PL248286B1 - Method of reductive purification of water and aqueous solutions, especially sewage, from nitro compounds, especially nitrobenzene - Google Patents
Method of reductive purification of water and aqueous solutions, especially sewage, from nitro compounds, especially nitrobenzeneInfo
- Publication number
- PL248286B1 PL248286B1 PL445292A PL44529223A PL248286B1 PL 248286 B1 PL248286 B1 PL 248286B1 PL 445292 A PL445292 A PL 445292A PL 44529223 A PL44529223 A PL 44529223A PL 248286 B1 PL248286 B1 PL 248286B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- nitrobenzene
- sample
- purified
- wastewater
- hydrosulfite
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C209/30—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds
- C07C209/32—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds by reduction of nitro groups
- C07C209/325—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds by reduction of nitro groups reduction by other means than indicated in C07C209/34 or C07C209/36
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C211/43—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
- C07C211/44—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to only one six-membered aromatic ring
- C07C211/45—Monoamines
- C07C211/46—Aniline
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest proces oczyszczania ścieków z nitrobenzenu lub/i innych związków nitrowych charakteryzuję się tym, że oczyszczany roztwór zawierający związki nitrowe redukuje się w układzie reakcyjnym poprzez mieszanie z reagentem w postaci soli zawierającej anion podsiarczynu (S2O42-), korzystnie podsiarczynem sodu lub potasu. W celu zwiększenia efektywności procesu stosuje się czynnik zewnętrzny taki jak wodór lub/i tlenek węgla oraz zastosowanie promieniowania UV.The subject of the application is a process for purifying wastewater from nitrobenzene and/or other nitro compounds. The process involves reducing the solution containing nitro compounds in a reaction system by mixing it with a reagent in the form of a salt containing the hydrosulfite anion (S2O42-), preferably sodium or potassium hydrosulfite. To increase the efficiency of the process, an external factor such as hydrogen and/or carbon monoxide is used, along with UV radiation.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania ścieków przemysłowych zawierających co najmniej jeden rodzaj związku nitrowego, zwłaszcza nitrobenzen. Wynalazek znajduje zastosowanie jako metoda oczyszczania ścieków przemysłowych bogatych w związki chemiczne posiadające grupę/grupy nitrowe.The invention is a method for treating industrial wastewater containing at least one type of nitro compound, particularly nitrobenzene. The invention finds application as a method for treating industrial wastewater rich in chemical compounds containing nitro groups.
Związki nitrowe (posiadające grupę nitrową: -NO2) są zaliczane do grupy zanieczyszczeń, które występują w wielu rodzajach ścieków przemysłowych, szczególnie w poprocesowych ściekach z produkcji aniliny (aminobenzenu) ale i wielu innych. Często, tego rodzaju ścieki, charakteryzują się intensywnym, bardzo nieprzyjemnym zapachem. Stanowią poważne zagrożenie dla równowagi całego ekosystemu, głównie poprzez ich właściwości kwasowe oraz toksyczność. Wody bogate w organiczne związki nitrowe, muszą zostać poddane procesowi oczyszczania przed końcowym etapem odprowadzenia ich do wód powierzchniowych lub ziemi. Występowanie w wodzie związków nitrowych wiąże się również z problemem emisji do atmosfery związków odorowych, co negatywnie wpływa na stan jakości powietrza.Nitro compounds (containing the nitro group: -NO2) are a group of pollutants found in many types of industrial wastewater, particularly post-process wastewater from aniline (aminobenzene) production, but also in many other processes. These wastewaters are often characterized by an intense, highly unpleasant odor. They pose a serious threat to the balance of the entire ecosystem, primarily due to their acidic properties and toxicity. Waters rich in organic nitro compounds must undergo a treatment process before being finally discharged into surface waters or soil. The presence of nitro compounds in water also poses the problem of odorous emissions into the atmosphere, which negatively impacts air quality.
Niedogodnością znanych sposobów oczyszczania ścieków polegający na przekształcaniu związków nitrowych do aminowych jest konieczność stosowania katalizatorów (co zwiększa koszty i poziom skomplikowania procesu) oraz reduktorów gazowych, które należy wytworzyć do procesu za pomocą dodatkowych instalacji pomocniczych albo doprowadzać i magazynować w instalacjach ciśnieniowych (zwiększone ryzyko wybuchu).The disadvantage of known wastewater treatment methods involving the conversion of nitro compounds into amine compounds is the need to use catalysts (which increases the costs and complexity of the process) and gaseous reducers, which must be produced for the process using additional auxiliary installations or supplied and stored in pressure installations (increased risk of explosion).
