книги из ГПНТБ / Шабалин А.Ф. Очистка сточных вод предприятий черной металлургии учебное пособие для техникумов

Башни тушения кокса

Бензольное отделение

Рис. 67. Схема сбора фенольных сточных вод, их очистки и использования на тушение кокса (пунктиром показаны периодические стоки)

176 Очистка сточных вод обогатительных фабрик и коксохимических заводов

тельному обеофеноливан'ию. Поэтому на рис. 67 показаны так­

приходится на сточные воды. Поэтому очистка надсмольных вод и сточных вод смолоперегонного цеха от фенолов в то же время является способом получения фенольных продуктов для нужд народного хозяйства. Это достигается регенеративными методами — эвапорацией и экстракцией.

При эвапорационном (паровом) способе обесфеноливания

из надсмольных вод с помощью аммиачно-известковой колон­ ны извлекается аммиак: летучий — перед паровым скруббером и связанный — после скруббера. Затем обесфеноленная над­ смольная вода очищается от известкового шлама, полученного

в известковой части аммиачной колонны и смешивается с фе­ нольной водой, поступающей от перерабатывающих цехов. Фе­ нольные воды от перерабатывающих цехов, содержащие отно­

сительно небольшое количество фенолов и смешанные с обес-

феноленной надсмольной водой подвергают механической очист­ ке от смолы, масел и других механических примесей, затем ис­ пользуют на тушение кокса под башней.

На старых коксохимических заводах, где еще осталось руч­

Очищенная таким методом вода расходуется на старых заво­ дах на тушение кокса, на новых (с сухим тушением кокса) — передается в другие циклы на восполнение потерь воды (на мойку угля и др.). Биохимический способ очистки фенольных сточных вод может быть применен также на коксохимических заводах как дополнительная очистка после парового метода обесфеноливания надсмольных вод перед выпуском этих вод в водоемы общего пользования.

В заграничной практике применяют иногда метод адсорбции загрязняющих веществ, растворенных в воде, с помощью адсор­

178 Очистка сточных вод обогатительных фабрик и коксохимических заводов

Непродуктивные загрязнения, извлекаемые из сточных вод, отвозятся на свалку и должны складироваться с обязательным ограждением их от смыва атмосферными осадками в водоемы.

Оставшиеся загрязнения подлежат уничтожению вместе с во­ дой при использовании ее на тушение кокса или разрушению с

помощью микробов.

Для условий сухого тушения кокса, который получит приме­ нение на заводах нашей страны в ближайшее время, методы очистки фенольных сточных вод и состав сооружений в настоя­ щее время разрабатываются Гипрококсом совместно с сани­

тарно-гигиеническими организациями. К настоящему времени на ряде заводов внедрены установки по биохимической очист­ ке фенольных сточных вод; весьма эффективной является их

Обесфеноливание надсмольных вод осуществляется с' целью

извлечения фенолов и, вместе с этим, как подготовка этих вод

для последующего использования!. Это достигается или мето­ дом эвапорации или экстракцией фенолов.

Сущность каждого из этих методов обесфеноливания над­ смольных вод приводится ниже.

Эвапорация фенолов, растворенных в воде

На коксохимических заводах СССР из регенеративных ме­ тодов обесфеноливания надсмольных вод и сточных вод смоло-

перегонных цехов получил распространение эвапора;ционный (паровой) способ. Паровая обесфенолив-ающая установка яв­ ляется неотъемлемой частью цеха улавливания. На этой уста­

новке, кроме фенолов, из сточных вод извлекается также ам­ миак. Эвапорационный способ заключается в выдувании фено­ лов из сточных вод рециркулирующим паром. При этом орга­ нические вещества, в частности фенолы, отогнанные вместе с паром, извлекаются из него растворителем, представляющим

ются феноляты, из которых после их продувки, разложения и

обезвоживания получаются сырые фенолы, а в результате ре­ ктификации последних выделяются чистый фенол и его гомоло­ ги. Простейшим аппаратом мог бы быть периодически действу­ ющий пароперегонный куб, но он мало производителен. В прак­ тике коксохимических заводов для очистки фенольных сточных вод применяют специальные пароотгонные скрубберы,

ся автоматически! с помощью реле времени, сблокированного с насосом для подачи в скруббер раствора щелочи. Щелочь раз­ брызгивается форсунками. Образовавшиеся феноляты стекают в нижнюю часть скруббера, из которой часть фенолятов пода­ ется насосом 8 к разбрызгивающему устройству нижнего яру­

са насадки, другая часть непрерывно выводится из подскруб­ берного резервуара по переливной линии IV в сборники 10. Далее, феноляты грузят в железнодорожные цистерны и отправ­

ляют на дальнейшую переработку.

Между нижней частью скруббера и насосом 8 для рецир­ куляции фенолятов установлен фильтр 9 для предотвращения по­ падания в насос мелких частиц кокса. Установка снабжена ре­ зервуарами И для приготовления слабой щелочи. Подача в них концентрированной щелочи осуществляется насосом 7 или с помощью сжатого воздуха. Слабая щелочь приготовляется пу­ тем смешения концентрированной щелочи с водой, с примене­ нием нагрева паром при перемешивании раствора воздухом.

шо работающих паровых обесфеноливающих установках уда­ валось достичь содержания фенолов в очищенной воде около

100 мг/л при содержании их в исходной воде 1000—2000 мг/л.

Для получения фенолятов с содержанием не менее 20% фено­ лов обесфеноливающие установки должны работать по следу­ ющему технологическому режиму.

