ПРОЦЕССЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Термоокислительное обезвреживание сточных вод

По теплотворной способности промышленные стоки делят на сточ­ные воды способные гореть самостоятельно, и на воды, для обезврежива­ния которых необходимо добавлять топливо. Эти сточные воды имеют эн­тальпию ниже 8400 кДж/кг (2000 ккал/кг).

При использовании термоокислительного метода все органические вещества, загрязняющие сточные воды, полностью окисляются кислоро­дом воздуха при высоких температурах до нетоксичных соединений. К этим методам относят метод жидкофазного окисления, метод парофазно- го каталитического окисления и пламенный или «огневой» метод. Выбор метода зависит от объема сточных вод, их состава и теплотворной способ­ности, экономичности процесса и требований, предъявляемых к очищен­ным водам.

Метод жидкофазного окисления. Этот метод очистки основан на окислении органических веществ, растворенных в воде, кислородом при температурах 100.350 0С и давлениях 2.28 МПа. При высоких давлени­ях растворимость в воде кислорода значительно возрастает, что способст­вует ускорению процесса окисления органических веществ. Эффектив­ность процесса окисления увеличивается с повышением температуры. Ле­тучие вещества окисляются в основном в парогазовой фазе, а нелетучие - в жидкой фазе. С увеличением концентрации органических примесей в воде экономичность процесса жидкофазного окисления возрастает.

Метод начинают использовать для очистки сточных вод в химиче­ской, нефтеперерабатывающей, целлюлознобумажной, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Метод парофазного каталитического окисления. В основе метода находится гетерогенное каталитическое окисление кислородом воздуха при высокой температуре летучих органических веществ, находящихся в сточных водах. Процесс протекает интенсивно в паровой фазе в присутст­вии медно-хромового, цинк-хромового, медно-марганцевого или другого катализатора. Основной недостаток метода - возможность отравления ка­тализаторов соединениями фосфора, фтора, серы. Поэтому необходимо предварительное удаление каталитических ядов из сточных вод.

Достоинства метода: возможность очистки большого объема сточ­ных вод без предварительного концентрирования, отсутствие в продуктах окисления вредных органических веществ; возможность комбинирования с другими методами; безопасность в работе.

Недостатки метода: неполное окисление некоторых органических веществ; высокая коррозия оборудования в кислых средах.

Огневой метод. Этот метод обезвреживания сточных вод является наиболее эффективным и универсальным из термических методов. Сущ­ность его заключается в распылении сточных вод непосредственно в то­почные газы, нагретые до 900.1000 оС. При этом вода полностью испаря­ется, а органические примеси сгорают.

Огневой метод применяют для обезвреживания сточных вод, содер­жащих только минеральные вещества. Метод может быть использован также для обезвреживания небольшого объема сточных вод, содержащих высокотоксичные органические вещества, очистка от которых другими ме­тодами невозможна или неэффективна. Кроме того, огневой метод целесо­образен, если имеются горючие отходы, которые можно использовать как топливо.

В процессе обезвреживания сточных вод различного состава могут образовываться оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов (CaO, MgO, BaO, K20, Na20 и др.). При диссоциации хлоридов в дымовых газах содержится хлор и хлороводород. Органические соединения, содержащие серу, фосфор, галогены, могут образовывать S02, S03, P205, HC1, C12 и др. Присутствие этих веществ в дымовых газах нежелательно, т. к. это вызыва­ет коррозию аппаратуры. Из сточных вод, содержащих нитросоединения, могут выделяться оксиды азота. Между этими соединениями происходят взаимодействия с образованием новых соединений, в том числе и токсич­ных.

Для огневого метода обезвреживания используют различные печи. Процесс проводят при температуре 800.890 0С.