Zjawisko redukcji związków nitrowych do związków aminowych jest możliwe w warunkach silnie redukcyjnych, które jak dotąd wywoływane były z zastosowaniem wodoru jako reagenta w obecności odpowiedniego katalizatora. Znane jest również zastosowanie reduktora w fazie wodnej w postaci borowodorku sodu (NaBH4). W wyniku rozkładu tej soli w wodzie ma miejsce otrzymywanie in statu nascendi wodoru służącego jako reduktor. Procesem redukcji nazywa się reakcję, w wyniku której obniżeniu ulega wartość stopnia utlenienia pierwiastków w związkach chemicznych: w przypadku redukcji nitrobenzenu do aniliny zachodzi obniżenie stopnia utlenienia azotu z (+III) stopnia utleniania w grupie nitrowej do (-III) stopnia w grupie aminowej.The reduction of nitro compounds to amine compounds is possible under strongly reducing conditions, which until now have been achieved using hydrogen as a reagent in the presence of a suitable catalyst. The use of sodium borohydride (NaBH4) as a reducing agent in the aqueous phase is also known. Decomposition of this salt in water produces nascent hydrogen, which serves as a reducing agent. A reduction process is a reaction that reduces the oxidation state of elements in chemical compounds: in the case of nitrobenzene reduction to aniline, the nitrogen oxidation state decreases from (+III) in the nitro group to (-III) in the amine group.
Celem poprawy znanych sposobów oczyszczania roztworów wodnych ze związków nitrowych, zwłaszcza ścieków, po wielu badaniach eksperymentalnych, Twórcy przedmiotowego wynalazku zdecydowali się wykorzystać do oczyszczania warunki redukcyjne, poprzez dodanie do fazy wodnej soli ditioninu czyli podsiarczynu. Twórcy zdecydowali się również, aby warunki redukcyjne zintensyfikować w wersji korzystnej wynalazku poprzez stworzenie atmosfery beztlenowej/nisko-tlenowej w układzie redukcyjnym poprzez barbotaż strumieniem gazowym p ozbawionym tlenu. Do intensyfikacji warunków redukcyjnych w wersji korzystnej wynalazku Twórcy zdecydowali się również użyć promieniowania ultrafioletowego.To improve known methods for purifying aqueous solutions from nitro compounds, especially wastewater, after numerous experimental studies, the inventors of the present invention decided to utilize reducing conditions for purification by adding a dithionite salt, i.e., hydrosulfite, to the aqueous phase. The inventors also decided to intensify the reducing conditions in the preferred version of the invention by creating an oxygen-free/low-oxygen atmosphere in the reduction system through bubbling with an oxygen-free gas stream. To intensify the reducing conditions in the preferred version of the invention, the inventors also decided to use ultraviolet radiation.
Zatem nieoczekiwanie okazało się, że Twórcy wynalazku w trakcie badań prowadzonych w Katedrze Inżynierii Sanitarnej Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej, w reaktorach stacjonarnych, dodając do wodnego roztworu zawierającego grupy nitrowe, zwłaszcza nitrobenzenu, sól zawierającą anion podsiarczynu (S2O42·), zwłaszcza roztwór podsiarczynu sodu lub potasu, uzyskano zaskakująco wysoką efektywność redukcji zanieczyszczeń nitrowych w ściekach przemysłowych, w wyniku wysokiej reaktywności związków nitrowych z solami zawierającymi anion podsiarczynu, zwłaszcza podsiarczynu sodu. Ilość dodatku ditioninu - sól zawierająca anion podsiarczynu (S2O42·) do wody/ścieków, wodnego roztworu w przypadku oczyszczania nitrobenzenu w celu uzyskania skutecznej redukcji, korzystnie 100% redukcji zanieczyszczenia ustalono w trakcie badań. Według opracowanego sposobu oczyszcza się roztwór, gdzie stężenie nitrobenzenu lub innych związków posiadających grupę nitrową wynosi maksymalnie wartość ich rozpuszczalności w wodzie w warunkach oczyszczania, korzystnie wynosi od 0,0001% do 0,2%.Thus, it unexpectedly turned out that during research conducted at the Department of Sanitary Engineering, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Gdańsk University of Technology, in stationary reactors, by adding a salt containing the hydrosulfite anion (S2O4 2 ), especially sodium or potassium hydrosulfite solution, to an aqueous solution containing nitro groups, especially nitrobenzene, the inventors achieved surprisingly high efficiency in reducing nitro pollutants in industrial wastewater, as a result of the high reactivity of nitro compounds with salts containing the hydrosulfite anion, especially sodium hydrosulfite. The amount of dithionite added – a salt containing the hydrosulfite anion (S2O4 2 ) – to the water/wastewater aqueous solution in the case of nitrobenzene purification in order to achieve effective reduction, preferably 100% reduction of the pollutant was determined during the research. According to the developed method, a solution is purified where the concentration of nitrobenzene or other compounds having a nitro group is the maximum value of their solubility in water under purification conditions, preferably from 0.0001% to 0.2%.
