Файл: Очистка промышленных сточных вод..pdf

водяным паром определяется соотношением стоимости извлеченных продуктов и затраченного пара. Техни­ ческая рациональность применения метода зависит от соотношения между количеством очищенной воды и коли­ чеством конденсата, образующегося в результате отгонки поглощенных веществ из угля, т. е. степенью концентра­ ции продукта. Как установлено на практике, это отноше­ ние должно быть не ниже 15—20 : І, т. е. объем конден­ сата должен быть не более 7,5—5% от объема очищенных сточных вод.

Существенную роль при отгонке паром адсорбирован­ ных веществ играет также повышение температуры адсорбента и увеличение скорости «испарения» десор­ бирующихся молекул. Чем выше температура кипения адсорбированных соединений, тем должен быть больший перегрев водяного пара. Температура пара должна быть близка к температуре кипения адсорбата. Так, для от-

124

должна быть не ниже 200° С, для нитрохлорбензола — не менее 220° С.

Испарение и унос нейтральным газом носителем «ис­ парившихся» молекул адсорбированных веществ лежит в основе метода десорбции горячим инертным газом. При охлаждении газа, прошедшего сорбционные фильтры, избыток вещества конденсируется в теплообменнике, а газ, насыщенный адсорбатом при низкой температуре, очищается в специальной колонне — адсорбере. Приме­ ром может служить регенерация адсорбционных колонн после очистки сточных вод от уксусной кислоты.

Целесообразность рассмотренных методов регенера­ ции активированных углей определяется тем, что извле­ ченные из адсорбента вещества представляют техниче­ скую ценность и могут быть использованы вновь в произ­ водстве, явиться вторичным сырьем либо дополнитель­ ным товарным продуктом.

При деструктивной адсорбционной (так называемой «централизованной») очистке промышленных сточных вод химических предприятий адсорбентами извлекается сложная смесь веществ, среди которых значительную долю составляют продукты побочных или вторичных реакций, не представляющие технической ценности. Из­ влечение этих веществ из адсорбента не имеет смысла. Регенерация адсорбента в таких случаях должна сопро­ вождаться уничтожением веществ в процессе их десорб­ ции. Достаточно надежно это достигается при термиче­ ской регенерации адсорбентов, в первую очередь при термической регенерации активированных углей. Такая регенерация производится смесью продуктов горения газа (или карбюрированного жидкого топлива) с водяным Паром при температуре 700—800° С при отсутствии кислорода воздуха. Наиболее высокая эффективность термической регенерации при проведении процесса в

125

псевдоожиженном слое. В этих условиях длительность термической регенерации не превышает 20—30 мин.

Регенерация активированного угля является резуль­ татом осуществления ряда процессов между адсорбиро­ ванными веществами и нагретым до температуры 700° С водяным паром. Часть летучих соединений отгоняется из угля паром и, если при температуре 600—700° С они не разлагаются, то уносятся с отходящими газами и долж­ ны быть дополнительно разрушены в паровой фазе (окислены избытком воздуха над катализатором). Часть отогнанных продуктов окисляется при температуре 700— 750° С паром более или менее глубоко (до СО, С 02, NH3 и т. п.). Наконец, адсорбированные ароматические сое­ динения с конденсированными кольцами при термиче­ ской регенерации углей разлагаются с образованием на поверхности угля тонкой углеродистой пленки. При тем­ пературе 700° С пар активирует эту пленку и воссоздает активную структуру поверхности адсорбента.

В большинстве случаев термическую регенерацию активированного угля рационально совместить на одной установке с активацией угля-сырца для пополнения по­ терь адсорбента в производственном цикле. Такие потери не превышают, как правило, 10% от количества адсор­ бента, находящегося в аппаратах адсорбционной станции.

Совмещенные установки для регенерации и активации угля в псевдоожиженном слое представляют собой трехъ­ ярусные шахтные печи, у которых ярусы разделены дыр­ чатыми беспровальными сводами из жаропрочного бето­ на или шамотного кирпича (рис. 30). Нижний ярус печи представляет собой топочное пространство. В туннеле горелки и в этом пространстве смешиваются продукты сжигания газа, не содержащие кислорода, с водяным паром. Концентрация пара в активирующей парогазовой

смеси должна быть около 50—60%• При температуре 1000°С реакционная парогазовая

смесь проходит через отверстия свода топки и поступает

126

в камеру активации 6, куда периодически загружается крупка антрацита с зольностью не выше 8—9% (фракция

около 800° С из камеры активации через дырчатый свод поступает в камеру верхнего яруса, куда подается отра­ ботанный активированный уголь, выгруженный из адсор­ беров и отфильтрованный от избытка воды на ленточном

127

вакуум-фильтре. Попадая через загрузочное устройство в камеру регенерации 2, этот уголь подсушивается горя­ чими газами и переходит в псевдоожиженное состояние. Регенерация достигается при контакте псевдоожиженно­ го слоя отработанного угля с активирующей парогазо­ вой смесью в течение 20—30 мин при температуре 700— 800° С.

Как свежий активированный, так и регенерированный уголь направляется в сборники, откуда после охлажде­ ния вновь направляется в дозирующие бункеры адсор­ беров.

Методы адсорбционной деструктивной очистки сточ­ ных вод нашли применение в анилинокрасочной про­ мышленности и на предприятиях тонкого органического, синтеза. Это обусловлено тем, что предприятия анилине красочной промышленности в большинстве случаэ.ш состоят из комплекса относительно небольших и чаедо разнородных, но многочисленных производств, характер, ризующихся переменным ассортиментом продукции.

Если очистке подвергается смесь сточных вод, содер­ жащих вещества, способные к реакциям между собой, в результате которых образуются нерастворимые про­ дукты либо продукты резко изменяющие растворимость при изменении pH раствора, то возможно подобрать та­ кие условия, когда из сточных вод в осадок выпадает максимальное количество органических и неорганических загрязнений. Отделение такого осадка перед подачей сточных вод в адсорберы с псевдоожиженным слоем гид­ роокиси алюминия и железа или в адсорберы с псевдо­ ожиженным слоем активированного угля приводит к сни­ жению нагрузки на адсорбент, увеличению срока его работы до регенерации или к уменьшению количества адсорбента, приходящегося на единицу объема очищае­ мой воды.

Эксплуатационные затраты на станции, очищающей адсорбционном деструктивным методом 10 000 м3/сут

128

сточных вод, распределяются примерно следующим об­ разом, %:

Следует отметить, что с уменьшением мощности стан­ ции очистки сточных вод резко возрастает доля расходов на содержание персонала цеха (до 50% от суммы всех

расходов).

Общая стоимость адсорбционной очистки 1 м3 сточ­ ных вод составляет 60—70 коп., в том числе затраты на активированный антрацит равны 20—25 коп.

Стоимость 1 т активированного антрацита при совме- 'нии процессов регенерации и активации составляет оло 15 руб., т. е. в 20—30 раз меньше стоимости акти­ вированного угля при раздельной регенерации и акти­ вации или при получении активированного угля от спе­

циализированного предприятия.

Глава VI

ИОНООБМЕННАЯ ОЧИСТКА ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИОНООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ для очистки сточны х ВОД

ОТ СОЛЕЙ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Промышленные сточные воды многих химических, текстильных, машиностроительных, электротехнических заводов, предприятий цветной металлургии и других от­ раслей промышленности в большей или меньшей степени загрязнены солями цветных и тяжелых металлов. Наи­ более часто они загрязнены солями цинка, меди, хрома,