Термоокислительные методы обезвреживания жидких отходов.

По теплотворной способности химические стоки: на сточные воды, способные гореть самостоятельно и на воды для термоокислительного обезвреживания к которым необходимо добавлять топливо.

При использовании термоокислительных методов все органические органические вещества загрязняющие сточные воды полностью окисляются кислородом воздуха при высоких температурах до нетоксичных соединений. К этим методам относятся: метод жидкофазного окисления, метод парафазного каталитического окисления, метод пламенный (или огневой).

Выбор метода зависит от объема сточных вод их состава и теплотворной способности. Экономичность процесса и требований предъявляемых к сточным водам.

Метод жидкофазного окисления.

Этот метод очистки основан на окислении органических веществ растворенных в воде кислородом при t = 100 – 350ºС и давлении 2 – 28 МПа (20 – 280 кг/см²). При высоких делениях растворимость кислорода значительно возрастает, что способствует ускорению процесса окисления органических веществ.

Приведем принципиальную схему жидкофазного окисления.

Сточная вода из емкости подается в теплообменник. Перед теплообменником вода смешивается с воздухом, нагнетаемым компрессором. В теплообменнике смесь нагревается за счет тепла отходящей очищенной воды. Далее она поступает в печь для нагревания до необходимой температуры, а затем в реактор, в котором происходит процесс окисление, сопровождаемый повышением температуры. Вода и продукты окисления (пар, газы, зола) из реактора попадают в сепаратор, где происходит отделение газов от жидкости.

Г азовые продукты направляются на утилизацию тепла, а вода с золой в теплообменник в котором отдает свое тепло смеси сточной воды с воздухом. При высокой концентрации органических веществ в сточной воде, вследствие большого выделения тепла необходимость подогрева воды в теплообменнике и печи отдает, кроме пускового периода.

Эффективность процесса окисления увеличивается с повышением температуры. Вещества летучие при условиях процесса окисления накапливаются в парогазовой фазе, а не летучи в жидкой фазе. С увеличением концентрации органических примесей в воде экономичность процесса жидкофазного окисления возрастает.

Достоинство метода:

Возможность очистки большого объема сточных вод без предварительного концентрирования, отсутствия в продуктах окисления вредных органических веществ, легкость комбинирования с другими методами. Безопасность в работе.

Недостатки метода:

Проходит неполное окисление некоторых химических веществ . значительная стоимость оборудования установки. Высокая коррозия оборудования в кислых средах. Этот метод начинает применяться для очистки сточных вод в: азотной, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной, фармацевтической и д.р. производствах.

Метод парафазного каталитического окисления.

В основе метода лежит гетерогенное каталитическое окисление кислородом воздуха при высокой температуре летучих органических веществ, находящихся в промышленных сточных водах. Процесс протекает интенсивно в паровой фазе в присутствии меднохромового, цинкохромового, медномарганцевого или другого катализатора.

Представим процесс окисления.

Сточная вода из сборника 1 подается в выпарной аппарат 2 откуда упаренная пульпа поступает на центрифугу 7 где обезвоживается.

Образующийся осадок направляется на сжигание в печь. Водяной пар вместе с летучими органическими веществами из выпарного аппарата поступает в теплообменник 3 где нагревается за счет тепла парогазовой смеси, выходящей из контактного аппарата. После теплообменника пары смешиваются с горячим воздухом и поступают в контактный аппарат, в котором происходит окисление органических веществ. Дымовые газы из печи 6 поступают в котел – утилизатор , где образуется пар, направляемый в выпарной аппарат 2.

Достоинства процесса:

Установки характеризуются высокой производительностью по сточной воде и высокой степенью обезвреживания достигающей 99.8%.

Недостатки установки:

Возможность отравления катализаторов соединениями фосфора, фтора, серы. Возникает необходимость удаления предварительно каталитических ядов из сточных вод.