10.6. Термоокислюючі методи знешкодження

За теплотворною здатністю хімічні промислові стоки ділять на стічні води, здатні горіти самостійно, та на воді, для термоокислю- ючого знешкодження яких необхідно додавати паливо. Останні мають ентальпію нижче 8400 кДж/кг (2000 ккал/кг) [34].

При використанні термоокислюючих методів усі органічні речо­вини, забруднюючі стічні води, повністю окислюються киснем повітря при високих температурах до нетоксичних сполук. До цих методів відносять метод парофазного каталітичного окислення і полум’яний, або “вогневий” метод. Вибір методу залежить від об’єму стічних вод, їх складу та теплотворної здатності, економічності процесу і вимог, що ставляться до очищених вод.

1. Метод рідинофазного окислення

Цей метод очистки заснований на окисленні органічних речовин розчинених у воді, киснем при температурі 100-350 °С та тиску 2-28 МПа. При високому тиску розчинність у воді кисню значно зрос­тає, що допомагає прискоренню процесу окислення органічних речо­вин. Ефективність процесу окислення збільшується з підвищенням температури. Летючі речовини за умов процесу окислюються в основ­ному в парогазовій фазі, а нелетючі - у рідинній фазі. Із збільшенням концентрації органічних добавок у воді економічність процесу рідино­фазного окиснення зростає.

Перевагами методу є: можливість очистки великого об’єму стічних вод без попереднього концентрування, відсутність у продуктах окис­лення шкідливих органічних речовин, легкість комбінування з іншими методами, безпечність в роботі.

Серед недоліків слід вказати на неповне окислення деяких хімічних речовин, значну вартість обладнання установки і високу корозію обладнання в кислому

середовищі. Вищеописаний метод викорис­товують для очистки стічних вод в азотній, нафтопереробній, целю- лозно-паперовій, фармацевтичній та інших галузях промисловості.

1. Метод парофазного каталітичного окислення

В основі методу - гетерогенне каталітичне окислення киснем повітря при високій температурі завислих органічних речовин, які знаходяться в промислових стічних водах. Процес протікає дуже інтенсивно у паровій фазі у присутності мідно-хромового, цинк-хромового, мідно- марганцевого або іншого каталізатора.

2. Вогневий метод

Цей метод знешкодження стічних вод є найбільш ефективним і універсальним із термічних методів. Суть його полягає в розпиленні стічних вод безпосередньо в трубкові гази, нагріті до 900-1000 °С. При цьому вода повністю випаровується, а органічні добавки згора­ють. Вміст у воді мінеральних речовин утворює тверді або плавлені частинки, які вловлюють у циклонах або фільтрах [34].

Вогневий метод недоцільно застосовувати для знешкодження стіч­них вод, що містять тільки мінеральні речовини. Метод може бути використаний також для знешкодження невеликого об’єму стічних вод, які містять високотоксичні органічні речовини, очищення від яких іншими методами неможливе або неефективне. Крім цього, вогневий метод доцільний, якщо наявні горючі відходи, які можна викорис­товувати як паливо.

В процесах знешкодження стічних вод різного складу можуть ут­ворюватися оксиди лужних і лужно-земельних металів (CaO, MgO, BaO, К₂0, Na₂0 та інші/

Залежно від концентрації та складу стічних вод використовують печі різної конструкції: камерні, шахтні, циклонні, із псевдорідинним шаром.

Камерні та шахтні печі громіздкі, характеризуються низькою пито­мою продуктивністю - до 100 л/(м³/год), їх будова пов’язана з великими капітальними витратами.

їх використовують для спалювання сульфідних лугів, стічних вод анілінофарбуючої промисловості.

Найефективнішими є циклонні печі. В них завдяки вихровому ха­рактеру газового потоку отримується інтенсивний тепло- і масообмін між краплями стічної води і газоподібними продуктами. Такі печі працюють при великих питомих навантаженнях. Застосовують різно­манітні горизонтальні та вертикальні циклонні камери.

Повітря, що вводиться в піч тангенціально, здійснює обертовий рух, переміщуючись вздовж осі циліндра по спіралі. Стічну воду роз­пилюють форсункою і спалюють.

Недолік цих печей - великий винос солей з газовим потоком. З великою інтенсивністю здійснюється процес у печах з псевдозрідженим шаром, який створюють газом, що подається під газорозподільну сітку.

Печі прості за конструкцією, компактні і дозволяють повністю зне­шкоджувати стічні води. В процесі спалювання тверді частинки зна­ходяться у леткому стані. Процес проводять при температурі 800-900 °С.

Для спалювання стічних вод можуть бути використані установки, що мають різні схеми:

1. без рекуперації тепла і очистки газів;

2. без рекуперації тепла з очисткою газів;

3. з рекуперацією тепла без очистки газів;

4. з рекуперацією тепла і очисткою газів.