6.3.2.1 Огневой метод обезвреживания

Этот метод позволяет очищать сточные воды от примесей на 98-99%. Суть метода заключается в следующем. Сточная вода вводится в распы­ленном состоянии в дымовые газы, образующиеся при сгорании первично­го топлива и имеющие температуру 900-1000°С. При этом вода испаряется, содержащиеся в ней органические примеси сгорают с образованием глав­ным образом СО₂ и Н₂О, а при обезвреживании сточных вод, содержащих органические соединения серы, хлора, азота, фосфора и др., образуются и следующие продукты: SO₂, SO3, НС1, Cl₂, NO_X, P₂O₅ и др.

Вода техническая

Рис.7. Схема установки огневого обезвреживания сточных вод. Обозначения: 1- Реактор, 2- Котел-утилизатор, 3 - Эжектро, 4- Циклон, 5- Ем­кость. 6- Насос

Минеральные примеси сточных вод образуют расплавленные или твердые частицы, которые удаляются из низа камеры обезвреживания.

Недостатком огневого метода обезвреживания является большой рас­ход первичного топлива на испарение воды и перегрев пара до высокой температуры. Этот метод рекомендуется использовать в следующих случа­ях:

-при наличии большого количества сточных вод, содержащих высоко­токсичные органические примеси, обезвреживание которых другими мето­дами невозможно или невыгодно;

-при наличии горючих вторичных энергоресурсов, которые можно использовать в качестве топлива.

63.2.2 Метод жидкофазного окисления сточных вод

Этот метод основан на окислении содержащихся в сточной воде орга­нических соединений кислородом воздуха при температуре 100-200°С и давлении до 2МПа. Повышение давления ускоряет процесс и увеличивает глубину окисления. Улучшается процесс и в присутствии катализаторов (платина, палладий, медь, цинк, марганец, нанесенные на уголь или окись алюминия).

Рис. 8. Схема установки жидкофазного окисления сточных вод. Обозначения: 1- Емкость, 2- Теплообменник, 3- Печь, 4- Реактор, 5- Сепа­ратор, 6- Насос

6.3.2.3 Метод парофазного окисления сточных вод

Парофазное окисление сточных вод проводится при температуре 300-400°С и давлении до 20 МПа в присутствии катализатора (медно-хромового, медно-цинкового или медно-марганцевого).

В условиях парофазного окисления большинство органических при­месей находятся в газообразном состоянии и практически полностью (на 98,5-99,9%) окисляются.

Этот метод целесообразно применять в случае вывода технологиче­ского потока в виде пара из выпарных аппаратов, ректификационных ко­лонн, сушильных камер и т.д.

6.3.3 Метод биохимической очистки сточных вод

Этот метод основан на способности гетеротрофных микроорганизмов "поедать" разнообразные органические соединения, подвергая их биохи­мическим превращениям.

Контактируя с органическими веществами микроорганизмы частично разрушают их, превращая в воду, диоксид углерода, нитрит - ионы, сульфат - ионы и др.; при этом часть веществ идет на образование биомассы. Эти процессы называют биохимическим окислением, они протекают избира­тельно, т.е. одни вещества окисляются (с различной скоростью), а другие не окисляются.

Известны аэробные и анаэробные методы биохимической очистки

сточных вод.

Аэробный метод основан на использовании аэробных групп микроор­ганизмов, для жизни которых требуется постоянный приток кислорода при температуре 20-40°С.

Анаэробная очистка протекает без доступа кислорода. В этом случае микроорганизмы культивируются, т.е. живут и размножаются, в активном иле, а также в биопленке. Данный метод используют в основном для обез­вреживания осадков.

Биохимическая очистка с позиций организации безотходного произ­водства не является универсальной, т.к. поступающие со сточными водами ценные органические вещества не извлекаются, а превращаются в избы­точный ил, который в свою очередь необходимо обезвреживать. Однако это пока единственный метод, который позволяет очищать сточные воды до показателей, позволяющих использовать их в системах оборотного во­доснабжения для целей охлаждения.

Рис. 9. Схема биохимической очистки сточных вод. Обозначения: 1- Камера смесительная, 2- Аэротенк, 3- Отстойник

Смесь производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод при поступлении на сооружения биологической очистки должна иметь сле­дующие показатели:

-водородный показатель (рН) от 6,5 до 8,5;

-температура - от 6 до 30°С;

-содержание солей - не более 10 г/л;

-БПК полное (для биофильтров)-не более 500 мг/л;

-БПК полное (для аэротенков) - не более 1000 мг/л;

-содержание биогенных элементов (на каждые 100 мг/л БПК полн.):

азота - не менее 5 мг/л; фосфора - не менее 1 мг/л.

