Usuwanie związków chloroorganicznych ze ścieków przemysłowych ze szczególnym uwzględnieniem metody termokatalitycznego utleniania

• Autorzy: Żarczyński A. , Stopczyk A. , Zaborowski M. , Gorzka Z. , Kaźmierczak M.

Warianty tytułu

EN

Removal of chloroorganic compounds from industrial effluents using various methods: Advantages of thermocatalytic oxidation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Scharakteryzowano wybrane metody wydzielania zanieczyszczeń chloro-organicznych ze ścieków, takie jak desorpcja gazem obojętnym lub parą wodną, ekstrakcja rozpuszczalnikami, adsorpcja na węglu aktywnym czy wymiana jonowa. Mogą być one etapem wstępnym do odzysku, albo przy braku jego opłacalności, do termokatalitycznego lub termicznego utleniania tych zatężonych już zanieczyszczeń. Przedmiotem badań katalitycznego utleniania organicznych związków chloru były m.in. tetrachlorometan, 1,1,1-trichloroetan, 1,1,2,2-tetrachloroetan i chlorohydryna propylenowa. W badaniach zastosowano katalizatory ziarniste - platynowy i palladowy, a także katalizator monolityczny - platynowo-rodowy. Wykazano, że utlenienie badanych chloropochodnych zachodziło całkowicie z udziałem katalizatorów w temperaturze 325÷550 stopni C, przy czym łatwiej utleniały się z ich udziałem związki tlenowe niż bez tlenowe, zaś najtrudniej TChE. Katalizatory ziarniste (KP-910 i Pd) okazały się aktywniejsze od katalizatora monolitycznego (Pt-Rh), przy czym nie stwierdzono dezaktywacji katalizatorów. Zastosowanie katalizatorów pozwoliło na utrzymanie zawartości PCDD/Fs w gazach odlotowych znacznie poniżej wartości dopuszczalnej w krajach Unii Europejskiej (0,1ngTEQ/m3). Dane literaturowe oraz wyniki badań własnych świadczą o możliwości prawie trzykrotnego obniżenia temperatury unieszkodliwiania odpadowych organicznych związków chloru w procesie katalitycznym, w porównaniu do obecnie stosowanego spalania wysokotemperaturowego (1300÷1350 stopni C).

EN

A characteristics is given of the following methods for the separation of chloroorganic pollutants from wastewater: desorption with inert gas or water vapour, extraction with solvents, adsorption onto active carbon, and ion exchange. The processes can be used as prior steps either to the recovery of valuable substances or, if their recovery is not cost-effective, to the thermocatalytic or thermal oxidation of the pollutants already concentrated. The organic chlorine compounds chosen for the thermo-catalytic oxidation investigated within the scope of the present study included tetrachloromethane, 1,1,1-trichloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane and propylene chlorohydrin. Experiments were carried out using platinum- or palladium-based granular catalysts, as well as a monolithic platinum-rhodium catalyst. The findings of the study can be itemized as follows: (1) In the presence of the catalysts tested, complete oxidation was achieved over the temperature range of 325-550 oC; (2) oxygen compounds were easier oxidable than non-oxygen compounds, and TChE displayed the lowest oxidability; (3) the activity of the granular catalysts (KP-910 and Pd) was higher than that of the monolithic (Pt-Rd) catalyst, and (4) none of the catalysts tested was deactivated. The application of the catalysts enabled the PCDD/Fs content of the reaction gases to be maintained below the admissible value established for the EU Member States (0.1 ngTEQ/m3). The data reported in the literature, as well as the authors' own results, indicate that the temperature at which the chloroorganic wastes undergo catalytic oxidation can be reduced nearly threefold as compared to the temperature presently applied (1300 to 1350 oC).

Słowa kluczowe

PL

substancje chloroorganiczne; desorpcja; ekstrakcja; utlenianie termokatalityczne

EN

chloroorganic wastes; stripping; extraction; adsorption; thermocatalytic oxidation

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 32, nr 1
• Strony: 49--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., tab.

Twórcy

autor

Żarczyński A.

autor

Stopczyk A.

autor

Zaborowski M.

autor

Gorzka Z.

autor

Kaźmierczak M.

