Содержащихся в сточных водах

 

Сточные воды промышленного происхождения влияют в основном за счет загрязнения нефтепродуктами, тяжелыми металлами, токсичными химическими соединениями и, в меньшей мере, синтетическими поверхностно-активными веществами (СПАВ).  

Особую область занимают стоки от химической очистки аппаратов ядерной энергетики. У некоторых АЭС возникают большие проблемы, не связанные непосредственно с производством электроэнергии, а со сложностью обезвреживания технологических слабоактивных жидких радиоактивных отходов (ЖРО) и отсутствия достаточных емкостей для их захоронения. Решение задачи очистки с помощью высокотехнологичных комплексных методов, в состав которых входит и ЖФО, позволит поднять конкурентоспособность АЭС.

    Для переработки и утилизации сточных вод существует достаточно много химических и физико-химических методов (например, флотация, адсорбция, инсинерация и т.д.). Наиболее эффективными являются термические методы. Одним из наиболее перспективных термических методов очистки является метод жидкофазного окисления (ЖФО), так как позволяет производить очистку до значений предельно допустимой концентрации и ниже. В отличие от других методов, ЖФО можно применять для очистки воды с любыми органическими загрязнителями, а так же, как пресных сточных вод, так и вод с содержанием неорганических примесей (минерализованных).

    Практические испытания технологии очистки кубового остатка от радионуклидов кобальта на Ново - Воронежской АЭС, основанной на результатах исследования ЖФО различных стойких органических веществ, подтвердили её высокую эффективность в сравнении с другими методами переработки кубовых остатков. Метод ЖФО позволяет достаточно полно разрушить комплексы этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) и ее комплекса с кобальтом и достичь глубокой очистки кубовых остатков АЭС от радионуклидов до активности ниже 10"9 Ки/л.

    Разработаны установки обезвреживания сточных вод жидкофазным окислением предложены для окисления органических веществ рас­творенным в воде кислородом воздуха при 150—375 °С и давлении 2—28 МПа. Их используют для обез­вреживания бытовых сточных вод. В последнее время разработаны различные установки для обезвреживания промышленных сточных вод. Это тепло можно использовать для различных целей, в том числе и для проведения процесса окисления.

    Метод жидкофазного окисления имеет ряд преимуществ перед огневым методом обезвреживания:

    **возможность обезвреживания сточных вод с низким содержанием различных веществ без предварительного концентрирования;

    ** продукты окисления остаются в сточной воде, но не содержат вредных веществ;

    **не загрязняется воздух;

    **метод легко контролируется и безопасен для обслуживающего персонала.

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

    Для расчета установки задаются ее производительностью, начальной концентрацией органических веществ, давлением и температурой в реакторе, временем контакта, начальной температурой исходной воды, давлением греющего пара.

    Определяют: количество кислорода, необходимое для окисления; количество тепла, необходимое для нагрева сточной воды до заданной температуры; объемы емкостей и реактора; поверхность теплообменной аппаратуры.

    При расчетах принимают: парогазовая фаза системы описывается уравнением идеальных газов; в реакторе находятся вода с растворенным в ней воздухом и влажный насыщенный воздух, представляющий собой смесь сухого воздуха и насыщенного водяного пара с относительной влажностью ф = 1.

    Поверхность теплообменников находят из уравнений теплопередачи. Для этого определяют количество тепла из теплового ба­ланса, вычисляют коэффициенты теплопередачи и среднюю разность температур.

       Жидкофазное окисление решает проблему очистки сернисто-щелочных стоков

    Сернисто-щелочные сточные воды нефтеперерабатывающего производства относятся к наиболее загрязненным – концентрация фенолов в них может достигать 6 г/дм³, сульфидов – 30 г/дм³, ХПК – 100г/дм³, БПК – 90 г/дм³. Для их очистки от сульфидов и меркаптанов, как правило, применяют методы карбонизации, отпарки, окисления. Наиболее эффективным считается жидкофазное окисление кислородом воздуха.