Sposób oczyszczania ścieków przemysłowych zawierających co najmniej jeden rodzaj związku nitrowego, zwłaszcza nitrobenzen, charakteryzuje się według wynalazku tym, że polega na przeprowadzeniu procesu redukcji grupy nitrowej związku nitrowego poprzez dodanie do oczyszczanej próbki ścieku reagenta redukującego w postaci soli zawierającej anion podsiarczynu (S2O42-). Stosunek liczby moli co najmniej jednego typu związku zawierającego grupy nitrowe do liczby moli podsiarczynu dobiera się tak, aby wynosił od 1:1 do 1:5, a proces o czyszczania przeprowadza się w temperaturze od 5-60°C.According to the invention, a method for purifying industrial wastewater containing at least one type of nitro compound, especially nitrobenzene, is characterized in that it involves reducing the nitro group of the nitro compound by adding a reducing reagent in the form of a salt containing a hydrosulfite anion (S2O4 2- ) to the wastewater sample to be purified. The ratio of the number of moles of at least one type of compound containing nitro groups to the number of moles of hydrosulfite is selected to be from 1:1 to 1:5, and the purification process is carried out at a temperature of 5-60°C.
Korzystnie, reagentem redukującym jest podsiarczyn sodu (Na2S2O4) lub podsiarczyn potasu (K2S2O4).Preferably, the reducing agent is sodium hydrosulfite (Na2S2O4) or potassium hydrosulfite (K2S2O4).
Korzystnie, ilość dodatku reagenta do oczyszczanej próbki, w przypadku dowolnego co najmniej jednego typu związku zawierającego jedną lub wiele grup nitrowych, jest co najmniej równomolowa do liczby moli grup nitrowych.Preferably, the amount of reagent added to the sample to be purified, in the case of any one or more types of compound containing one or more nitro groups, is at least equimolar to the number of moles of nitro groups.
Korzystnie, w przypadku obecności nitrobenzenu w ściekach, dobiera się ilość dodatku reagenta redukującego do oczyszczanej próbki, w przypadku nitrobenzenu, jest co najmniej równomolowa do nitrobenzenu.Preferably, in the case of the presence of nitrobenzene in the wastewater, the amount of reducing reagent added to the sample being purified is selected to be at least equimolar to nitrobenzene.
Korzystnie, stosunek molowy reagenta redukującego do nitrobenzenu, wynosi od 1 do 5. Korzystnie, oczyszczaną próbkę poddaje się działaniu światła UV.Preferably, the molar ratio of reducing agent to nitrobenzene is from 1 to 5. Preferably, the sample to be purified is exposed to UV light.
Korzystnie, oczyszczaną próbkę poddaje się działaniu promieniowania ultradźwiękowego.Preferably, the sample to be cleaned is exposed to ultrasonic radiation.
Korzystnie, przez oczyszczaną próbkę przepuszcza się strumień gazu niezawierającego tlenu.Preferably, a stream of oxygen-free gas is passed through the sample to be purified.
Korzystnie, przez oczyszczaną próbkę przepuszcza się strumień wodoru i/lub tlenku węgla.Preferably, a stream of hydrogen and/or carbon monoxide is passed through the sample to be purified.
Korzystnie, przez oczyszczaną próbkę przepuszcza się strumień gazu w formie barbotażu.Preferably, a gas stream is passed through the sample to be purified in the form of a bubble.
Celem sprawdzenia skuteczności opracowanego sposobu w praktyce, opracowano układ reakcyjny do oczyszczania związków nitrowych, zwłaszcza nitrobenzenu, na bazie zbiornika wyposażonego w mieszadło, korzystnie z układem termostatującym oraz korzystnie w lampę UV (zamontowaną w zbiorniku lub osobnej komorze do której przepompowuje się oczyszczane medium ze zbiornika), do którego wprowadza się ścieki/wodę do oczyszczania w temperaturze od 5-60°C i dodatkowo stosując środek do barbotażu gazami obojętnymi lub/i wodorem.In order to verify the effectiveness of the developed method in practice, a reaction system for the purification of nitro compounds, especially nitrobenzene, was developed, based on a tank equipped with a stirrer, preferably with a thermostatic system and preferably with a UV lamp (mounted in the tank or a separate chamber to which the medium to be purified is pumped from the tank), into which wastewater/water for purification is introduced at a temperature of 5-60°C and additionally using a bubbling agent with inert gases and/or hydrogen.
