Результат интеллектуальной деятельности: ОЗОННЫЙ СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НИТРОЭФИРОВ

Изобретение относится к защите окружающей среды и предназначено для очистки отработанной производственной воды от нитроэфиров в производстве баллиститного пороха.

В литературе приводится значительное количество публикаций по способам очистки производственной воды от нитроэфиров.

Из ряда литературных источников известно положительное влияние подщелачивания на процесс озонирования. Загрязненная вода перед озонолизом подвергается обработке щелочью - гидроксидом натрия. Данный способ не обеспечивает полной очистки от нитроэфиров, так как не достигаются санитарно-гигиенические нормативы (Очистка сточных вод, содержащих ракетное топливо и взрывчатые вещества. РЖ Химия, 1984 г., 4И504).

Известен способ очистки сточных вод, загрязненных нитроэфирами, патент RU №2485055 C1, заявлен 18.04.2012 г., опубликован 20.06.2013 г., который принят за прототип.

По указанному способу обезвреживание водного раствора, загрязненного нитроэфирами, проводят путем последовательного пропускания через слой активированного угля и сильнощелочной ионообменной смолы. Однако данный способ имеет ряд недостатков:

- рассматриваемый метод применим для удаления взрывчатых веществ, содержащихся в малых количествах - не более 34,6 мг/л, то есть незначительных концентраций;

- данный способ очистки подразумевает образование вторичных отходов - отработанных ионообменных смол и активированного угля, которые требуют дальнейшей утилизации, что является затратным.

Задачей данного изобретения является создание наиболее эффективного, безотходного способа очистки отработанной воды с высоким содержанием нитроэфиров в производстве баллиститного пороха и достижением санитарно-гигиенических нормативов.

Технический результат заключается в том, что очистка сточных вод от нитроэфиров, включающая озонолиз воды, проводится с предварительной обработкой загрязненных вод 43-46% раствором гидроксида натрия до pH 12, выдержкой в течение 3 часов в целях снижения содержания нитроэфиров за счет протекающей реакции гидролиза и обеспечения высокой эффективности очистки озоном.

Исследования проводились на лабораторной установке барботажного типа. Озон синтезировали из технического кислорода в низкочастотном генераторе озона. Контактный аппарат лабораторной установки озонолиза представлял собой стеклянный реактор барботажного типа диаметром 30 мм с фильтросным диспергатором озоно-кислородной смеси, выполненный из пористого стекла. Интервал концентрации озона в озонокислородной смеси (ОКС) - 20-46 мг/мл. Озон синтезировали из технического кислорода в низкочастотном генераторе озона при напряжении 13-17 кВ. По полученным результатам лабораторных экспериментов установлена принципиальная возможность обезвреживания стоков с высоким содержанием нитроэфиров озонным способом и разработана технологическая схема обезвреживания производственных стоков.

На чертеже представлена принципиальная технологическая схема очистки отработанной воды от нитроэфиров. Отработанную производственную воду, загрязненную нитроэфирами с концентрацией 500-1500 мг/л и pH 6 (по результатам анализа исходной воды), подают в бак-нейтрализатор (1), где воду обрабатывают гидроксидом натрия до pH 12, выдерживают 3 часа с целью снижения содержания нитроэфиров за счет протекающей реакции гидролиза и достижения высокой эффективности очистки. Далее с помощью насоса (2) обработанная вода подается на мини-станцию озонирования (3). В комплект станции озонирования входит контактная камера (4), компрессорное оборудование, агрегаты очистки и осушки воздуха, озонатор (5) и деструктор озона (6). Контактная камера установки представляет собой горизонтальный реактор по обработке стоков озоном, на верхней части которого установлен эжектор. Эжектор выполняет роль смесителя. Сточные воды поступают из реактора в камеру смешения эжектора, где захватывается озон, подаваемый из озонатора. Время пребывания стоков в цилиндрической части эжектора достаточно для начала прохождения химических реакций, продолжающихся в реакторе, который состыкован с эжектором-смесителем. Часть озона не участвует в химических реакциях. Поскольку озон относится к отравляющим веществам раздражающего действия, предусмотрено специальное устройство - деструктор по нейтрализации остаточного озона на выходе из реактора, что гарантирует соблюдение предельно-допустимых его концентраций в воздухе рабочей зоны (0,0001 г/м³). После озонирования очищенные стоки сливаются в канализацию.

Содержание нитроэфиров в производственных и очищенных водах определялось методикой МТ 1261-2013, разработанной ОАО «Научно-исследовательский институт полимерных материалов», г. Пермь, 2013 год.

Для отработки данного способа обезвреживания была взята вода с исходным содержанием нитроэфиров 1100 мг/л.

Из таблицы следует, что вода, предварительно обработанная гидроксидом натрия до pH 12 со временем выдержки 3 часа и пропущенная через озонатор в течение 5 минут, не содержит следов нитроэфиров и эффективность очистки данного метода составляет ≈100%.