CC BY
9
рений произвести не удалось. Чтобы иметь представление об отношении тканей к ультрафиолетовым лучам солнца, мы приводим расчетные данные, составленные по прозрачности тканей для однородных излучений от ртутно-кварцевой лампы и по данным о распределении энергии в ультрафиолетовой области солнечного излучения в Ленинграде при высоте стояния солнца 52°.
Результаты расчетов отношения некоторых наиболее прозрачных тканей к ультрафиолетовым лучам солнца произведены в табл. 3.
Эритемная облученность, создаваемая прошедшим через эти ткани ультрафиолетовым излучением солнца, составленная по расчету, приведена в табл. 4.
Расчетное время, необходимое для получения эритемы, будет: при облучении через батист—157 минут, креп—173 минуты, бельевую ткань, артикул 77—177 минут, майю—272 минуты, шелковое полотно — 284 минуты.
Эти данные подтверждаются практическими наблюдениями.
Так, например, у двух наблюдаемых, одетых в блузки, сшитые из батиста и из ситца, после четырех часов пребывания на солнце через 24 часа была отмечена начальная эритема. Общая облученность при этом на поверхности кожи (под батистом) за весь период облучения была равна 530 мкэр/см2 при эритемной эффективности солнечного излучения за этот же период, равной 1 420 мкэр/см2.
•¿г Ф
А. Б. Даванков, Н. Е. Огнева
О новых методах обесфеноливания промышленных
сточных вод1
Из лаборатории технологии пластмасс Московского ордена Ленина химико-технологического института имени Д. И. Менделеева
Осуществление ряда химических процессов в заводских условиях связано с получением в качестве отходов значительных количеств промывных и надсмольных вод, содержащих то или другое количество фенолов (коксование и газификация углей, производство фенолыю-формаль-дегидных смол и т. д.).
Из большого числа химических веществ, попадающих в водоем, фенол, наряду с соединениями свинца, фтора и мышьяка, является особенно (вредным.
Загрязнения, попадающие в водоемы с промышленных предприятий, в ряде случаев существенно затрагивают народнохозяйственные интересы.
Поэтому разработка эффективных технологических методов обесфеноливания промышленных сточных вод является проблемой исключительной важности, имеющей большое народнохозяйственное значение.
В литературе описано большое число различных методов удаления фенолов из промышленных сточных вод. Необходимо, однако, отметить, что большинство предлагавшихся до сих пор методов для обезвреживания фенолсодержащих вод не отличаются достаточным совершенством. Таким образом, проблема обесфеноливания сточных вод остается неразрешенной.
1 В работе по синтезу и испытанию смол принимали участие В. М. Лауфер и М. Г. Успенская.
В связи с этим особый интерес приобретают встречающиеся в литературе указания о том, что фенолы можно практически полностью извлечь из водных растворов с помощью катеонитов и анионитов.
Однако, несмотря на всю важность практического разрешения указанной проблемы, адсорбция фенола ионитами в настоящее время изучена слабо. Об этом свидетельствует крайняя бедность, отрывочность и противоречивость тех сведений, которые встречаются по этому вопросу в литературе. Если исходить из основных положений ионного обмена и рассматривать катеониты в качестве твердых высокомолекулярных поливалентных кислот, то извлечение с помощью такого рода адсорбентов фенола, имеющего кислый характер, противоречит здравому смыслу. В этом мы усматриваем основную причину неудач в работе отдельных авторов, которые пользовались для извлечения фенола катионитовыми смолами.
По этой же причине мы с самого начала отказались от применения катионитов в качестве поглотителей фенола и сосредоточили свое внимание на анионитах.
П. В. Бауман утверждает, что к поглощению фенола, борной, синильной и других слабых кислот способны только высокоосновные анионитовые смолы, получаемые, например, на основе четвертичных аммониевых соединений. Автор объясняет это тем, что соли анионитовой смолы и указанных кислот полностью гидролизованы в воде и, следовательно, не существуют в водной среде. Поэтому он считает, что анионитовые смолы слабой основности для данной цели непригодны.
Нашей работой это положение было опровергнуто. Хотя синтезированные нами анионитовые смолы не относятся к разряду высокоосновных смол, тем не менее многие из них обнаружили достаточно высокую сорбционную способность по отношению к фенолу.
Для того чтобы убедиться в правильности сделанного нами выбора в качестве сорбентов для фенола анионитовых, а не катионитовых смол, в настоящей работе, наряду с анионитами, был испытан катеонит СБС, который, как известно, принадлежит к числу активных и химически стойких катионитов. Однако, как и следовало ожидать, он не дал и не мог дать таких положительных результатов, которые были получены с некоторыми анионитовыми смолами.
Опыт показал, что анионитовые смолы хорошо извлекают фенол из кислых, нейтральных и щелочных растворов.