Okazało się, że efektywność redukcji związków nitrowych jest intensyfikowana poprzez naświetlanie mieszaniny reakcyjnej lampą ultrafioletową, której promieniowanie prowadzi do rozkładu podsiarczynu sodu w warunkach wodnych z wytworzeniem rodników o wysokim potencjale redukcyjnym. Korzystnie stosuje się według sposobu warunki beztlenowe poprzez symultaniczne odgazowanie roztworu poprzez promieniowanie ultradźwiękowe lub/i barbotaż strumieniem gazu nie zawierającym tlenu korzystnie wodorem lub/i azotem, co zwiększa efektywność degradacji związków nitrowych. Dzięki wynalazkowi, możliwe jest przekształcanie organicznych związków chemicznych zawierających grupy nitrowe, w tym szczególnie nitrobenzen, do pochodnych zawierających grupę aminową, w tym szczególnie do aniliny w środowisku wodnym - podczas oczyszczaniu ścieków i wody ze szkodliwych związków nitrowych w sposób efektywny bez użycia katalizatorów oraz drastycznych warunków procesu (wysokiego ciśnienia i temperatury), do których generowania potrzebna jest specjalistyczna aparatura, rozbudowana automatyka i kontrola procesowa. W wielu przypadkach zwiększone koszty inwestycyjne są powodem odstępowania od stosowania oczyszczania ścieków na drodze redukcji.It has been found that the effectiveness of nitro compound reduction is intensified by irradiating the reaction mixture with an ultraviolet lamp, which decomposes sodium hydrosulfite in aqueous conditions, generating radicals with high reduction potential. The method preferably employs anaerobic conditions by simultaneously degassing the solution using ultrasonic radiation and/or bubbling with an oxygen-free gas stream, preferably hydrogen and/or nitrogen, which increases the effectiveness of nitro compound degradation. The invention enables the conversion of organic chemical compounds containing nitro groups, particularly nitrobenzene, to derivatives containing an amine group, particularly aniline, in an aqueous environment – during wastewater and water purification of harmful nitro compounds – effectively without the use of catalysts or drastic process conditions (high pressure and temperature), which require specialized equipment, extensive automation, and process control. In many cases, increased investment costs are the reason for abandoning the use of wastewater treatment by reduction.
Sposób według wynalazku zapewnia skrócenie czasu trwania procesu oczyszczania i zwiększenie efektywności procesu w porównaniu z innymi znanymi rozwiązaniami.The method according to the invention shortens the duration of the purification process and increases the efficiency of the process compared to other known solutions.
Sposób według wynalazku został objaśniony bliżej w przykładach wykonania przedstawionych poniżej i na rysunku gdzie fig. 1 przedstawia układ reakcyjny do oczyszczania związków nitrowych, zwłaszcza nitrobenzenu.The method according to the invention is explained in more detail in the examples presented below and in the drawing, where Fig. 1 shows a reaction system for purifying nitro compounds, especially nitrobenzene.
Przykład 1Example 1
L ścieku modelowego - roztworu nitrobenzenu o stężeniu 150 ppm w wodzie demineralizowanej - poddano oczyszczaniu w reakcji z podsiarczynem. Ściek kieruje się do reaktora zbiornikowego z mieszadłem łopatkowym, a następnie miesza wraz z wprowadzonym do niego w postaci wodnego roztworu podsiarczynem sodu o stężeniu 150 g/dm3. Do redukcji nitrobenzenu zużyto 9 ml, 2 molowego roztworu podsiarczynu sodu w wodzie. Wartości te obliczono na podstawie liczby moli podsiarczynu sodu odpowiadającej 3 krotności liczby moli nitrobenzenu w poddawanym procesowi redukcji ścieku i znanego stężenia roztworu podsiarczynu sodu. Proces prowadzi się z mieszaniem ścieku modelowego w reaktorze przez cały czas oczyszczania. Proces redukcji nitrobenzenu prowadzono w zamkniętym układzie reakcyjnym, w postaci reaktora wyposażonego w mieszadło łopatkowe i termostat.One liter of model wastewater—a 150 ppm nitrobenzene solution in demineralized water—was treated by reaction with hydrosulfite. The wastewater was directed to a tank reactor with a paddle stirrer and then mixed with sodium hydrosulfite introduced into it as an aqueous solution at a concentration of 150 g/ dm3 . Nitrobenzene reduction involved 9 ml of a 2-molar sodium hydrosulfite solution in water. These values were calculated based on the number of moles of sodium hydrosulfite corresponding to three times the number of moles of nitrobenzene in the wastewater being reduced and the known concentration of sodium hydrosulfite solution. The process was conducted with mixing of the model wastewater in the reactor throughout the treatment. The nitrobenzene reduction process was carried out in a closed reaction system, in the form of a reactor equipped with a paddle stirrer and a thermostat.
