Апарати для концентрування стічних вод

Концентрування здійснюють у випарювальних установках поверхневого типу (випарні апарати, установки миттєвого випарювання), апаратах контактного типу (скрубери, печі, апарати зануреного горіння), у холодильних концентраторах. Вибір апаратури залежить від складу домішок, їх кількості, витрат стічних вод, їх корозійної активності та необхідного ступеня упарювання.

Випарні апарати мають різноманітні конструкції: однокорпусні та багатокорпусні із самочинною та вимушеною циркуляцією. Для попередження утворення відкладів солей здійснюється рециркуляція шламу. Перед випарюванням воду обробляють содою, в результаті чого випадає осад (CaCO₃). Досить часто експлуатація випарних апаратів ускладнюється внаслідок «заростання» теплопередаючих поверхонь осадом. Крім того, для запобігання корозії, теплопередаючі поверхні таких апаратів слід виготовляти з особливих сортів легованої сталі.

Адіабатні установки реалізують процес упарювання стічних вод з використанням методу миттєвого випарювання. Високий термодинамічний коефіцієнт корисної дії таких установок та більш низька інтенсивність солеутворення сприяє значній перспективності використання цього методу. Вода підігрівається до температури кипіння у окремо винесених нагрівачах, з яких вона надходить у камеру випаровування з більш високим вакуумом. Випарювання у камері відбувається не лише з поверхні води, але й з поверхні крапель, що розбризкуються спеціальними пристроями.

Апарати зануреного горіння. У таких системах випарювана стічна вода нагрівається за умов безпосереднього контакту (барботажу) з димовими газами, одержаними при спалюванні газоподібного чи рідкого палива у насадках, що частково чи повністю занурені у рідину. Апарати зануреного горіння використовують для упарювання агресивних рідин у тих випадках, коли в процесі випарювання виділяються кристалічні солі.

Скрубери являють собою герметичні порожні циліндри з конічним дном. Стічна вода подається під тиском 0,5–0,6 МПа у форсунки, розташовані у верхній частині скрубера. Знизу подаються димові гази, що мають температуру 900–1000С. Температура кінцевої парогазової суміші підтримується у межах 75–90С. Упарений розчин видаляється через нижній злив, а потім подається на спалювання у топку. Встановлення витяжних вентиляторів на скрубері скорочує його висоту та забезпечує можливість стійкої роботи при коливаннях навантаження.

Апарати для одержання сухого залишку

Випарювання стічних вод з одержанням твердого продукту здійснюють у сушарках, печах, кристалізаторах та у апаратах з киплячим шаром матеріалу.

Сушарки. У приладах такого типу стічна вода надходить зверху сушильної камери через форсунку. Сушильний агент (гаряче повітря, димові гази) рухається паралельно до руху стічної води. Дрібні (розміром до кількох мікрон) тверді частки висушеного матеріалу осідають на дно камери та відводяться шнеком. Відпрацьований сушильний агент після очищення від пилу викидається у атмосферу. В цих сушарках досягається висока інтенсивність випаровування за рахунок тонкого розпилення стічної води (діаметр крапель сягає 20–60 мкм). Питома поверхня випарювання при цьому є досить великою, тому процес висушування завершується достатньо швидко (через 15–30 с). В умовах практично миттєвого висушування температура поверхні часток, не дивлячись на високу температуру сушильного агента, лише трохи перевищує температуру адіабатичного випаровування рідини. Зазвичай такі сушарки є досить громіздкими, що обмежує їх широке застосування.

Апарати з киплячим шаром. Використання киплячого шару дозволяє інтенсифікувати процес випарювання. Для цього застосовують установки з однокамерними, постійно діючими апаратами киплячого шару, які оснащують циклонами для очищування відпрацьованих газів від пилу.