В задачу настоящего исследования входила разработка не только метода извлечения фенола из промышленных сточных вод, но и метода обратного извлечения (десорбции) фенола. Вопреки утверждениям некоторых авторов, эта задача не является настолько простой, какой она может показаться на первый взгляд. Мы имеем в виду получение концентрированных растворов фенола при регенерации смолы с целью их утилизации.
Десорбция фенола из смолы осуществлялась промывкой водой, спиртом, растворами едких щелочей и аммиака и отгонкой с водяным паром. Максимальная концентрация фенола в промывных растворах не превышала 12%. Доведение этой концентрации до 25—40% имеет актуальное значение.
Емкость смолы после десорбции фенола восстанавливалась до первоначальной.
Ниже приводится описание методики работы и результаты опытов.
В качестве адсорбентов фенола, крезолов и хлорфенолов мы применяли синтетические смолы ММГ-1, МН, ТН, Н и МПВХ. Кроме перечисленных ионитов, синтез которых был разработан нами и проверен на промышленной установке, испытанию подвергались также анионитовые смолы ПЭ-9 и ЭДЭ-10 и катионитовая смола СБС, полученные нами из других научных учреждений.
Адсорбцию фенола, крезолов и хлорфенолов мы изучали преимущественно в динамических условиях, т. е. путем фильтрования как искусственно приготовленных в воде растворов этих веществ различной концентрации, так и промышленных сточных вод.
Количество фенола, крезолов и хлорфенолов в исходных растворах, а также в фильтратах после прохождения растворов через слой адсорбента определялось бромированием, иодированием и другими общепринятыми методами.
Перед употреблением аниониты подвергались предварительной регенерации 5% раствором NaOH, а катионит СБС — 5% раствором НС1.
Наибольшую емкость по отношению к фенолу в статических условиях обнаружили анионитоеые смолы МПВХ, Н-0, МН и ТН, ПЭ-9, ЭДЭ-10. С увеличением концентрации фенола в растворе емкость смол увеличивается.
В динамических опытах ионитовые смолы с величиной зерен 0,5—2 мм мы загружали в стеклянную трубку высотой 150 см и диаметром 18—20 мм. Высота слоя смолы в трубке составляла 20—30 см. Через такой слой смолы пропускался водный раствор фенола различной концентрации со скоростью 2 л/час. Пробы фильтрата мы собирали по 100 мл ив каждой из них определяли содержание остаточного фенола. Фильтрование раствора через смолу прекращали после того, когда концентрация фенола в фильтрате приближалась к концентрации исходного раствора.
Результаты опыта приведены в табл. 1.
Таблица 1. Результаты адсорбции фенола ионитовыми смолами в динамических
условиях
Количество фенола, извлеченного смолой
>5 О из 0,5°/0 раствора из 1% раствора из 2° п раствора
Наименование ионито-вых смол Вес воздушно-су> смолы (в г) количество про--фильтрованного раствора (в мл) процент от веса смолы миллиэквивалент на 1 г сАолы количество фильтрованного раствора (в мл) процент от веса смолы t- X <и S3 "1 СП * а " ж в: „ 4 s га 5 X количество профильтрованного раствора (в мл) процент от веса смолы миллиэквивалент на 1 г смолы
ММГ-1 36 500 1,4 0,14 600 1,6 0,17 400 1,5 0,16
МН 23,2 1 000 11,8 1,25 700 16,3 1,73 500 16,4 1,73
ТН 22,4 500 5,5 0,58 800 13,1 1,38 6С0 13,6 1,44
н 38,4 500 2,3 0,24 600 3,3 0,35 400 3,3 0,35
Н-0 23,2 10U 12,3 1,3 700 15,5 1,64 700 20,5 2,18
ПЭ-9 18 — — — 6С0 13 1,38 — — —
ЭДЭ-10 18 — — — 600 14,5 1,Е4 — — —
СБС 20 — — — too 4,4 0,46 — — —
Из табл. 1 следует, что наибольшую поглотительную способность в отношении фенола обнаружили те же смолы, которые показали наилучшие результаты адсорбции в статических условиях, т. е. иониты МН, Н-0, ТН, ПЭ-9, ЭДЭ-10. С увеличением концентрации фенола в растворе емкость смол увеличивается.
Далее были поставлены опыты по изучению зависимости адсорбции фенола от высоты слоя смолы.
Для этого высота слоя смолы в поглотительной колонке была увеличена до 120 см, при этом вес сухой смолы составлял 110,4 г. Прочие условия опытов оставались прежними за исключением того, что пробы фильтрата для анализа отбирались по 500 мл каждая, а концентрация фенола в растворе составляла 12,5 г/л.