Proces oczyszczania prowadzi się w temperaturze 40±2°C przy pH ścieku modelowego wynoszącym 7 (woda demineralizowana, bez korekty pH). Proces prowadzi się przez 30 minut, pobierając próbkę zerową bez dodatku reduktora, próbki pośrednie w czasie 2, 4, 10, 15 minut oraz próbkę końcową po zakończonym procesie (30 minut). Stosunek molowy nitrobenzenu do podsiarczynu sodu wynosi 1:3. Temperaturę kontroluje się za pomocą czujnika umieszczonego w zbiorniku, podłączonego z regulatorem temperatury i grzałką elektryczną oraz układu chłodzącego działającego w oparciu o wodę wodociągową.The treatment process is conducted at a temperature of 40±2°C with a model wastewater pH of 7 (demineralized water, without pH correction). The process is conducted for 30 minutes, collecting a blank sample without the addition of reducing agent, intermediate samples at 2, 4, 10, and 15 minutes, and a final sample after the process is completed (30 minutes). The molar ratio of nitrobenzene to sodium hydrosulfite is 1:3. The temperature is monitored using a sensor located in the tank, connected to a temperature controller and an electric heater, and a cooling system operating on tap water.
Celem sprawdzenia efektywności oczyszczania próbki ścieku do badań pobierano w trakcie trwania procesu oczyszczania w następującym reżimie czasowym [min]: 0, 2, 4, 10, 15, 20, 30. Następnie, pobrane próbki ścieku poddano badaniom na zawartość nitrobenzenu oraz aniliny za pomocą metody wysokosprawnej chromatografii cieczowej w układzie faz odwróconych (kolumna do HPLC z fazą stacjonarną typu C18, wymiarów 15 cm x 3 mm, ziarno 3 um), stosując jako eluent mieszaninę acetonitrylu i wody (30:70 v/v) przy objętościowym natężeniu przepływu 1 mL/min oraz przepływowy spektrofotometr UV jako detektor. Na podstawie zmiany pola powierzchni piku chromatograficznego nitrobenzenu dla analizowanych próbek, odnotowano stopniowy spadek zawartości nitrobenzenu w kolejno pobranych próbkach ścieku w miarę czasu trwania procesu otrzymując następujące wyniki redukcji po danym czasie prowadzenia procesu: 2 min - 99,5%, 4 min - 99,8%, 10 min - 99,9%, 15 min 99,95%, 20 min 99,99%, 30 minut - 100%. Uzyskano więc, 99.99% redukcji w czasie 20 minut i 100% redukcji w czasie 30 minut w temperaturze 30°C.In order to check the treatment efficiency, wastewater samples were collected for testing during the treatment process at the following time intervals [min]: 0, 2, 4, 10, 15, 20, 30. Then, the collected wastewater samples were tested for the content of nitrobenzene and aniline using reversed-phase high-performance liquid chromatography (HPLC column with C18 stationary phase, dimensions 15 cm x 3 mm, grain size 3 um), using a mixture of acetonitrile and water (30:70 v/v) as the eluent at a volumetric flow rate of 1 mL/min and a flow-through UV spectrophotometer as a detector. Based on the change in the chromatographic peak area of nitrobenzene for the analyzed samples, a gradual decrease in the nitrobenzene content in the successively collected wastewater samples was noted over the process duration, yielding the following reduction results after a given process time: 2 min - 99.5%, 4 min - 99.8%, 10 min - 99.9%, 15 min 99.95%, 20 min 99.99%, 30 minutes - 100%. Thus, 99.99% reduction in 20 minutes and 100% reduction in 30 minutes at 30°C was obtained.