Лекция 8 (6.3.4)

Обезвреживание сернисто-щелочных стоков

В настоящее время в России перерабатывается около 250 млн.т. нефтей; суммарно содержащих около 1 млн.т. серы, из которых на производство элементарной серы и серной кислоты используется менее 10%. Осталь­ное количество серы со временем оказывается загрязнителем ОС, главным образом атмосферы, в виде выбросов, содержащих диоксид серы, серо-окись углерода и другие соединения серы.

Сернисто-щелочные стоки (СЩС) образуются:

-при щелочной очистке (от сероводорода и диоксида углерода) газов пиролиза;

-при щелочной очистке (от сероводорода, меркаптанов и других сер­нистых соединений) сжиженных газов и бензино - керосиновых нефтяных фракций;

-при конденсации водяного пара из парогазовых потоков, содержащих сероводород и другие соединения серы.

Сернисто-щелочные стоки с установок пиролиза представляют со­бой водные растворы солей натрия (Na₂S, NaHS, Na₂СОз, NaHCO₃), едкого натра и примесей (в виде органических соединений, низкомолекулярных полимеров, растворенных газов, взвешенных веществ, в т.ч. нераствори­мых солей и продуктов коррозии и т.д.). Состав СЩС колеблется в широ­ких пределах (% масс):

-содержание суммы Na₂S и NaHS - от 0 до 10;

-содержание суммы Na₂CO₃ и NаНСОз - от 0,1 до 15;

-содержание NaOH - 0 до 8;

-содержание полимеров - от 0 до 2;

-содержание взвешенных веществ - от 80 до 400 мг/л;

-содержание эфиропроизводных - от 50 до 2500 мг/л;

-содержание воды - от 80 до 98;

-водородный показатель - от 13 до 14.

Расход 5-20% раствора щелочи для очистки газов пиролиза составляет 2-10 кг/т; годовой расход - около 15 тыс. т; объем СЩС- 250 тыс. т./год. Ос­таточное содержание примесей в газах пиролиза (смеси этилена и пропи­лена) не должно превышать:

H₂S - мг/м³, CO₂-10%.

Основными реакциями при щелочной очистке газов пиролиза являют­ся следующие:

NaOH + H₂S → NaHS + H₂O;

2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O;

3NaOH + COS → NaHS + Na₂CO₃ + H₂O.

Сернисто-щелочные стоки с установок атмосферной перегонки (АВТ), крекинга и фракционирования газов образуются при щелочной очи­стке сырья и готовой продукции от сернистых и углекислых соединений. Они представляют собой водные растворы смеси солей натрия (сульфид­ных, карбонатных, сульфатных и меркаптидных), а также фенолятов на­трия и растворенных (эмульгированных) нефтепродуктов.

Состав и количество СЩС зависит от вида и качества защелачиваемого продукта. Наиболее концентрированные СЩС образуются при очистке легких углеводородных фракций с установок вторичной переработки неф­ти (крекинг, коксование), работавших на сернистом сырье.

СЩС от защелачивания сжиженных газов, с отличие от СЩС от заще-лачивания бензиновых и керосиновых фракций, практически не содержат растворенных углеводородов и фенольных соединений, но содержат много щелочи и сернистых соединений.

Водные технологические конденсаты образуются во всех технологи­ческих процессах, в которых используется водяной пар; обычно они быва­ют загрязненными сероводородом и фенолами.

С увеличением содержания сернистых соединений в сырье и умень­шением их относительной термостабильности содержание серы в конден­сате возрастает.

Сокращение объемов, образующихся СЩС, можно достичь разработ­кой и использованием:

-новых способов переработки нефти, в т.ч. гидрогенизационных;

-малоотходных и безотходных технологий сероочистки, например ис­пользованием этаноламиновой очистки газов;

-новых способов утилизации СЩС, например использование СЩС в целлюлозно-бумажной промышленности.

Замена нерегенеративной щелочной очистки углеводородных газов и нефтяных фракций от сероводорода и меркаптанов на безотходную этано-ламиновую очистку от сероводорода и малоотходную регенеративную ка­талитическую очистку от меркаптанов (щелочным раствором по способу "Мерокс" или "ВНИИУС-12") позволяет значительно сократить объем СЩС.

Лекция 9 – Отходы производства и потребления. Законодательство. Классы опасности отходов. ФККО.

Лекция 10 (6.4)

Обезвреживание и утилизация твердых промышленных отходов