Очистка сточных вод от фенола электрохимическим окислением

Для процесса образования окислителя – активного хлора необходимо присутствие в исходной сточной воде достаточного количества хлорид-ионов. В схеме очистки дополнительно был предусмотрен узел приготовления раствора хлорида натрия и дозирование его в исходную сточную воду. Концентрация раствора хлорида натрия – 20%. Для его приготовления использовалась поваренная соль. Концентрация хлорид-ионов

в сточной воде после узла дозирования – 0,6 - 3 г/л. Технические характеристики электрофлотодеструктора: объем электрофлотодеструктора – 0,5л; аноды – малоизнашивающиеся ОРТА (титан с анодноактивным покрытием из оксида рутения); катоды - сетчатые с шагом 3мм, материал - Ст. 3; материал корпуса – ПВХ. В ходе эксперимента варьировались значения основных параметров - анодной плотности и времени проведения процесса. Результаты экспериментов при концентрации фенола в сточной воде 68,5 мг/л отражают зависимости на рис. 4-5.

Рис. 4: Зависимость степени очистки СВ от величины анодной плотности тока (iа)

Рис.5: Зависимость концентрации фенола в сточных водах от времени обработки при 1. iа = 0,5 А/дм2; 2. iа = 0,75 А/дм2; iа = 0,75 А/дм2, 3. iа = 1,0 А/дм2

Характер зависимостей показывает, что наивысшая степень очистки достигалась при плотности тока 1А/дм2 и при времени протекания процесса 25 минут. Однако, для обеспечения конечной концентрации фенола в очищенной воде не более 0,5 мг/л возможно проведение процесса в более энергосберегающих условиях: при плотности тока i а - 0,75 А/дм2 за время t - 25 мин. или при плотности тока i а - 1А/дм 2 за время t - 15 минут. В результате введения перед электрохимической обработкой узла дозирования раствора поваренной соли в очищенной от фенола сточной воде повышается солесодержание. С целью более полной очистки СВ от сопутствующих примесей, содержащихся в стоках НХЗ, и для обессоливания воды до нормативных показателей, в схему очистки необходимо ввести узел мембранного обессоливания - обратного осмоса.

1. Модуль предочистки включает емкостное и насосное оборудование: приемная емкость Е1 для исходной сточной воды, насос Н1 подачи стока на электрохимическую обработку в электрофлотодеструктор ЭК (расположен на второй тележке), емкости приготовления раствора поваренной соли, коагулянта и флокулянта Е2- Е4 , дозировочные насосы НД1, НД2, НД3. В трубопровод подачи СВ на входе в электрофлотодеструктор для увеличения электропроводности раствора и улучшения процесса окисления фенола, происходящего при электрофлотодеструкции дозировался раствор поваренной соли, раствор коагулянта определенной концентрации. В емкости Е4 готовился раствор флокулянта, который дозировочным насосом НД3 дозировался в трубопровод на выходе из электрофлотодеструктора (модуль №2).

2. Модуль электрохимической обработки включает электрофлотодеструктор ЭК, выпрямитель постоянного тока ВАК, емкости для приема очищенной воды Е5 и емкость с мешочным фильтром для приема флотошлама ФМ.

Е1 - приемная емкость для исходной сточной воды

Е2 - Е 4 - емкости для приготовления реагентов

Н1,, Н2 - насосы

НД1 - НД4 - насосы пропорционального дозирования

ЭК - электрофлотодеструктор

ВАК - выпрямитель постоянного тока

ФМ - мешочный фильтр

Е5 - емкость для отстаивания

Ф2 - сетчатый фильтр

Е6 - емкость модуля обратноосмотического обессоливания

Е7 - емкость для раствора пиросульфита (или сульфита) натрия

ООМ - обратноосмотический мембранный модуль

Рис.6: Схема опытно-промышленной установки очистки фенолсодержащих сточных вод

Электрофлотодеструктор – это аппарат с расположенным внутри электродным блоком с нерастворимыми анодами. Сверху над поверхностью воды было смонтировано устройство для снятия флотошлама. Через карман флотошлам стекает в мешочный фильтр ФМ. Осветленная вода по мере накопления сливалась в емкость Е5. Для интенсификации хлопьеобразования и быстрейшего осветления очищенной воды в трубопровод подачи из емкости Е4 насосом НД3 дозировался раствор флокулянта. Очищенная вода по качественному составу отвечала требованиям предприятия на слив в ХЗК, но имела повышенное солесодержание. Для организации замкнутого водооборота в состав опытно-промышленной установки был введен модуль обратноосмотического обессоливания №3.

3. Модуль обратноосмотического обессоливания. Осветленная вода после отстаивания в емкости Е5 самотеком подавалась через фильтр сетчатый Ф2 в емкость Е6 узла обратноосмотической очистки. В целях защиты мембраны от воздействия остаточного активного хлора, образующегося на узле электрофлотодеструкции, проводилась операция дехлорирования воды. С этой целью из емкости Е7 дозирующим насосом НД4 в трубопровод подавался 2% раствор пиросульфита (или сульфита) натрия. Из емкости Е6 осветленные и очищенные от фенола сточные воды насосом.Н2 подавались на обратноосмотический мембранный модуль ООМ, укомплектованный высокоселективным обратноосмотическим мембранным элементом. Очищенная вода возвращалась в производство. Концентрат поступал в емкость Е6 и по окончании концентрирования (достижения заданной концентрации солей, контроль по ручному солемеру типа DIST) он подлежал утилизации или выпариванию с получением твердых кристаллов солей. На линии фильтрата и концентрата были установлены расходомеры F2, F3 соответственно. На линии выхода концентрата из мембранного модуля был установлен манометр Р для контроля рабочего давления.

Условия испытания опытно-промышленной установки

Передвижная опытно-промышленная установка была доставлена на предприятие, смонтирована и прошла испытания в течение 32 часов при 2-х сменном режиме эксплуатации. Производительность установки -100 ± 2 л/час.

Эксплуатационные характеристики работы основных узлов опытно-промышленной установки приведены ниже.

Модуль электрохимической обработки:

Анодная плотность тока 0,3 - 0,5 А /дм2;

Напряжение 4 В;

Время пребывания в аппарате 20 - 25 мин;

Модуль обратноосмотического обессоливания:

Давление на входе 12,5 атм.,

Давление на выходе 10 атм.;

Степень концентрирования 4 - 6.

В ходе отработки режимов установлено, что концентрат узла обратного осмоса может быть возвращен в рецикл процесса - в емкость Е1, поскольку в нем содержатся сконцентрированные примеси хлорид-ионов в таком количестве, что отпадает необходимость в постоянной дозировке раствора поваренной соли на входе в электрофлотодеструктор или требуется существенное сокращение расходных норм реагента.

Во время работы опытно-промышленной установки осуществлялся аналитический контроль процесса очистки по содержанию фенола в отбираемых пробах. Анализы проводились специалистами разных организаций: химиком-аналитиком из ЗАО "БМТ", аналитиком из центральной заводской лаборатории НХЗ и независимым аналитиком из НИЦ по единой методике НХЗ "Вода сточная. Методика выполнения измерений массовой концентрации фенола фотометрическим методом".

 Скачать реферат