Przykład 2Example 2
7,5 L ścieku modelowego - roztworu nitrobenzenu o stężeniu 150 ppm w wodzie wodociągowej poddano oczyszczaniu w reakcji z podsiarczynem sodu prowadzi się podobnie jak w przykładzie 1. Ściek kieruje się do reaktora zbiornikowego - fig 1, a następnie miesza z podsiarczynem sodu w postaci wodnego roztworu o stężeniu 150 g/dm3. Budowa układu - jak pokazano na fig 1, układ do oczyszczania zawiera następujące elementy: 1 - termostat, 2 - wylot wody chłodzącej, 3 - wlot wody chłodzącej, 4 miejsce pobierania próbki, 5 - pompa perystaltyczna, 6 - lampa UV, 7 - reaktor zbiornikowy numer 1, 8 - reaktor zbiornikowy numer 2, 9 - wskaźnik temperatury, 10 - mieszadło.7.5 L of model wastewater - a solution of nitrobenzene with a concentration of 150 ppm in tap water was subjected to treatment by reaction with sodium hydrosulfite and was carried out similarly to Example 1. The wastewater was directed to a tank reactor - Fig. 1, and then mixed with sodium hydrosulfite in the form of an aqueous solution with a concentration of 150 g/ dm3 . System structure - as shown in Fig. 1, the treatment system contains the following elements: 1 - thermostat, 2 - cooling water outlet, 3 - cooling water inlet, 4 - sampling point, 5 - peristaltic pump, 6 - UV lamp, 7 - tank reactor number 1, 8 - tank reactor number 2, 9 - temperature indicator, 10 - stirrer.
Do redukcji nitrobenzenu zużyto 13,5 m L 2 molowego roztworu podsiarczynu sodu w wodzie. Proces prowadzi się z mieszaniem w reaktorze poprzez cały czas prowadzenia procesu. Proces redukcji nitrobenzenu prowadzono w zamkniętym układzie reakcyjnym, w skład którego wchodziły reaktor wyposażony w mieszadło łopatkowe i termostat, reaktor przepływowy z lampą UV, pompę perystaltyczną, przewody teflonowe łączące poszczególne elementy instalacji.Nitrobenzene reduction involved 13.5 mL of a 2-molar solution of sodium hydrosulfite in water. The process was conducted with stirring in the reactor throughout the entire process. The nitrobenzene reduction process was conducted in a closed reaction system, consisting of a reactor equipped with a paddle stirrer and thermostat, a flow reactor with a UV lamp, a peristaltic pump, and Teflon tubing connecting the individual system components.
Proces oczyszczania prowadzi się w temperaturze 20±2°C przy pH ścieku modelowego wynoszącym 7 (woda demineralizowana, bez korekty pH). Stosunek molowy zanieczyszczenia do podsiarczynu sodu 1:3. W układzie stosowano rtęciową lampę UV, w otoczeniu której przepływał roztworów zanieczyszczania oraz reduktora. Temperaturę kontrolowano za pomocą czujnika umieszczonego w zbiorniku, podłączonego z programatorem i grzałką elektryczną oraz układu chłodzącego działającego w oparciu o wodę wodociągową. Próbki ścieku do badań pobierano w trakcie trwania procesu oczyszczania w następując reżimie czasowym [min]: 0, 2, 4, 10, 15, 20, 30. Następnie, pobrane próbki ścieku poddano badaniom na zawartość nitrobenzenu oraz aniliny za pomocą metody wysokosprawnej chromatografii cieczowej w układzie faz odwróconych, stosując jako eluent mieszaninę acetonitrylu i wody (30:70 v/v) oraz przepływowy spektrofotometr UV jako detektor. Odnotowano stopniowy spadek zawartości nitrobenzenu w kolejno pobranych próbkach ścieku w miarę czasu trwania procesu otrzymując następujące wyniki redukcji po danym czasie prowadzenia procesu: 2 min - 99,8%, 4 min 99,9%, 10 min - 100%, 15 min - 100%, 20 min - 100%, 30 minut - 100%.The treatment process was conducted at a temperature of 20±2°C with a model wastewater pH of 7 (demineralized water, without pH correction). The molar ratio of contaminant to sodium hydrosulfite was 1:3. The system employed a mercury UV lamp, surrounded by a flow of contaminant solutions and a reducing agent. Temperature was monitored using a sensor located in the tank, connected to a programmer and an electric heater, and a cooling system powered by tap water. Wastewater samples were collected for testing during the treatment process at the following time intervals [min]: 0, 2, 4, 10, 15, 20, and 30. Subsequently, the collected wastewater samples were tested for nitrobenzene and aniline content using reversed-phase high-performance liquid chromatography, using a mixture of acetonitrile and water (30:70 v/v) as the eluent and a flow-through UV spectrophotometer as the detector. A gradual decrease in nitrobenzene content was noted in successively collected wastewater samples over the process duration, yielding the following reduction results after a given process time: 2 min - 99.8%, 4 min - 99.9%, 10 min - 100%, 15 min - 100%, 20 min - 100%, 30 minutes - 100%.
