Другие методы обезвреживания вредных веществ из концентрированных растворов

Термическую обработку осуществляют путем сжигания или сушки осадков (рис. 15.6). Сжигание осадков производят тогда, когда их утилизация невозможна или нецелесообразна, а также когда отсутствуют условия складирования, так как объем осадков после сжигания уменьшается в 80—100 раз. Осадки сжигают в многоподовых, барабанных, циклонных и распылительных печах, а также в печах кипящего слоя. Сушку осадков выполняют в случае подготовки их к утилизации. Сушка осуществляется в распылительных сушильных аппаратах. В таких сушилках мелкие капли раствора (10—50 мкм) падают в атмосфере нагретого газа. Встречная скорость газов должна быть меньше скорости свободного падения частиц раствора (0,2—0,5 м/с). Удельная поверхность капель раствора достигает при этом 300 000 м² на 1 м³ материала.

Рис. 15.6. Схема установки тепловой обработки осадка.

Разработаны также различные технологические схемы получения белково-витаминного кормового продукта (белвитамина), кормовых дрожжей и технического витамина В₁₂.

К термическим методам прибегают при очистке промышленных сточных вод, содержащих главным образом высокотоксичные органические компоненты, обезвреживание которых другими методами невозможно или экономически неоправданно. При этом различают следующие виды термического обезвреживания сточных вод: термоокислительное и жидкофазное окисление.

Сущность термоокислительного (огневого) метода (рис. 15.7) заключается в том, что сточная вода, вводимая в распыленном состоянии в высокотемпературные (900—10()0°С) продукты горения топлива, испаряется, а органические компоненты сгорают, образуя продукты полного окисления. При этом минеральные примеси образуют расплавленные или твердые частицы, которые либо уносятся дымовыми газами, либо выводятся из камеры сгорания.

Обычно для обезвреживания сточных вод методом сжигания применяют специальные печи: камерные, или шахтные, циклонные, или с псевдоожиженным слоем. Высокий расход топлива ограничивает применение огневого метода и делает его целесообразным лишь в отдельных случаях, например в случае высокотоксичных и трудноразрушаемых органических компонентов и относительно небольших объемов сточных вод.

Сущность метода жидкофазного окисления, или метода «мокрого» сжигания, заключается в окислении органических

Рис. 15.7. Вариант схемы огневого метода очистки сточных вод

компонентов сточных вод кислородом воздуха при относительно невысоких температурах (до 35°С) и давлениях, обеспечивающих нахождение воды в жидкой фазе. В зависимости от температуры и времени контакта окисление органических примесей сточных вод происходит полностью или частично. Преимуществом метода являются значительно меньшие затраты тепла, так как отсутствует необходимость в испарении воды.

Глубокая очистка (доочистка) сточных вод применяется для удаления содержащихся в биологически очищенных сточных водах частиц активного ила, биопленки, остаточных загрязнений органического происхождения, ПЛВ, биогенных элементов (азот и фосфор), бактериальных загрязнений, которые вредно влияют на водоемы, вызывая их эвтрофикацию и затрудняя повторное использование сточных вод в системах оборотного обеспечения.

Необходимая степень глубокой очистки обусловливается техническим регламентом производства или повышенными требованиями к санитарному состоянию водоемов.

Глубокая очистка сточных вод предусматривает: уменьшение концентрации взвешенных веществ в очищенных сточных водах; снижение ВПК и содержания биогенных элементов; обеззараживание сточных вод; насыщение очищенных сточных вод кислородом при спуске их в водоемы рыбохозяйственного значения.

Для глубокой очистки от взвешенных и растворенных веществ применяют фильтры различных конструкций с загрузкой из песка, гравийного щебня, антрацита, пластмассовых гранул. При начальных концентрациях взвешенных веществ и ВПК 15—20 мг/л эффективность очистки по взвешенным веществам составляет 0,75—0,9, а, но ВПК — 0,5—0,6.

Для глубокой очистки от биологически окисляемых загрязнений служат биологические пруды, обеспечивающие снижение концентрации ВПК до 3—5 мг/л. Биологически неокисляемые загрязнения могут удаляться из сточных вод с помощью сорбционных и ионообменных установок.

Обеззараживание (дезинфекция) очищенных сточных вод проводится для уничтожения содержащихся в них болезнетворных бактерий, вирусов и микроорганизмов; эффект обеззараживания должен составлять практически 100%. Поэтому после полной очистки в сточные воды вводят соединения хлора или другие сильные окислители (например, озон), обеспечивающие защиту водоемов от попадания в них возбудителей заболеваний.

Для природных вод, здоровья людей, для животных и рыб наиболее опасны различные радиоактивные отходы, которые образуются главным образом на атомных электростанциях при обработке ядерного топлива. Обработка сточных вод, содержащих радиоактивные загрязнения, зависит от уровня активности и солесодержания. Воды с низким солесодержанием обрабатываются ионообменными и намывными фильтрами. При высоком солесодержании применяют методы электродиализа, выпаривания, обратного осмоса, а остаточные загрязнения снимаются на ионообменных установках.

Все сточные воды с радиоактивностью выше допустимой нормы сливают в специальные подземные резервуары или закачивают в глубокие подземные бессточные бассейны.

Отходы от выпарных установок, отработавшие ионообменные смолы после соответствующей обработки, т. е. получения специальных «блоков», захораниваются в контролируемых местах.

Достигнуть высокой степени очистки сточных вод, содержащих одновременно большое количество разнообразных видов примесей, чрезвычайно сложно. Установлено, что для таких вод даже при тщательном соблюдении всех условий эксплуатации очистных сооружений эффективность очистки не превышает 80%. Повышение степени очистки с 80 до 95% увеличивает расходы на ее проведение примерно вдвое, а свыше 95% — приблизительно в 10 раз на каждый дополнительный процент улучшения качества очистки.

Контрольные вопросы

• 1. Какова цель концентрирования сточных вод? Какие основные методы концентрирования вам известны?
• 2. В чем состоит принцип работы и каково устройство установок для концентрирования сточных вод вымораживанием?
• 3. В чем сущность процесса выделения веществ из сточных вод кристаллизацией? Каковы основные схемы кристаллизации?
• 4. В чем сущность процесса выделения сухих веществ из сточных вод в распылительной сушке?
• 5. Какова основа метода жидкофазного окисления? Какова схема процесса?
• 6. В чем сущность процесса очистки сточных вод от органических веществ методом нарофазного каталитического окисления?
• 7. В чем состоит огневой метод обезвреживания сточных вод? Каковы основные схемы установок?