186874. lajstromszámú szabadalom • Eljárás diazosavészterek előállításánál keletkező nitrit tartalmú szennyvizek kezelésére
2 A találmány tárgya eljárás a diazosavészterek előállításánál keletkező -jellemzően nitritet (salétromsavat), diazosavésztert, kloridot továbbá adott esetben még diazotálatlan amint (a-aminosavésztert) is együttesen tartalmazó szennyvizek kezelésére. A szerves vegyiparban preparativ szempontból jelentős alifás diazosavésztereket általában aaminosavészterekből állítják elő salétromossav hozzáadásával. A diazoecetsavetilésztert például úgy állítják elő, hogy glicinetilészter sósavas sóját reagáltatják nátriumnitrittel. (Bruckner Győző: Szerves Kémia 1-2. 819. o. Budapest 1961.) Az így előállított diazoecetsavetilészter kinyerése után, - amely történhet például extrakcióval - képződő 5,5-7,0 pH-értékü gyengén savas, 5-50 g/1 kémiai oxigénigénnyel rendelkező víz összetételére jellemző, hogy tartalmaz többek között 4-40 g/1 nitritet, 7.0-80 g/1 kloridot, a termék kinyerésétől függően .;,f-5,0 g/1 diazoecetsavetilésztert, és az alkalmazott reakciókörülmények szerint 0-10 g/1 reagálatlan glicinetilésztert, továbbá adott esetben az extrakcióhoz fölhasznált és abból, - a korlátozott oldhatóság mellett is - a vízfázisba beoldódó 0,5-10 g/1 oldószert. Ezeken túlmenően, a diazotálási technológia paramétereitől, és a képződő szennyvíz elkülönítési, gyűjtési-tárolási körülményeitől függően bomlási, illetve átalakulási reakciókkal is számolni kell, amelyek következtében például változó menynyiségben etilalkoholt, etilnitritet, klórecetsavetilésztert is tartalmazhat a szennyvíz. A szennyezőanyagok minősége és koncentrációja alapján könynyen belátható, hogy ezeknek a szennyvizeknek - amelyek egyébként nitrózus-gőzök képződése és illékony szerves vegyületeinek deszorpciója következtében egyben légszennyezési veszélyt is jelentenek - a tisztítás nélküli kanalizálása, közvetlenül biológiai tisztítóba vagy befogadóba vezetése nem megengedhető. A nitrit, illetve salétromossav tartalmú szennyvizek, továbbá nitrogénoxidokat (NO, N02) tartalmazó gázok kezelése általános környezetvédelmi feladat, és nem korlátozódik a diazotálásj folyamatoknál képződő szennyvizek kezelésére. így az ipar számos területén előforduló nitritmentesítési feladatok gyakoriságának és változatos típusainak megfelelően különböző műszaki megoldások ismeretesek a szennyezőanyagok eltávolítására. (Knorre, H.: Entsorgung nitrithaltiger Abwässer mit H202. Chem. Tech. 10. k. 6. sz. 1981. p. 553-555; T/22 804 szám alatt közzétett magyar szabadalmi bejelentés; 178468 számú magyar szabadalmi leírás.) Az alkalmazott megoldások két csoportba oszthatók. Az egyik technológiai változatban a nitriteket - oxidáló reagens adagolásával - nitrátokká alakítják. Oxidálószerként használható például nátriumhipoklorit, hidrogénperoxid, vagy bizonyos esetekben oxigén. A másik változat szerint - például karbamid, amidoszulfosav, vagy valamilyen ammónium-só (NH4C1,(NH4)2S04) adagolásával nitrogénné alakítják (redukálják) a nitritszennyezést. Valamennyi megoldás közös jellemzője, hogy a reakció lefolyásához, valamint a gyakorlati megvalósításnál lényeges reakciósebességek biztosításához savas pH-t kell alkalmazni, sőt egyes esetekben - például ammónium-só alkalmazásánál - még a kezelt oldat hőmérsékletének emelése is indokolt lehet. A különböző eljárások összehasonlításánál - a technológiai paramétereken túlmenően - jelentőséggel bír a másodlagos szennyezések kérdése. Környezetvédelmi szempontból ugyanis hátrányosnak kell tekinteni, ha az eltávolított szennyezőanyag (nitrit) helyett a kezelt vízzel jelentős mennyiségű új szennyezés kerül a csatornába, tnajd a befogadóba. így például a oxidációs eljárások nagy hátránya magas nitrittartalmú vizeknél, hogy a nitrit nitráttá alakul, amely azután a befogadó felszíni vizet szennyezi, és így kedvezőtlen eutrofizálódási folyamatok okozója lehet. A hipokloritos kezelésnél további problémaként jelentkezik, hogy a nitrit eltávolítása közben^a víz sótartalma mintegy 3,5-szeres mennyiségű nátriumklöriddal növekszik, amely különösen töményebb vizeknél - mint amilyen a találmány tárgyában megjelölt szennyvíz is - komoly sóterhelést okozhat. Elvileg a karbamidos nitritmentesítési eljárás látszik legelőnyösebbnek, mivel itt a nitrogéngáz mellett, környezetszennyezést nem jelentő széndioxid képződik, amely a kezelt savas oldatból el is távozik. Ammóniumsók, vagy amidoszulfosav reagensek alkalmazása esetén már lényeges eltérést jelent, hogy a nitriteltávolítással egyidejűleg sztöchiometrik us mennyiségű klorid és/vagy szulfát szennyezés is kerül a szennyvízbe. Minden esetben természetesen számolni kell a nitritmentesítési reakció biztonsága és sebessége szempontjából előnyös és szükségszerű reagensfölösleggel, amely azonban a kezelt víz minősége szempontjából nem kívánatos. (Kivételt képezhet ez alól a:z az eset, ha a nítritmentesítéshez - például más technológiai folyamatoknál képződő - olyan szennyvizek és/vagy hulladékok használatára kerül sor, amelyek például amrr óniumsókat nagy mennyiségben tartalmaznak, és így nitrogéntartalmuk csökkentését célzó kezelésük egyébként is megoldandó problémaként jelentkez k.) Megállapítottuk, hogy az eddig ismert és alkalmazott nitritmentesítési eljárásokkal nem biztosíthatók a találmány tárgyában megjelölt szennyvizeknél a környezetvédelem igényeit kielégítő hatékony és biztonságos kezdés feltételei. (Megjegyezzük, hogy a környezetvédelem igényeinek fogalmát leírásunkban tágabb értelemben használjuk, mint ahogy azt eddig a nitritmentesítési eljárásoknál figyelembe vették, s így beletartoznak a vízügyi, levegőtisztasági és nem utolsósorban az egészségügyi előírások is.) Vizsgálatain k során azt találtuk, hogy az alifás diazosavészterek gyártásánál képződő nitrittartalmú szennyvizek kezelése lényegesen összetettebb problémát jelent, mint ahogy azt eddig a nitritmentesitési eljárásoknál figyelembe vették. Abban az esetben ugyanis, ha úgy járunk el, hogy a kezelendő szennyvízhez - a sztöchiometrikusan szükséges mennyiséghez képest 5-10% fölöslegben - valamilyen reduktív nitritmentesítő reagenst, például ammóniumkloridot, karbamidot, priméramint, stb. adunk, majd az oldatot a szokásos módon és mértékben ásványi sav (H2S04, HC1, stb.) hozzáadásával megsavanyítjuk, úgy a kísérleti körülményektől (pH, hőfok, reagens, stb.) függő se-5 10 m 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
