольное соотношение органичестов реакции с исходными сточными водакого углерода к аммонийному азоту в 50 ми. Благодаря этому, предлагаемый спозаявленных пределах, то добавляют необсоб можно осуществлять очень просто в ходимое количество аммонийного азота, техническом отношении. При достаточно что может осуществляться, например, пувысокой температуре необходимое время тем смешивания с другими, содержащими больше аммонийного азота сточными 55 реакции составляет несколько минут, например 5-10 мин, вследствие чего можно водами или также путем смешивания с использовать маленькие реакторы. содержащими аммонийный азот соединениями, являющимися отходами химичесДавление составляет 20-190 бар, в кого производства. В качестве таких отхочастности 40-120 бар, а температура, при дов можно назвать, например, сульфат которой проводят предлагаемый способ, 26315 составляет 100-350°С, в частности 240300°С. В случае очистки разбавленных сточных вод необходим косвенный или непосредственный обогрев. В случае же концентрированных сточных вод процесс протекает автотермически (аналогично мокрому окислению). Особенно предпочтительной является непрерывность предлагаемого способа. Для обеспечения непрерывности предпочтительно используют трубчатый реактор, обеспечивающий поток жидкости без обратного смешивания. Время пребывания сточных вод в реакционной зоне составляет несколько минут, чтобы достичь разложения аммониевых ионов, в частности если предлагаемый способ осуществляют непрерывно. Кроме того, установлено, что предлагаемый способ особенно выгодно можно проводить при значении рН 97,5% при примерно 50%ном уменьшении ТОС. П р и м е р 2. Повторяют пример 1 с той разницей, что сточные воды состава: ТОС: 0,37%, общее содержание азота: 0,23%, NH4+: 0,30%, обрабатывают 2 вес.% азотной кислоты при температуре 280°С и давлении 80 бар в течение 10 мин. Очищенные сточные воды имеют следующий состав: ТОС = 0,i6%, NH 4 + = 0,005%; NO2- = < 0,005%; NO3- = 0,005%; общее содержание азота = 0,03%. П р и м е р З . Повторяют пример 1 с той разницей, что сточные воды состава: ТОС: 0,33%, общее содержание азота: 0,54%, NH4+: 0,60%, обрабатывают 3 вес.% азотной кислоты при температуре 270°С и давлении 80 бар в течение 10 мин. Очищенные сточные воды имеют следующий состав: ТОС = 0,06%; NH 4 + = < 0,002%; общее содержание азота = 0,05%. Анализ получаемого отходящего газа имеет следующий состав: N = 67,6 об.%; NO = 1,09 об.%; NO2 = 0,11 об.%; N2O = =1,32 об.%; СО = 16,5 об.%; СО2 = 12,9 об.%. Таблица Время реакции, мин ТОС, % Общее содерж. азота,% NH 4 + . % NO3-, % NO2-, % 10 0,71 0.15 0,025