    В настоящее наиболее перспективными для очистки сернисто-щелочных сточных вод специалисты считают гетерогенные катализаторы, в которых активной основой являются металлоорганические комплексы переменной валентности, а в качестве носителя выступает полиэтилен. Подобные катализаторы разрабатывают, в частности, в НПО «Катализ».

    Катализаторы на полимерном носителе отличаются хорошими техническими характеристиками: высокой каталитической активностью в широком интервале концентраций сернистых соединений при температуре процесса 60-90º С, механической прочностью, химической и гидролитической стойкостью, устойчивостью к каталитическим ядам, стабильность работы в течение 2-5 лет.

    Полимерный катализатор имеет форму гранул неправильной формы размером 15-20 мм и размещается в колонне окисления секционно, выполняя, таким образом, роль насадки, способствующей интенсификации массообменного процесса. Каждая секция заполняется катализатором на 75% объема, что необходимо для свободного движения катализатора внутри секции в процессе работы. Процесс осуществляется в условиях «кипения» катализатора.

    Для монтажа реактора окисления может быть использовано имеющееся резервное колонно-емкостное оборудование достаточной вместимости. которое удовлетворяет условиям ведения процесса. В результате эксплуатации промышленной установки не происходит увеличения скорости коррозии колонного оборудования ни в целом, ни в местах контакта металлических конструкций с катализатором.

    Эффективность процесса по сероводороду составляет не менее 99-100%, по меркаптанам – 95-99%. При совместном присутствии сульфидов и меркаптанов снижения скорости окисления не наблюдается. Окисление проходит до нетоксичных сернистых соединений – тиосульфатов и сульфатов. Меркаптаны окисляются до сульфоксида и сульфоновых кислот. Отдувка сероводорода и меркаптанов отходящим воздухом при рН менее 9 составляет не более 0,5%, при рН более 9 – практически отсутствует.

    В настоящий момент с применением полимерных катализаторов работают промышленные установки очистки серосодержащих сточных вод на Байкальском ЦБК и Селенгинском ЦКК.

    Разработаны типовые установки для очистки сточных вод по методу полного окисления с пропускной способностью от 12 до 700 м³/сутки.

    Результаты эксплуатации показали, что установки, работающие по методу полного окисления, экономичнее при пропускной способности до 200 м³/сутки, при большей пропускной способности — аэрационные установки, работающие с образованием избыточного активного ила и с аэробной его стабилизацией.

    Компактная установка заводского изготовления типа КУ-12, предназначенная для биологической очистки бытовых сточных вод и близких к ним по составу производственных сточных вод, показана на рис. 6.2.

    Очистку осуществляют методом «полного окисления» органических загрязнений, как жидкой, так и твердой фаз сточных вод в аэробных условиях. В этом случае нет необходимости строить отдельные сооружения для сбраживания осадка, а также иловые площадки для подсушки сброженного осадка.

    Установка представляет собой металлический резервуар, разделенный системой перегородок на аэрационную и отстойную зоны

На входе имеются пескоулавливающий лоток и решетка с прозорами 16 мм.

    Аэрацию сточных вод осуществляют механическими аэраторами поверхностного типа или с пневматической подачей воздуха.

    В зависимости от способа подачи сточной воды установка монтируется на уровне земли или заглубляется с тем, чтобы сточная вода поступала в нее самотеком. В первом случае требуется утепление установки. Во втором случае при применении установки в климатических зонах со среднезимней температурой до минус 30° С она монтируется на открытом воздухе; при более суровых климатических условиях над установкой возводится неотапливаемый шатер.

    Техническая характеристика установки КУ-12

    Пропускная способность,- 12 куб. м/сутки; приведенное число жителей, обслуживаемых установкой (при норме водопотребления 200 л/чел в сутки), 60 человек.

    Тема 7.

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: