用臭氧处理水的方法和用电解食盐生产氯气的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过臭氧处理分解水中有机物的方法，其中水的ＴＯＣ含量大于２ｐｐｍ，且还含有溶解的碳酸或碳酸酯。本发明专利技术进一步还涉及一种通过电解食盐生产氯气的方法，本发明专利技术方法的特征在于用于所述电解过程的食盐溶液，是通过用臭氧处理ＴＯＣ大于２ｐｐｍ，食盐含量为２－２０ｗｔ．％，且还含有溶解的碳酸或碳酸酯的水而得到的。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用臭氧，该水的TOC大于2ppm，且还含有溶解碳酸或碳酸酯，以及一种通过电解食盐生产氯气的方法，其特征在于在电解过程中加入食盐溶液，该食盐溶液是通过用臭氧处理TOC大于2ppm，食盐含量为2-20wt.％，且还含有可溶性碳酸或碳酸酯的水而得到的。用臭氧处理水，分解水中的有机物是众所周知的。WO-9708101公开了一种在催化剂的情况下，用臭氧处理工业废水的方法。EP-A634465描述了一种两段式的用臭氧净化工业废水的方法，该方法特别适合分解芳族化合物。EP-A-378994描述了一种在增加压力和提高温度的状况下，用臭氧分解工业废水中芳族杂质的方法。例如，如E.Gilbert在Water Res.(水研究)第21卷(10)，第1273-1278页所述，通常用臭氧处理工业污染废水，能使将水中所含的不能生物降解或生物降解很差的杂质转化为可生物降解的组分。这意味着即使用臭氧处理后，水中仍含有有机物，该有机物需要在随后的步骤，例如生物废水纯化中分解为无机化合物如二氧化碳和水。这一点已经被Takahashi在Ozone Science and Engineering(臭氧科学及工程)1990年第12卷第1-18页所证实。据Takahashi披露，用臭氧处理含酚废水，结果会使酚分解，但是臭氧处理不会使生成的有机分解产物，如草酸、乙二醛和乙醛酸进一步分解。如果水中含有有机物，表明水中含有一定量的有机碳。以有机物形式存在的碳含量用TOC(“总有机碳”的缩写)表示。例如，在聚碳酸酯生产中就产生这种TOC大于2ppm，且还含有碳酸或碳酸酯的水。用所谓的相界面法生产聚碳酸酯，需在含有无机碱如氢氧化钠溶液，及聚碳酸酯产物易溶的有机溶剂的多相中，使以水溶性碱金属盐类形式的二羟基二芳基烷烃类与光气反应。在反应过程中，水相分布在有机相中。在通过相界面法合成聚碳酸酯后，聚碳酸酯以在合成所用的有机溶剂，例如二氯甲烷中的溶液形式分离。剩余的水相有利地是不含易挥发性有机杂质，如剩余的合成中所用的有机溶剂(如二氯甲烷)，这可通过例如蒸馏实现。由此使得剩余废水中溶解的碳酸酯含量很高(如0.3-1.5wt.％)，且溶解的食盐的含量也很高(如4-12wt.％)。此外该废水还含有有机污染物，如酚类(如非取代酚或烷基酚类或芳基酚类或双酚类，如双酚A)，或胺类(如三乙胺或乙基哌啶)。这里例如通过光气的水解反应，作为聚碳酸酯生产过程的副反应例如生成碳酸酯。溶解在相界面法聚碳酸酯生产过程的废水中的食盐是一种有价值的原料。到目前为止，还没有披露这种来自相界面法聚碳酸酯生产过程的废水中食盐的可能利用方法。一种可能的利用相界面法生产聚碳酸酯过程产生的废水中食盐的方法是，通过电解，用食盐生产氯气和氢氧化钠溶液。然而，由于相界面法聚碳酸酯生产过程的废水中还含有其它组份，尤其是有机组份，所以迄今为止这种可能的方式都没成功。特别是，对氯-碱电解法来说，特别有利的膜法需要纯食盐水溶液作为原料。如果在电解过程中加入食盐水溶液，则该水溶液必须含有低的有机杂质；优选地食盐溶液中的TOC必须低于1ppm。即使食盐溶液中的TOC低于1ppm，食盐溶液仍会含有少量的干扰电解过程的有机杂质，这些有机杂质会在膜法中降低该设备重要组件如膜的使用寿命。所有这些特别涉及用于食盐电解的膜法，其中，膜的使用寿命是关系到经济效益的重要因素。当然，众所周知还有其它不是聚碳酸酯生产过程产生的废水，其特征是它们含有溶解的碳酸酯或碳酸。已经知道溶解在水中的碳酸酯或碳酸之所以妨碍废水的臭氧处理，阻止从废水中除去有机化合物，是因为碳酸酯作为游离基清除剂，通过游离基的中间步骤，阻止有机化合物的分解。这一点在Hoigne和Bader的Wat.Res.(水研究)1976年第10卷第377页以下，以及Gurol和Watistas的Wat.Res.(水研究)1987年第21卷第895-900页已经有报道。对于含有有机物以及溶解的碳酸酯或碳酸的水来说，还会因此出现这样一种状况，在碱性pH值范围内，碳酸根离子会妨碍水的臭氧处理。然而，在酸性pH值范围内，根据现有技术的报道，臭氧处理不会使有机化合物完全分解，而会形成如乙二酸的化合物，并使其暂留。因此，在这两种情况下，根据已有技术，用臭氧处理废水，使有机物完全分解，并因此使TOC分解成无机分解产物如二氧化碳和水都是不可能的。因此，本专利技术的目的是提供一种降低水中有机物含量的方法，该水含有溶解的碳酸或碳酸酯。如果水中含有溶解的食盐，则本专利技术的目的还在于提供这样一种方法，将含有溶解的碳酸或碳酸酯的水中的有机物，降低到水中的溶解的食盐能用于电解法生产氯气的程度。通过用臭氧处理TOC大于2ppm，溶解的碳酸或碳酸酯至少为0.01wt.％的水能实现本专利技术的目的，其特征在于上述处理过程在10℃-130℃温度，和0.5-3巴的绝对压力下进行，用于该方法水的pH值为2-11，并且在1分钟到10小时内对水进行处理。另外，已经发现用本专利技术方法处理后的水，如果水中含有溶解食盐，则该水可用于通过电解食盐，生产氯气和氢氧化钠溶液。特别是，通过众所周知的膜法生产氯气。这里该方法不会受可能出现的杂质干扰，即使杂质浓度很低也是如此；特别是，与采用将食盐溶解在纯水得到的食盐溶液相比，膜的使用寿命是相同的。本专利技术的臭氧处理法特别经济，在技术上花费也不高，且没有污染。另外无需过高的压力。也不需要使用催化剂。并且无需紫外光照射。也不需要其他化学试剂如过氧化氢。当然，也可以附加地采用这些措施。本专利技术方法可使水中的TOC降低到小于1ppm。此外，根据本专利技术的方法，用臭氧处理后的水非常纯净，无需进一步净化就可以直接排入表面水域。因此本专利技术还提供了一种经济可行且又环保的方法，并且还能处理并净化TOC大于2ppm，且还含有溶解的碳酸或碳酸酯的水。根据本专利技术，在用臭氧处理之前，水中TOC浓度要大于2ppm，优选地大于5ppm，更优选地大于10ppm。在本专利技术中，采用Shimadzu出品的TOC 500，根据DIN 38 409-H3，通过测量水样的无机碳含量(TIC)，和无机或有机碳含量(TC)确定TOC。用恒速流动的不含二氧化碳的高纯空气作为载气。为了测量TC，将一定量的待分析样品注入TC燃烧管中，并在680℃的温度下，在TC催化剂上进行燃烧。冷却和干燥后，用远红外分析仪测量生成的二氧化碳。测量TIC时，用磷酸对样品进行酸化，并从样品中排出生成的二氧化碳，然后如上所述进行测量。于是从上述TIC和TC的测量结果，通过下式计算出TOCTOC＝TC-TIC根据本专利技术，水中碳酸或碳酸酯含量，以碳酸酯(CO32-)计至少为0.1wt.％。优选地至少为0.3wt.％，更优选地至少为1.0wt.％。本专利技术臭氧处理法在10℃-130℃的温度下进行，优选地在20℃-100℃，更优选地在60℃-90℃下进行。本专利技术臭氧处理法在0.5-3巴的绝对压力下进行，优选地在1-2巴的绝对压力，更优选地在1.2-1.8巴的绝对压力下进行。本专利技术臭氧处理法进水的pH值在2-11范围内，优选地在3-11，更优选地在5-9范围内，而最优选的pH值是5.5-7。上述pH值是在20℃下测得的。本专利技术的一个特别优选的实施方式是，臭氧处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用臭氧处理ＴＯＣ大于２ｐｐｍ，且溶解的碳酸或碳酸酯至少为０．１ｗｔ．％的水的方法，其特征在于上述处理过程在１０℃－１３０℃温度，和０．５－３巴的绝对压力下进行，且进水的ｐＨ值为２－１１，并且在１分钟到１０小时内对水进行处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C施维姆勒，J赫伊泽尔，H考斯，C科尔德斯，O霍拉克，F格斯特曼，
申请(专利权)人：拜尔公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]