• Politechnika Łódzka, Wydział Chemiczny, Instytut Chemii Ogólnej i Ekologicznej, ul. S. Żeromskiego 116, 90-924 Łódź,

Bibliografia

• 1. E. MILCHERT: Technologie produkcji chloropochodnych organicznych. Utylizacja odpadów. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin 1997.
• 2. J. MYSZKOWSKI, E. MILCHERT: Odzyskiwanie użytecznych związków organicznych ze ścieków metodami strippingu i adsorpcji. Mat. III Kongresu Technologii Chemicznej „Technologia chemiczna na przełomie wieków”, Gliwice 2000, ss. 219–223.
• 3. M. PAJĄK, W. SKRZYPIŃSKI, J. PRZONDO: Metody usuwania chlorowcowęglowodorów ze ścieków wodnych. Przem. Chem. 1994, vol. 73, nr 2, ss. 64–65.
• 4. A. ŻARCZYŃSKI, M. ZABOROWSKI, Z. GORZKA, M. KAŹMIERCZAK: Możliwości usuwania związków chloroorganicznych ze ścieków w aspekcie ich katalitycznego utleniania. Gaz, Woda i Techn. Sanit. 2008, nr 12, ss. 19–22.
• 5. D.F. KINCANNON, E.L. STOVER, V. NICHOLS, D. MEDLEY: Removal mechanisms for toxic priority pollutants. J. Water Pollut. Control Fed. 1983, Vol. 55, No. 2, pp. 157–163.
• 6. S.K. AGARVAL, J.J. SPIVEY, J.B. BUTT: Catalyst deactivation during deep oxidations of hydrocarbons. Appl. Catal. A: Gen. 1992, Vol. 82, pp. 259–275.
• 7. D.F. LABRANCHE, M.R. COLLINS: Stripping volatile organic compounds and petroleum hydrocarbons from water. Water Environ. Res. 1996, No. 3, pp. 348–358.
• 8. R. PEŁECH, E. MILCHERT, R. WRÓBEL: Adsorption dynamics of chlorinated hydrocarbons from multi-component aqueous solution onto activated carbon. J. Hazard. Mater. 2006, Vol. B137, pp. 1479–1487.
• 9. J. MYSZKOWSKI, R. PEŁECH, A. WRÓBLEWSKA, E. MILCHERT: Tworzenie technologii przyjaznych dla środowiska przez utylizację odpadów i ścieków. Przem. Chem. 2006, vol. 85, nr 8–9, ss. 638–640.
• 10. S. ZIELIŃSKI: Lotne związki organiczne: źródła emisji, normatywy metody ograniczenia emisji. Ekol. Tech. 2001, nr 5, ss. 140–146.
• 11. R. PEŁECH, E. MILCHERT, A. WRÓBLEWSKA: Desorption of chloroorganic compounds from a bed of activated carbon. J. Colloid Interface Sci. 2005, Vol. 285, pp. 518–524.
• 12. E. MILCHERT, J. MYSZKOWSKI, W. GOC: Odzyskiwanie chloropochodnych organicznych ze ścieków instalacji epichlorohydryny. Chem. Stos. 1987, vol. 31, nr 2, ss. 275–282.
• 13. B. LATKOWSKA, A. SOBOLEWSKI: Wdrożenie technologii adsorpcyjnego usuwania pestycydów ze ścieków przemysłowych. Przem. Chem. 2006, vol. 85, nr 8–9, ss. 1041–1043.
• 14. R. DVORAK, R. STULIR, P. CAGAS: Efficient fully controlled up-to-date equipment for catalytic treatment of waste gases. Appl. Therm. Engineering 2007, Vol. 27, pp. 1150–1157.
• 15. P. ANIELAK, K. JANIO, J. JANKOWSKI: Removal of chlorophenoxy acid derivatives from wastewaters. Env. Sci. Res. 1991, Vol. 42, pp. 789–796.
• 16. J. ZIEŃKO: Likwidowanie odpadów chlorowcoorganicznych. Chemik 1992, nr 2, ss. 35–38.
• 17. E. MILCHERT, A. KOTAS: Spalanie odpadowych chloropochodnych organicznych. Chemik 1995, nr 11, ss. 320–322.