В табл. 2 приведены результаты трех последовательных опытов сорбции фенола анионитовой смолой МН и десорбции фенола 10% раствором едкого кали.
Таблица 2. Результаты сорбции фенола анионитовой смолой МН и извлечения его из смолы 10% раствором едкого кали
к
л ¡2-я
ч с я
<и РЗ -г (- О
о ш X
с. (- °
о> ч У
4 Я 4
" ° I
Й 5 о.
5 -о о
X. Я о
Опыт 1
. в
си <у СП
•в-З'Г'
п '= о § о га £ с:
2 и к га" О
с; 4 и.
ооо
М I Я
•в* х
а; 2
ч с;
со о
п а
ч о и
О пыт 2
о 2 Я о с V з; •в- К .
О! и
т Э и
Н о ~
и Ч _ о с- та о- О С
я с ч
Ч . О 2
ч о
о О
о
•е-
я т
о ^ —' га
н « 3
и Ч с^
и' - о
(Г т 2
5 = С ч .
О га со
м ч ж
Опыт 3
о •
Я О."Г <и я ь -в- ?.
о «
а и
О) -
1« о
О -
- С -в
ч
О га О
а Ч -
О Я
а> •в-О га
о г
га со ч К
1 2
3
4
5
6
7
8 9
Всего
6,29
6,205
6,205
5,95
4,76
3,4
2,38
1,7
0,17
37,06
0,748 5,741 9,961 12,138 3,999 1,762 0,842 0,201
35,392
6,5
6,545
6,46
5,695
4,335
3,635
1,785
1,875
0,255
37,085
0,564 5,851 12,421 10,805 4,564 0,527
34,732
6,304 6,102 6,102 5,809 4,352 2,584 1,826 1,429 0,112
34,62
0,632 5,432. 9,861 12,112 4,332 3,689
36,058
Из табл. 2 видно, что с увеличением высоты слоя смолы увеличивается эффективность ее использования в качестве адсорбента. Динамическая емкость смолы (близкая к полной) в условиях опыта составляла 3,5 миллиэквивалента фенола на 1 г смолы, или 32—33% от ее веса.
В первых 3—4 пробах фильтрата фенола не обнаружено.
При обработке смолы раствором едкой щелочи она практически полностью освобождается от фенола, а ее поглотительная способность восстанавливается до первоначальной.
Концентрация фенола в четвертых пробах регенерационного раствора достигает максимума и составляет от 24,2 до 39,6 г/л.
Испытание другой анионитовой смолы Н-0 показало аналогичные результаты. При высоте слоя смолы в трех последовательно соединенных трубках в 240 см смола поглощала 24—26% фенола от веса смолы.
Таблица 3. Результаты сорбции фенола из надсмольной воды анионитовой смолой Н-0 (диаметр трубок — 20 мм, общая высота слоя смолы в трех трубках — 240 см, вес смолы — 384 г, влажность — 44%, величина зерен—0,8—1,7 мм)
Последовательный номер проб фильтрата (емкостью 300 мл в каждой) Количество фенола, поглощенного смолой (в г) Количество непоглощенного фенола (в г)
1 12,69 0
2 12,69 0,7
3 11,57 1,12
4 6,52 6,17
5 5,67 7,02
6 5,25 7,44
7 7,08 5,61
8 6,52 6,17
9 4,95 7,14
10 2,2 10,49
11 1,6 11,09
12 1,6 11,09
13 2,16 10,53
14 1,6 11 ,С9
15 0,76 11,93
16 0,06 12,63
Всего 82,92 119,52
При повторном пропуске фильтрата, содержащего некоторое количество непоглощенного фенола, через слой свежей или регенерированной смолы фенол поглощается полностью.
Аналогичные опыты были проведены по адсорбции крезолов из водных растворов. В зависимости от степени измельчения анионитовые смолы МП и Н-0 поглощали в динамических условиях при пропускании 1,15% раствора трикрезола через слой адсорбента высотой в 55—58 см от 10,7 до 16% трикрезола от веса смолы. Десорбция крезолов со смолы 5% раствором едкого натра протекала нормально.
Для более полной оценки сорбционной способности анионитовых смол в отношении фенола, крезолов и производных фенола — хлорфено-лов — были поставлены опыты по извлечению р-хлорфенола из водных растворов. Известно, что хлорфенолы при их относительно малой растворимости в воде отличаются высокими антисептическими свойствами и рез-
ким неприятным запахом. Поэтому спуск в естественные водоемы промышленных сточных -вод, содержащих хлорфенолы, является совершенно недопустимым.