Zastosowanie lampy UV pozwoliło na uzyskanie 100% redukcji w czasie 20 minut w temperaturze 20°C.The use of a UV lamp allowed for a 100% reduction in 20 minutes at a temperature of 20°C.
Przykład 3Example 3
L ścieku modelowego nitrobenzenu o stężeniu 1000 ppm poddano oczyszczaniu w warunkach podsiarczynu sodu. Ściek kieruje się do reaktora zbiornikowego, a następnie miesza wraz z podsiarczynem sodu w postaci wodnego roztworu o stężeniu 150 g/dm3. Do redukcji nitrobenzenu zużyto 60 m L, 2 molowego roztworu podsiarczynu sodu w wodzie. Proces prowadzi się z mieszaniem w reaktorze zbiornikowym - fig. 1 poprzez cały czas prowadzenia procesu. Proces redukcji nitrobenzenu prowadzono w zamkniętym układzie reakcyjnym, w skład którego wchodziły reaktor z mieszadłem łopatkowym i termostatem.One liter of model nitrobenzene wastewater at a concentration of 1000 ppm was treated with sodium hydrosulfite. The wastewater was directed to a tank reactor and then mixed with sodium hydrosulfite in an aqueous solution at a concentration of 150 g/dm . Nitrobenzene reduction involved 60 mL of a 2-molar solution of sodium hydrosulfite in water. The process was conducted with stirring in the tank reactor (Fig. 1) throughout the entire process. The nitrobenzene reduction process was carried out in a closed reaction system consisting of a reactor with a paddle stirrer and a thermostat.
Proces oczyszczania prowadzi się w temperaturze 30±2°C przy pH ścieku modelowego wynoszącym 7 (woda demineralizowana, bez korekty pH). Stosunek molowy zanieczyszczenia do podsiarczynu sodu 1:3. Temperaturę kontrolowano za pomocą czujnika umieszczonego w zbiorniku, podłączonego z programatorem i grzałką elektryczną oraz układu chłodzącego działającego w oparciu o wodę wodociągową. Próbki ścieku do badań pobierano w trakcie trwania procesu oczyszczania w następując reżimie czasowym [min]: 0, 2, 4, 10, 15, 20, 30. Następnie, pobrane próbki ścieku poddano badaniom na zawartość nitrobenzenu oraz aniliny za pomocą metody wysokosprawnej chromatografii cieczowej w układzie faz odwróconych, stosując jako eluent mieszaninę acetonitrylu i wody (30:70 v/v) oraz przepływowy spektrofotometr UV jako detektor. Odnotowano stopniowy spadek zawartości nitrobenzenu w kolejno pobranych próbkach ścieku w miarę czasu trwania procesu otrzymując następujące wyniki redukcji po danym czasie prowadzenia procesu: 2 min - 99,4%, 4 min - 99,5%, 10 min - 99,7%, 15 min 99,8%, 20 min - 99,9%, 30 minut - 100%.The treatment process was carried out at a temperature of 30±2°C with a model wastewater pH of 7 (demineralized water, without pH correction). The molar ratio of contaminant to sodium hydrosulfite was 1:3. The temperature was controlled by a sensor located in the tank, connected to a programmer and an electric heater, and a cooling system operating on tap water. Wastewater samples were collected for testing during the treatment process at the following time intervals [min]: 0, 2, 4, 10, 15, 20, and 30. Subsequently, the collected wastewater samples were tested for nitrobenzene and aniline content using reversed-phase high-performance liquid chromatography, using a mixture of acetonitrile and water (30:70 v/v) as the eluent and a flow-through UV spectrophotometer as the detector. A gradual decrease in the nitrobenzene content was noted in the successively collected wastewater samples as the process progressed, obtaining the following reduction results after a given process time: 2 min - 99.4%, 4 min - 99.5%, 10 min - 99.7%, 15 min 99.8%, 20 min - 99.9%, 30 min - 100%.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL445292A PL248286B1 (en) | 2023-06-21 | 2023-06-21 | Method of reductive purification of water and aqueous solutions, especially sewage, from nitro compounds, especially nitrobenzene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL445292A PL248286B1 (en) | 2023-06-21 | 2023-06-21 | Method of reductive purification of water and aqueous solutions, especially sewage, from nitro compounds, especially nitrobenzene |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL445292A1 PL445292A1 (en) | 2024-12-23 |
| PL248286B1 true PL248286B1 (en) | 2025-11-17 |
Family
ID=94644326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL445292A PL248286B1 (en) | 2023-06-21 | 2023-06-21 | Method of reductive purification of water and aqueous solutions, especially sewage, from nitro compounds, especially nitrobenzene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL248286B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5344531A (en) * | 1976-10-05 | 1978-04-21 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Purification of p-aminophenol |
