Сточные воды процессов термического разложения топлива, производства уксусной кислоты, сложных эфиров, синтетического каучука содержат в значительных количествах летучие кислоты алифатического ряда, в частности: муравьиную и уксусную кислоты. Одним из способов обезвреживания таких промышленных сточных вод может быть адсорбционный метод на углеродсодержащих адсорбентах.
Изучена адсорбция кислот алифатического ряда на модифицированных углеродных адсорбентах, полученных методом пиролиза и парогазовой активации бурого угля Бородинского месторождения Канско-Ачинского бассейна и отходов переработки березовой древесины. Для устранения взаимодействия щелочных компонентов минеральной части углеродных адсорбентов с алифатическими кислотами проводили предварительную обработку адсорбентов 1 н. соляной кислотой с последующей отмывкой дистиллированной водой до нейтральной реакции и сушкой при 1050С. Для адсорбции использовали водные растворы муравьиной и уксусной кислот с концентрацией от 6,5 до 100 ммоль/л.
Приведены изотермы адсорбции вышеуказанных кислот на углеродных адсорбентах. Показано, что форма изотерм типична для адсорбентов, содержащих наряду с микропорами значительное количество мезо- и макропор. Изотермы могут быть отнесены ко II типу по классификации БЭТ. Величина адсорбционной емкости зависит как от вида сырья, из которого получены адсорбенты (бурый уголь или отходы переработки древесины), так и от свойств адсорбтива (муравьиная или уксусная кислота). Показано, что адсорбция алифатических кислот существенно выше на буроугольном адсорбенте; в то же время адсорбция уксусной кислоты выше, чем муравьиной кислоты.
Проведена регенерация отработанных адсорбентов традиционным методом - горячим воздухом при температуре 3000С. Адсорбенты сохраняют достаточно высокую адсорбционную способность: после трех циклов адсорбции-регенерации адсорбция снижается на 5-7 отн.%. Однако резко снижается прочность адсорбентов на истирание: до 40 и 52% для древесного и буроугольного адсорбентов, соответственно. После охлаждения воздуха, насыщенного парами кислот, концентрация кислот в конденсате составляет 55-68%.
Рассмотрена принципиальная технологическая схема многоступенчатой адсорбционной очистки сточных вод, загрязненных летучими кислотами алифатического ряда. Схема включает следующие стадии: 1) первичную очистку сточных вод от взвешенных веществ в работающих поочередно накопительных емкостях, 2) собственно стадию адсорбционной очистки от алифатических кислот, 3) стадию регенерации отработанного адсорбента. Стадия адсорбционной очистки реализуется в трех последовательно расположенных адсорберах, один из которых периодически отключается на регенерацию. Стадия регенерации включает: 1) адсорбер с отработанным адсорбентом, соединенный с калорифером, через который в адсорбер поступает нагреваемый воздух; 2) теплообменник, где воздух, насыщенный парами кислот, охлаждается до температуры 20-250С; 3) приемник, где конденсируется смесь кислот; 4) сорбционный фильтр, где происходит очистка охлажденных газов перед сбросом в атмосферу. Рекомендовано после трех циклов отработанные адсорбенты утилизировать путем сжигания на энергетических установках.