2. Дегазационные установки

Установка по удалению из сточных вод сероводорода. Сероводород и его производные присутствуют в сточных водах целлюлозно-бумажной, нефтяной, анилинокрасочной промышленности и производстве вискозного волокна, а также в некоторых грунтовых и поверхностных водах. Удалять сероводород из сточных и природных вод необходимо, чтобы устранить запах и коррозионную активность вод.

Сероводород — горючий, бесцветный, ядовитый газ, является сильным восстановителем. Зависимость растворимости сероводорода в воде от температуры показана на рис. 20.6.

В зависимости от рН среды сероводород в сточных водах может присутствовать в виде свободного H2S, глдросульфидиона SH' и сульфидиона S2-.

Рис. 20.6. Зависимость растворимости сероводорода в воде от температуры

Содержание свободного сероводорода в воде в зависимости от рН среды приведено в табл. 20.4. Сероводород и его соединения удаляются из сточных вод аэрацией , продувкой дымовыми газами, а также окислением кислородом воздуха при атмосферном либо повышенном давлении.

Аэрационная мембрана air-tube.ru/product.

На установках для удаления сероводорода аэрацией сточная вода подкисляется в смесителе серной или соляной кислотой (для перевода связанного сероводорода в свободный) и подается в верхнюю часть десорбера с насадкой из колец Рашига. Десорбер снизу продувается сжатым воздухом, очищенная вода сливается, а смесь воздуха и сероводорода поступает в скруббер, орошаемый поглотительным щелочным раствором. В результате поглощения серо-водорода происходит очистка воздуха и образуется концентрированный раствор сульфидов, который затем утилизируется.

Удельную нагрузку на дегазатор с насадкой из колец Рашига принимают 40 м3/ /(м2.ч), расход воздуха —20 м3 на 1 м3 очищаемой воды.

Установки для удаления сероводорода из сточных вод продувкой дымовыми газами отличается простотой технологической схемы. Скруббер с насадкой из колец Рашига орошается очищаемой сточной водой. Снизу в скруббер подают отходящие дымовые газы котельных установок с температурой 135-1500С. Отработанные дымовые газы сбрасываются через дымовую трубу (высота трубы должна быть не менее 40 м). Исходная концентрация сероводорода в очищаемых сточных водах не должна превышать 10—12 мг/м; степень очистки от сероводорода составляет 70—85%; расход газов — 7—10 м3 на 1 м3 очищаемой воды.

Рис. 20.8. Схема установки очистки сточных вод от сероводорода путем его окисления в присутствий катализатора
1 — сточная вода; 2 — аэрационный бассейн; 3 — сжатый воздух; 4 — очищенная вода; 5 — брызгоулавливатель; 6 — адсорбер; 7 — очищенный воздух; 8 и 9 — емкости для сбора сульфита аммония; 10 — холодильник; 11 — конденсатор; 12 — кипятильник; 13 — центрифуга

Преимуществом установок является возможность использовать существующие дымососы для подачи газов в скруббер, а также высокую температуру газов, способствующую лучшему удалению сероводорода; При содержании в дымовых газах 7—10% свободной углекислоты улавливания из них сероводорода не производят.

Очистка сточных вод от сероводорода путем окисления кислородом воздуха осуществляется при атмосферном давлении в присутствии катализаторов либо при повышенных давлении и температуре.

В первом случае (рис. 20.8) серосодержащие сточные воды, например сернистые щелока, обрабатывают в аэрационном бассейне, где их продувают сжатым воздухом в присутствии катализаторов (железной стружки, графитовых материалов и др.). При этом большая часть серосодержащих соединений окисляется до элементарной серы, остающейся в сточной воде, а часть сероводорода отдувается с воздухом. Обработанную сточную воду отводят на дополнительную очистку от серы, а отработанный воздух в смеси с сероводородом подают на специальную обработку. Вначале смесь через брызгоулавливатель поступает в адсорбер, где сероводород поглощается активированным углем, очищенный воздух сбрасывается в атмосферу. Для регенерации угля используют раствор сульфата аммония, подаваемый насосом из емкостей. После окончания регенерации адсорбер продувается острым паром. Отработанный раствор сульфата аммония подают, в кипятильник для разделения (регенерации). Парогазовую смесь (Н2О, NH3 и H2S) охлаждают конденсируют и направляют в сборный бак регенерата, а суспензию серы из кипятильника подают на центрифугу для выделения серы.

При проектировании установки следует принимать следующие расчетные данные: продолжительность контакта воды с воздухом — 60—90 мин; расход воздуха — 10—12 м3/м3; коэффициент пористости железной стружки — 0,4; степень очистки воды — 95—97%.

Технологическая схема установки окисления сероводорода кислородом воздуха под давлением представлена на рис. 20.9. Серосодержащие сточные воды через расходомер подают в теплообменник, где они подогреваются до температуры 100° С, а затем в трубчатый реактор. По ходу движения воды в реактор подают сжатый воздух под давлением 1,5 МП а. При указанных температуре и давлении в реакторе серосодержащие соединения окисляются до сульфатов. После реактора смесь сточной воды с воздухом подают в сепаратор, где происходит их разделение. Количество подаваемого воздуха должно составлять по кислороду 200%. ХПК сточных вод. Степень очистки по сернистым соединениям составляет 90%. ХПК сточных вод снижается на 60—75%.

Установки по удалению из сточных вод растворенной углекислоты. Растворенная углекислота может содержаться в сточных водах пылеулавливающих установок для обжига — известняка, производства соды, аммиака, карбамида, а также после Н-катионитовых фильтров. Свободную углекислоту удаляют из сточных вод в пленочных дегазаторах с насадками с противотоком воды и воздуха, нагнетаемого вентилятором.

Расход воздуха на отдувку составляет 30 м3 на 1 м3 воды. Расчеты производят применительно к формулам (20.5) — (20.7). График для определения средней движущей силы десорбции приведен на рис. 20.10.

Установки по удалению из сточных вод аммиака. Аммиак из сточных вод производства аммиака (газовый конденсат), соды и переработки коксового газа удаляют при повышенной температуре (100—105° С) продувкой водяным паром либо воздухом. Исходная сточная вода нагревается вначале в теплообменнике, а затем острым паром до температуры 100—105° С и подается на верх десорбера, заполненного кольцами Рашига. В нижнюю часть десорбера для отдувки аммиака подают острый пар. Смесь паров воды с аммиаком поступает в теплообменник, где конденсируется, частично нагревая при этом исходные сточные воды. Конденсат, представляющий собой слабый водный раствор аммиака, утилизируют. Расход пара составляет 1,2 Мкг на 1 т отогнанного аммиака.