4.1. Метод жидкофазного окисления

Метод основан на окислении органических веществ при температуре 100–350 ^оС и давлении 2–28 МПа. При этом смешанную с воздухом воду подогревают до необходимой температуры и направляют в реактор для окисления при повышенной температуре среды. Затем воду и продукты окисления (зола, пар, газы) подают в сепаратор для отделения газов. Летучие вещества при условиях процесса окисляются в основном в парогазовой фазе, а нелетучие – в жидкой. Эффективность процесса окисления увеличивается с повышением температуры. С увеличением концентрации органических примесей в воде экономичность процесса возрастает.

На установках жидкофазного окисления возможно очищать большие объемы сточных вод без предварительной подготовки, в продуктах окисления обычно отсутствуют вредные органические вещества. В качестве недостатков метода можно отметить неполное окисление некоторых химических веществ, высокую стоимость оборудования и коррозийную агрессивность среды для оборудования.

4.2. Метод парафазного каталитического окисления

Физическая сущность метода заключается в гетерогенном каталитическом окислении кислородом воздуха при высокой температуре летучих органических веществ, находящихся в сточной воде. Процесс протекает в основном в паровой фазе в присутствии медно-хромового катализатора. При этом подлежащую очистке воду подают в выпарной аппарат, откуда упаренная пульпа подается на центрифугу для обезвоживания. Образующийся осадок сжигают в печи. Пар воды вместе с летучими органическими веществами из выпарного аппарата подают в теплообменник для подогрева. Затем их смешивают с горячим воздухом и направляют в контактный аппарат для окисления органических веществ.

На подобных установках достигается высокая производитель-ность по расходу очищаемой воды и высокая степень очистки (до 99 %). Основным недостатком таких установок является возможность отравления катализатора соединениями фосфора, фтора, серы. Причиной отравления катализатора является адсорбция поверхностью катализа-тора (в особенности на его активных центрах) соединений этих элементов, в результате чего доступ к поверхности катализатора молекул реагирующих веществ ограничивается, и эффективность катализатора падает. Сточную воду, содержащую каталитические яды, предварительно очищают от них.

4.3. Огневой метод

Этот метод обезвреживания сточных вод является простым и наиболее эффективным из термических методов. Сущность метода заключается в распылении сточных вод непосредственно в топочные газы, нагретые до 900–1000 ^оС. При этом вода испаряется, органи-ческие примеси сгорают, а минеральные вещества образуют твердые и оплавленные частицы, которые улавливают в циклонах или фильтрами.

Огневой метод целесообразно применять, когда отходы содержат много органического вещества или являются полностью органическими жидкими отходами (используют как топливо).

Контрольные вопросы

1. Объясните физическую сущность процесса выпаривания и механизмов загрязнения пара.

2. Объясните сущность процесса вымораживания.

3. Объясните явление кристаллизации, методы кристаллизации.

4. Теоретические основы процесса кристаллизации (число зародышей, размер зародышей, скорость образования зародышей, общее уравнение скорости кристаллизации).

5. Причины загрязнения кристаллов и коэффициент распреде-ления.

6. Сущность метода термического жидкофазного окисления органических веществ в сточной воде.

7. Физическая сущность метода парафазного окисления органи-ческих примесей.

8. Сущность огневого метода обезвреживания жидких отходов, целесообразность его применения.

Лекция 8. Химические процессы, используемые при очистке

сточных вод