CC BY
22
УДК 628.3
Легкий Н.М.,
д.т.н., проф.,
МИРЭА - Российский технологический университет,
г. Москва, РФ Кривенцов С. М., к.т.н., доцент,
МИРЭА - Российский технологический университет,
г. Москва, РФ Шумилин В.К., к.т.н., доцент,
МИРЭА - Российский технологический университет,
г. Москва, РФ
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД
Аннотация
Рассмотрены термические процессы, применяемые для очистки и обезвреживания сточных вод.
Ключевые слова
Сточные воды. Термическое окисление. Каталитическая нейтрализация.
Парофазное окисление. Жидкофазное окисление.
Термические процессы широко используются в промышленности для очистки и обезвреживания сточных вод [1-3].
Для очистки и обезвреживания сточных вод в настоящее время применяются следующие термические процессы [4]:
- жидкофазное окисление органических веществ;
- парофазное окисление органических веществ;
- концентрирование сточных вод с последующим выделением растворенных веществ;
- пламенный или «огневой» метод.
При использовании термических процессов вещества, загрязняющие сточные воды, окисляются кислородом воздуха при высоких температурах и давлениях до нетоксичных соединений.
Действие установок жидкофазного окисления основано на окислении органических веществ растворенным в воде кислородом воздуха при температурах 150...375 °С и давлении 2...28 МПа. При высоких давлениях растворимость в воде кислорода значительно возрастает, что способствует ускорению процесса окисления органических веществ. Установки жидкофазного окисления используются для обезвреживания бытовых сточных вод, а также для очистки сточных вод в химической, нефтеперерабатывающей, фармацевтической и других отраслях промышленности.
В основе технологии парофазного каталитического окисления лежит процесс каталитического окисления загрязняющих веществ в сточных водах кислородом воздуха при высокой температуре. Процесс протекает интенсивно в паровой фазе в присутствии катализатора. Используются медно-хромовый, цинк-хромовый, медно-марганцевый катализаторы. Термокаталитическое окисление применяется при очистке сточных вод, загрязненных летучими органическими веществами. По этому методу сточная вода подается в выпарной аппарат, где пары воды и органические вещества, а также газы и воздух подогреваются до 300 °С, а затем смесь подается в контактный аппарат, загруженный катализатором. Затем обезвреженная парогазовая смесь охлаждается. Достоинствами способа являются
возможность очистки большого объема сточных вод без предварительного концентрирования, отсутствие в продуктах окисления вредных органических веществ, возможность комбинирования с другими методами, а также безопасность в работе. Однако недостатком способа является возможность неполного окисления некоторых органических веществ и возможная высокая коррозия оборудования в кислых средах.
Концентрирование сточных вод [4, 5], в основном, используется для обезвреживания минерализованных сточных вод. Этот метод позволяет выделять из стоков соли с получением воды, пригодной для оборотного водоснабжения. Процесс разделения минеральных веществ и воды включает две стадии: концентрирование сточных вод и выделение сухих веществ. Метод позволяет затем использовать как опресненную воду, так и выделенные соли. Для концентрирования растворов сточных вод наиболее распространены выпарные установки. В качестве теплоносителя в выпарных аппаратах чаще всего используют насыщенный водяной пар. Выпаривание является достаточно энергоемким процессом. Выпаривание проводят при атмосферном давлении, под вакуумом или под давлением, больше атмосферного.
Способ пламенного или «огневого» обезвреживания сточных вод является наиболее эффективным и универсальным из термических способов. Сущность метода заключается в том, что сточная вода, вводимая в распыленном состоянии в высокотемпературные (900...1000 °С) продукты горения топлива, испаряется, при этом органические примеси сточной воды сгорают. Минеральные примеси при сгорании образуют твердые или расплавленные частицы, которые выводятся из рабочей камеры печи. Огневой способ применяется для обезвреживания негорючих сточных вод. Он может быть использован также для обезвреживания сточных вод, содержащих высокотоксичные органические вещества, очистка от которых другими методами невозможна. Кроме того, огневой метод применяется если имеются горючие отходы, которые можно использовать как топливо.
Список использованной литературы:
1. Легкий Н.М., Шумилин В.К., Кривенцов С.М. Безопасность жизнедеятельности. Улучшение условий труда и снижение рисков на рабочих местах. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. - М.: Эдитус, 2020. - 480 с.
2. Легкий Н.М. Повышение эффективности мероприятий по обеспечению требований безопасности труда / Естественные и технические науки, 2019, №10, с. 290-292.
3. Безопасность жизнедеятельности. Обеспечение безопасных условий труда на предприятиях: учебное пособие / С. М. Кривенцов [и др.]. — М.: МИРЭА - Российский технологический университет, 2019. — 360 с.
4. Ветошкин А.Г. Инженерная защита гидросферы от сбросов сточных вод. Учебное пособие. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Инфра-Инженерия, 2019. - 296 с.
5. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды (техносферная безопасность). 5-е изд., доп. и перераб. в 2Ч.Часть 1- М.: Изд-во Юрайт, 2018. 350 с.
© Легкий Н.М., Кривенцов С.М., Шумилин В.К., 2022