Количество подаваемой на обесфеноливание воды необхо­ димо поддерживать постоянным.

Количество рециркулирующего пара на 1 м3 перерабаты­ ваемой надсмольной воды должно составлять 2000 м3. Увеличе­ ние количества пара сверх этой нормы не дает положительного эффекта.

Температуру необходимо поддерживать в следующих пре­

делах, °C:

рециркулирующего пара на выходе из скруббера .102—103

100 мм рт. ст.

При снижении температуры рециркулирующего пара, а сле­

довательно, и давления в скруббере по сравнению с указанны­ ми выше показателями, происходит конденсация пара и обвод­

нение фенолятов. Снижение температуры воды, подаваемой в

182 Очистка сточных вод обогатительных фабрик и коксохимических 'заводов

скруббер, свидетельствует о ненормальной работе аммиачной колонны или о чрезмерных тепловых потерях; при температуре

циркуляции фенолятов. Вследствие этого может произойти рез­ кое снижение эффективности обесфеноливания из-за ненормаль­ ной работы устройств для разбрызгивания воды, щелочи и фено­ лятов, а также из-за забивания насадки.

стью контакта между водяными парами с фенолами и раство-. ром едкого натра. Один кубический метр спиральной насадки имеет поверхность орошения (контакта) 130 м2. Насадку изго­

товляют из холоднокатаной ленты толщиной 0,4 мм, шириной

10 мм в виде спирали длиной 380 мм с шагом 25—28 мм, диа­ метром 19 мм.

На некоторых заводах вместо спиральной насадки в скруб­ бер загружался кокс, поверхность контакта которого значи­

тельно меньше, чем металлической спиральной насадки.

Анализы показывают, что выделенные из фенолятов фенолы состоят из 55—63% фенола, 30—35% крезолов и небольшого

количества ксиленолов. Качество фенолов, получаемых из сточ­ ных вод, более высокое по сравнению с фенолами, специально извлекаемыми из каменноугольных масел.

Количество обесфеноливаемой воды с учетом 5%-ного разбавления ее в обесфеноливающей колонне конденсатом острого пара W = 30 м3/час.

Содержание фенолов в одном литре воды, поступающей на обесфеноливающую установку, Ci = 2 а/л. Общее количество фенолов

Сфен = C-y-W = 2 • 30 = 60 кг/час.

Расчет производим на 85%-ное извлечение фенолов из всех сточных вод. Тогда общее количество извлекаемых фенолов будет

°ИЗ. Фен = °’85 • °фен = °-85'60 = 51,0 кг/ час.

В очищенной воде будет оставаться фенолов

С2 = (1—0,85) ■С1 = 0,15- 2 = 0,3 г/л.

Расчета аммиачно-известковой колонны не проводим, считая ее элементом, относящимся к технологии основного производства.

Промежуточный сборник воды (после испарительной части аммиачно­ известковой колонны) выполняют металлическим, размеры которого опреде­ ляются конструктивными соображениями: диам. 2 м, высота 4,5 м, тогда объем его будет около 15 -и3, что соответствует получасовому расходу очищаемой воды.

Насосы для перекачки сточной воды из сборника подбираем по каталогу завода им. Фрунзе, марки ЗВ-80, производительностью 30 м3/час при напоре 36 м, с электродвигателем мощностью 7 кет (один рабочий и один резервный).

Фильтр для очистки сточных вод от смолы и других взвешенных веществ (для предотвращения загрязнения насадки в паровом скруббере) проектируем напорный, металлический, заполненный зернами кокса крупностью от 5 до 15 мм, слоем 1,5 ж.

Считая смолоемкость загруженного кокса в 25—30% от веса фильтрую­ щего материала и принимая среднюю скорость фильтрования сф = 0,01 м/сек,

Принимаем фильтр диам. £>ф= 1,05 м, полную высоту Н = 3 м. Устанав­ ливаем два таких фильтра, чтобы один из них можно было выключать для замены кокса при потере им смолоемкости.

Коксовая загрузка в фильтре, по мере ее загрязнения смолой и другими взвешенными веществами, периодически промывается горячей водой, а когда очистка будет недостаточно эффективной — кокс меняют.

Расчет обесфеноливающего скруббера ведем, исходя из данных, получен­ ных из опыта работы обследованных установок:

объем циркулирующего пара в скруббере на 1 м3/час обесфеноливаемой воды 7п = 2000 м3;

скорость движения пара в скруббере v = 1,2 м/сек-, использование щелочи р = 50%;

необходимая поверхность деревянной хордовой насадки в скруббере на 1 м3/час, обесфеноливаемой воды fx.a—280 м2;

необходимая поверхность металлической спиральной насадки, орошаемой свежей щелочью, на 1 м3/час обесфеноливаемой воды fc н— 550 м2; то же.

184 Очистка сточных вод обогатительных фабрик и коксохимических заводов

орошаемой циркулирующими фенолятами, на 1 м3/час обесфеноливаемой воды

/с.в— 275 ж2;

плотность орошения металлической спиральной насадки циркулирующими фенолятами на 1 л2 полного сечения скруббера q$ —2 мг!час.

Принимается также, что:

средний молекулярный вес фенолов (считая по составу бензофенолов — 60% и крезола — 40%)— С6Н5ОН = 100;

средний молекулярный'вес фенолятов— CeHsONa = 122. Обесфеноливающий скруббер выполняют в виде металлического цилин­

дра (рис. 70).

Количество циркулирующего пара определяют по формуле

Qu п = <7П ■ W = 2000 • 30 = 60 000 м3/час.