3.3.8.6 Элементы очистки сточных вод коксохимического производства

В разделе 3.2 рассмотрено использование больших объемов технической воды в процессах тушения кокса, охлаждения газа, обработки химических продуктов коксования. В табл. 3.3 – 3.6 показаны концентрации многих загрязняющих веществ в сточных водах, неоднократно подчеркнута необходимость глубокой очистки сточных вод и создания замкнутого цикла оборотного водоснабжения коксохимического производства. По современным представлениям недопустимо использование для мокрого тушения кокса фенольных вод, насыщенных, кроме фенольных соединений, цианидами, роданидами, аммиаком, сероводородом. Эти вредные вещества попадают из невысоких тушильных башен в атмосферный воздух близлежащих жилых массивов, отравляя человека, растительный и животный мир.

Наибольшее внимание при организации очистки вод уделяют самым токсичным фенольным водам, образующимся в цикле мокрого улавливания и обработки химических продуктов. Поглощенные водой фенольные соединения, аммиак, и другие вредные вещества десорбируют при нагревании воды в пароциркуляционной установке. Степень обесфеноливания воды в ней достигает 70-80%. В отдельных установках применяют щелочи, повышая эффективность удаления фенолов до 95-96%. Кроме абсорбционно-десорбционного способа поглощения и выделения фенолов и других веществ в газовую фазу на практике используют способ экстракционного обесфеноливания вод путем растворения фенолов органическими растворителями (экстрагенами), например бензолом. Степень удаления фенолов возрастает здесь до 96-99%, однако затраты повышаются в 10-15 раз и выше.

Наиболее простой способ уничтожения остатков фенолов сточных вод – их окисление, в результате которого самое распространенное фенольное соединение C₆H₅OH может превращаться в CO₂ и H₂O. В качестве окислителей используют озон (О₃) или пероксид водорода (Н₂О₂), но достаточная эффективность этим способом не всегда достигается, а внедрение способа окисления является дорогим.

Предпочтительным методом глубокой очистки сточных вод от фенолов, цианидов и тиоцианатов, является аэробная биохимическая очистки (рис 3.27.)

В нескольких малых или больших бассейнах – аэротенках (максимальные размеры: глубина 4, ширина -10, длина до 150м) – размещают на дне активный ил – культуры специфических бактерий, разлагающих фенолы, тиоцианаты и другие на простые соединения. Оптимальные условия очистки воды: температура 25-30⁰С, щелочность среды pH – 7,2-9,0; концентрация NH₃ свободного – не более 0,2, общего – не более 2г/дм³. Содержание основных загрязнителей в воде всегда ниже того уровня, при котором возможно прекращение жизнедеятельности микроорганизмов.

Рис. 327.Схема биохимической очистки сточных вод:

1 – холодильники «труба в трубе»; 2 – преаэратор; 3, 9 – соответственно первичный и вторичный отстойники; 4 – маслоотделитель; 5 – флотационная машина; 6 – усреднитель; 7, 8 – аэротенки; 10 – компрессор.

Перед биологической очисткой вода должна быть очищена от механических примесей, смол, масел, избыточного аммиака, различных солей. В холодильнике 1 горячие воды цехов улавливания с температурой 90-95⁰С охлаждают проточной холодной водой. Затем их смешивают с другими водами в бассейне 2, подвергая барботажной обработке воздухом и добавляя в воду железный купорос (FeSO₄ · 7H₂O) для коагуляции частиц смол и масел. В отстойниках 3 и 9 и флотационной машине 5 смолы и масла, способные убивать бактерии, отделяются от водного потока. Содержание масел в воде не должно превышать 15-30 мг/дм³. После очистки от смол и масел в воду добавляют ортофосфорную кислоту (H₃PO₄) для снижения щелочности среды, комфортной для микроорганизмов.

В типовой установке Гипрококса, очищающей 500м³/ч сточной воды десять аэротенков общим объемом 800м³ очищают воду от фенолов, а еще 10 аэротенков второй ступени (объемом 200м³) освобождают воду от цианидов и роданидов (тиоцианатов). В целом эффективность биохимической очистки характеризуют следующие показатели:

Содержание, мг/дм3:

до очистки после

фенолы 263 4,2 (98,4%)

роданиды (тиоцианаты) 253 4,4 (98,3%)

цианиды 150 10,0 (93,3%)

При использовании более совершенной аэрации – насыщении кислородом воздуха очищаемых вод суммарная концентрация названных загрязнителей не превышает 1мг/дм³. Установки биохимической очистки – громоздкие и капиталоемкие, однако они достаточно эффективны и просты в обслуживании.