| US4139562A (en) * | 1978-03-13 | 1979-02-13 | Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. | Process for purifying crude p-aminophenol |
| EP0041837A1 (en) * | 1980-06-05 | 1981-12-16 | MALLINCKRODT, INC.(a Missouri corporation) | Process for the purification of p-aminophenol |
| ZA813723B (en) * | 1980-06-05 | 1982-06-30 | Mallinckrodt Inc | Process for the purification of p-aminophenol |
-
2023
- 2023-06-21 PL PL445292A patent/PL248286B1/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5344531A (en) * | 1976-10-05 | 1978-04-21 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Purification of p-aminophenol |
| US4139562A (en) * | 1978-03-13 | 1979-02-13 | Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. | Process for purifying crude p-aminophenol |
| EP0041837A1 (en) * | 1980-06-05 | 1981-12-16 | MALLINCKRODT, INC.(a Missouri corporation) | Process for the purification of p-aminophenol |
| ZA813723B (en) * | 1980-06-05 | 1982-06-30 | Mallinckrodt Inc | Process for the purification of p-aminophenol |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL445292A1 (en) | 2024-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jiang et al. | Advanced degradation of refractory pollutants in incineration leachate by UV/Peroxymonosulfate | |
| Nie et al. | Degradation of chloramphenicol using a combination system of simulated solar light, Fe2+ and persulfate | |
| Bagal et al. | Degradation of diclofenac sodium using combined processes based on hydrodynamic cavitation and heterogeneous photocatalysis | |
| Shokri | Degradation of 2-nitrophenol from petrochemical wastewater by ozone | |
| Ricardo et al. | Chloramphenicol photo-Fenton degradation and toxicity changes in both surface water and a tertiary effluent from a municipal wastewater treatment plant at near-neutral conditions | |
| US8877067B2 (en) | Method and arrangement for a water treatment | |
| Moussavi et al. | The selective direct oxidation of ammonium in the contaminated water to nitrogen gas using the chemical-less VUV photochemical continuous-flow reactor | |
| Tian et al. | Sulfite promoted photochemical cleavage of s-triazine ring: The case study of atrazine | |
| Díaz-Angulo et al. | A tube-in-tube membrane microreactor for tertiary treatment of urban wastewaters by photo-Fenton at neutral pH: A proof of concept | |
| Akbari et al. | Reduction of dinitrotoluene by hydrated electrons generated from UV irradiation of toluene in wastewater: Towards cleaner production | |
| Yang et al. | Enhanced treatment of azo dyes in wastewater using heat-activated persulfate with micro-nano bubble aeration | |
| Cichocki et al. | First highly effective non-catalytic nitrobenzene reduction in UV/dithionite system with aniline production–Advanced reduction process (ARP) approach | |
| Yuan et al. | Enhanced oxidative removal of NO by UV/in situ Fenton: Factors, kinetics and simulation | |
| Tan et al. | Self-assembled metalloporphyrin-carbon nitride heterointerface promotes Fenton-like activity to purify high-salinity phenolic wastewater | |
| PL248286B1 (en) | Method of reductive purification of water and aqueous solutions, especially sewage, from nitro compounds, especially nitrobenzene | |
| Saghafinia et al. | Performances evaluation of photo-Fenton process and sonolysis for the treatment of penicillin G formulation effluent | |
| EP4208412A1 (en) | Wastewater ozone treatment | |
| Hori et al. | Visible light-induced decomposition of monoethanolamine in water using graphitic carbon nitride as a photocatalyst | |
| Yang et al. | Degradation of high concentration phenol by ozonation in combination with ultrasonic irradiation | |
| Xu et al. | Studying Fenton oxidation kinetics of mixed dyes wastewater and salt effect by online spectrophotometry | |
| KR101169877B1 (en) | The method for settings of operation parameters in advanced oxidation processesAOPs | |
| US20250091919A1 (en) | Method and system for water treatment using modified advanced oxidizing technology | |
| EP2535315A1 (en) | Method and arrangement for a water treatment | |
| JP4553326B1 (en) | Method for decomposing and removing 1,4-dioxane contained in an aquatic medium at a low concentration | |
| Zahrandika et al. | Hybrid O3/UV/Fe process using rebar flakes waste for removal of congo red dye in wastewater |