Для опытов мы применяли водный раствор парахлорфенола, содержащий 1,13 г вещества в 1 л. Адсорбцию хлорфенола производили в динамических условиях с помощью анионитовой смолы Н-0. В трубку диаметром 20 мм загружали 130 г смолы с величиной зерен 1,7—2 мм; высота слоя смолы в трубке —- 80 см; скорость фильтрования раствора около 2 л/час. Пробы фильтрата отбирали сначала по 50, а затем по 100 мл. В 6 из них :ни по запаху, ни путем прибавления избытка брома хлорфенола не обнаружено. Хлорфенол сорбировался смолой полностью.
Таблица 4. Результаты сорбции фенола и кислот смолой 4 МН (высота слоя смолы в трубке — 120 см, вес сухой смолы— 110,4 г) из сточных вод производства феноксиуксусной кислоты
о я я Количество фено- Количество кис- Количество фенола, извлеченного ИЗ СМОЛЫ 10°/о КОН
is га за? ла, поглощенного смолой лот, поглощенных смолой
ч §8 га о « „ ч о. 5 'S ч с ° § в г процент от веса смолы в г процент от веса смолы, считая на НС1 в г процент от первоначального
о о, 2 ^ fislS количества
1 4,4 3,98 6,55 5,8 0,816 3,9
2 3,6 3,26 4,04 3,6 1,628 7,3
3 3,6 3,26 3,58 3,2 4,235 19,3
4 3,04 2,75 2,43 2,2 9,52 43,1
5 3,32 3 0,75 0,68 4,82 22,3
6 1,6 1,44 0,502 2,3
7 1,28 1,15
8 1,28 1,15
9 0,5 0,45
10 0,302 0,27
Всего 22,922 20,71 17,35 15,48 21,571 98,2
Мы испытывали также сточные воды, полученные с завода по производству карболита и одного из предприятий по производству гербисидов. В водах от производства смол анализом установлено наличие 4,23% фенола, 2,82% формальдегида, 1,9% хлористого водорода.
В водах от производства гербисидов, кроме фенола, присутствовали феноксиуксусная кислота, хлористый натрий и хлористый водород в различных количествах.
Из большого числа опытов, проведенных нами по извлечению из промышленных сточных вод фенола с одновременным удалением из них органических и минеральных кислот, выше в табл. 3 и 4 приводятся в каче-
стве примера результаты двух типичных опытов по обезвреживанию надсмольных вод, полученных с заводов по производству фенок-сиуксус-ной кислоты и карболита.
Из приведенных в табл. 3 и 4 данных следует, что анионитовые смолы Н-0 и МН хорошо и достаточно полно извлекают фенол из промышленных сточных вод. Емкость смолы Н-0 о динамических условиях (при полном насыщении) составляла 4,1 миллиэквивалента на 1 г сухой смолы, или 38,6% от ее веса. Емкость смолы по отношению к фенолу в сильно кислой среде (в присутствии избытка соляной и фенюксиуксус-ной кислот) уменьшалась приблизительно на одну треть первоначальной емкости за счет поглощения кислот.
Присутствие минеральных солей в сточных водах не оказывает такого существенного влияния на поглощение фенола, которое оказывают .минеральные и органические кислоты.
Выводы
1. Синтетические смолы для анионного обмена хорошо извлекают фенол, крезолы и хлорфенолы как из чистых растворов, так и из промышленных сточных вод.
2. Наибольшую поглотительную способность в отношении фенола обнаружили анионитовые смолы следующих марок: МПВХ, Н-0, ТН, ПЭ-9, ЭДЭ-10.
3. При регенерации (десорбции) смол растворами едких щелочей и аммиака они полностью восстанавливают свою первоначальную поглотительную способность. При этом максимальная концентрация фенола в регенерационных растворах не превышала 12%.
4. Указанные анионитовые смолы после проверки в укрупненных масштабах могут быть рекомендованы для извлечения фенолов, хлор-фенолов и кислот из промышленных сточных вод с целью их обезвреживания.
-¿г -¿г -¿г
Г. А. Абрамович, В. П. Рассолова, Н. М. Косураева
Возбудители кишечных инфекций в сточных водах
больниц
Из Саратовского областного научно-исследовательского санитарно-гигиенического
института
Нами изучены сточные воды двух инфекционных больниц на содержание в них возбудителей кишечных инфекций.
В обеих больницах предусмотрено обеззараживание экскрементов больных кишечными инфекциями до сбрасывания их в канализацию. Экскременты подвергаются обработке хлором, и только после этого попадают в канализацию. Для обеззараживания в одной больнице первоначально употреблялась 10% взвесь хлорной извести, затем стали употреблять 20% взвесь, а часть отделений перешла на обработку экскрементов больных сухой хлорной известью. В другой больнице употреблялась 20% взвесь хлорной извести.
Пробы сточных вод для исследования на наличие возбудителей кишечных инфекций отбирались на территории больниц из смотровых колодцев в точках по движению сточных вод. Всего было отобрано 164 пробы сточной воды.
