3.2 Обезвреживание сточных вод производства

нитроэфиров

Отработанные промывные воды, образующиеся на стадии стабилизации нитроэфиров в промывных аппаратах, содержат до 2000 мг/м³ НГЦ и до 4000 мг/м³ ДНДЭГа. Количество таких сточных вод достигает 4 м³ на 1 т нитроэфира, включая воду, используемую для транспортирования нитроэфиров на фазу приготовления ВВ и порохов. Кроме того, вода содержит до 1,5 % кальцинированной соды.

Предельно допустимые концентрации в воде водоёмов 0,01 мг/л НГЦ и 1,0 мг/л ДНДЭГ. При биохимической очистке сточных вод в смеси с хозяйственно-бытовыми стоками допустимы концентрации НГЦ 150 мг/л, ДНДЭГ 50 мг/л.

Разработки методов обезвреживания сточных вод, содержащих нитроэфиры, в СССР начались в начале 50-х годов прошлого века. При этом использовался опыт немецких заводов, где обезвреживание проводилось с применением извести CaO. Баженовым К.И. с сотрудниками сначала в лабораторных условиях, затем на опытной установке, состоящей из 5 колонок, проверена эффективность обезвреживания известью и содой. В первую колонку подавали сточную воду и известь (или соду). Жидкость перетекала последовательно в следующие колонки.

1-я, 2-я и 3-я колонки обогревались острым паром, в 4-ю колонку подавали серную кислоту для нейтрализации щёлочи, в 5-ю колонку подавался осветляющий уголь, который отфильтровывали на фильтре, установленном после 5-й колонки. Время пребывания воды в колонках № 1, 2 и 3 один час, температура 100 °C.

При расходе соды 0,25–0,30 % от веса воды остаточное содержание НГЦ в обезвреженной воде составляло 0,00002 %. Количество извести составляло 1 % от расхода сточной воды.

С учётом остаточной щёлочности воды расход был снижен до 0,5 %. 4-я колонка использовалась в качестве отстойника известкового шлама, в 5-й шла подпитка серной кислотой и ввод хлорной извести (0,3 %) или осветляющего угля (0,1 %). Перемешивание в ней осуществлялось сжатым воздухом. Остаточное содержание нитротел составило 0,00002–0,00005 %.

На 1 т сточной воды расходовалось:

• извести 4,2 кг;

• H₂SO₄ 1,0 кг;

• угля 1,0 кг, или 1 кг CaOCl₂, или 4 кг Cl₂;

• пара 70 кг.

Для удаления капельно-жидкого НГЦ из сточной воды перед обезвреживанием воду фильтровали через перхлорвиниловую ткань. Подача воды через фильтр осуществлялась снизу, капли НГЦ, задержанные тканью, собирались на дне аппарата.

После фильтрации в воде в растворённом виде содержалось 0,06–0,08 % НГЦ.

При 42,5 °C в растворе соды с концентрацией 0,1 моль/л за 70–80 мин концентрация НГЦ падает от 5,2·10^-3 до 3,2·10^-3 моль/л, гашёная известь гидролизует НГЦ полностью за 30 минут, KOH (NaOH) – за 8 мин. В динамическом режиме при этой температуре полностью гидролизовать НГЦ за 40 минут можно в растворе KOH концентрацией 4 г/л или в растворе NaOH с концентрацией 3,5 г/л.

На заводах нашёл широкое применение более простой по сравнению с известью или KOH (NaOH) метод кипячения воды с содой в течение 1 часа при 100 °C в периодическом варианте. До появления более жёстких требований по ПДК для НГЦ этот метод не требовал доработки. Но позже требуемые допуски по концентрации НГЦ в воде уже не обеспечивались, особенно для воды, содержащей ДНДЭГ. По этой причине был проведён поиск других более эффективных методов обезвреживания сточных вод от нитроэфиров.