• 18. J. PRZONDO, J. ROGALA: Przemysłowa instalacja spalania ciekłych odpadów chloroorganicznych w Z.Ch. „Rokita” SA. Przem. Chem. 1996, vol. 75, nr 3, ss. 98–101.
• 19. G. LEWANDOWSKI, E. MILCHERT, A. DOROCZYŃSKI: Spalanie odpadowych chloropochodnych organicznych z odzyskiem chlorowodoru. Przem. Chem. 2005, vol. 84, nr 7, ss. 516–519.
• 20. R. SEKUŁA: Termiczna utylizacja odpadów toksycznych. Ochr. Powietrza Probl. Odpadów 1994, nr 4, ss. 101–104.
• 21. Z. MAKLES, A. ŚWIĄTKOWSKI, S. GRYBOWSKA: Niebezpieczne dioksyny. Arkady, Warszawa 2001.
• 22. J. KOŚMIDER, B. MAZUR-CHRZANOWSKA, B. WYSZYŃSKI: Odory. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002.
• 23. B. MENDYKA, A. MUSIALIK-PIOTROWSKA, K. SYCZEWSKA: Effect of sulfur and chlorine compounds on the activity of platinum catalysts. Environ. Prot. Eng. 1987, Vol. 13, No. 3–4, pp. 89–97.
• 24. J.J. SPIVEY, B. BUTT: Literature review: Deactivation of catalysts in the oxidation of volatile organic compounds. Catal. Today 1992, Vol. 11, pp. 465–500.
• 25. G.R. LESTER: Catalytic destruction of hazardous halogenated organic chemicals. Catal. Today 1999, Vol. 53, pp. 407–418.
• 26. E. FINOCCHIO, G. BUSCA, M. NOTARO: A review of catalytic processes for the destruction of PCDD and PCDF from waste gases. Appl. Catal. B: Envir. 2006, Vol. 62, pp. 12–20.
• 27. A. ŻARCZYŃSKI, M. KAŹMIERCZAK, Z. GORZKA, M. MISIAK: Unieszkodliwianie organicznych związków chloru, siarki i azotu metodą termokatalitycznego utleniania. Przem. Chem. 2003, vol. 82, nr 8–9, ss. 1075–1077.
• 28. G. WIELGOSIŃSKI, A. GROCHOWALSKI, T. MACHEJ, T. PAJĄK, W. ĆWIĄKALSKI: Wpływ wybranych parametrów na przebieg reakcji katalitycznego rozkładu o-dichlorobenzenu na katalizatorze V2O5-WO3/Al2O3-TiO2. Mat. VII konf. POL-EMIS „Emisje, Zagrożenia, Ochrona Powietrza”, PZITS Odział Dolnośląski, Kudowa-Zdrój 2004, ss. 295–300.
• 29. A. ŻARCZYŃSKI, M. ZABOROWSKI, T. PARYJCZAK, Z. GORZKA, M. KAŹMIERCZAK: Application of catalysts in treatment of selected waste chloroorganic compounds. Pol. J. Chem. Tech. 2007, Vol. 9, No. 2, pp. 61–64.
• 30. Z. GORZKA, T. PARYJCZAK, A. ŻARCZYŃSKI, M. KAŹMIERCZAK, M. MICHNIEWICZ: Dioksyny w produktach termokatalitycznego utleniania wybranych organicznych związków chloru. Przem. Chem. 2003, vol. 82, nr 8–9, ss. 1020–1022.
• 31. T. PARYJCZAK, A. LEWICKI, M. ZABORSKI: Zielona chemia. PAN Oddział w Łodzi, Łódź 2005.
• 32. M. KAŹMIERCZAK, Z. GORZKA, A. ŻARCZYŃSKI, T. PARYJCZAK, M. ZABOROWSKI: Activity of granular and monolithic catalysts during oxidation of selected organic chlorine compounds. Environmental Engineering, Taylor & Francis Group, London 2007, pp. 365–369.
• 33. E. HETRICK, J. LICHTENBERGER, M.D. AMIRIDIS: Catalytic oxidation of chlorophenol over V2O5/TiO2 catalysts. Appl. Catal. B: Environmental 2008, Vol. 77, pp. 255–263.
• 34. European Standard EN-1948, ICS 13.040.40: Stationary source emissions. Determination of the mass concentration of PCDD/Fs. PN-EN-1948-1,2,3: 2006.
• 35. Rozporządzenie Ministra Środowiska z 20 grudnia 2005 r. w sprawie standardów emisyjnych z instalacji. DzU nr 260, poz. 2181.