Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 2 (1044949), страница 27
Текст из файла (страница 27)
ПДК фтор-иона в воде водоемов составляет 1,5 мг/л. Образование значительных объемов сточных вод и необходимость их тщательной очистки связаны с большими экономическими затратами. Более целесообразным является повторное использование сточных вод — организация замкнутых оборотных циклов. В производстве экстракционной фосфорной кислоты необходимо заменять барометрические конденсаторы на поверхностные, что позволяет практически ликвидировать образование большого количества сточных вод. Конденсаты соковых паров могут быть использованы для подпитки циркуляционных систем отделения абсорбции или в отделении грануляции суперфосфата.
Для подпитки циркуляционных систем отделений экстракции и выпарки может служить скрубберная жидкость производства гранулированного суперфосфата. В производстве фосфорной кислоты можно применять нейтрализованную и осветленную сточную воду для промывки фильтровальной ткани, фосфогипса, оборудования и трубопроводов, для орошения барометрических конденсаторов и тд. При производстве фосфорных удобрений значительное количество сточных вод может быть употребле- 148 но повторно: для увлажнения суперфосфата в грануляционных барабанах, разбавления серной кислоты, приготовления известкового молока, в процессе абсорбционной очистки газов и т.п.
Следует отметить, что этот прием помогает избежать накопления вредных примесей в воде в результате вывода части воды из системы. Как указывалось, часть сточных вод производства фосфорных удобрений может использоваться в процессе получения экстракционной фосфорной кислоты. Реагентные методы очистки Фторсодержащие сточные воды нейтрализуют обычно суспензией мела (СаСО,). Оптимальными параметрами процесса нейтрализации являются: концентрация Н,ЯГ, в исходной воде не более 1 % количество СаСО,— 20 % сверх стехиометрического; рН = 6. Остаточное содержание фтора будет составлять около 25 мг/л.
Для увеличения эффективности очистки целесообразно вводить в сточную воду более растворимые соединения кальция, например, гидроксид кальция. Процесс нейтрализации будет протекать по реакции: Н,ЯГ + ЗСа(ОН),-+ ЗСаЕ, + + ЯО, + 4Н,О Нейтрализация сточных вод известковым молоком при рН = 10 12 позволяет снизить содержание ионов фтора в воде до 12 — 20 мг/л. Для сокращения расхода извести рекомендуется проводить процесс нейтрализации в две стадии: сначала мелом (до рН = 6 - 7), затем известковым молоком (до рН = 11). Промежуточное осветление сточных вод дает возможность снизить со- Часть И. Технологи веские решения очистки сточных вод Обезвреживание методом ионного обмена.
Метод ионного обмена целесообразно применять для очистки сточных вод, содержащих небольшие количества ионов фтора, В отстоиник Рис. 4.6, Принципиальная технологическая схема установки нейтрализации 4тгорсодержащих сточных вод мелом: 1, б — бункеры; 2 — транспортср; 5 — склал мела; 4 — грсйфсрный кран; 5 — сборникусрслнитеть, 7 — реактор; 8 — вентилятор 149 держание ионов фтора в сточной воде до 8 — 10 мг/л. Принципиальная технологическая схема установки нейтрализации фторсодержаших сточных вод с использованием СаСО, представлена на рис. 4.6. Обработанйая в реакторах сточная вода направляется на осветление в отстойники, после чего поступает на повторное использование или идет в водоем. Осадок из отстойников обсзвоживается, а затем вывозится в шламонакопители, Обезвреживание электрохимическим методом, Элсктрофоретичсская подвижность иона т при 25 С составляет 55,4 Ом-' см'/г-экв.
Исследования по электрохимическому обезвреживанию фторсодержащих сточных вод проводили в 3-камерном электродиализаторе, оборудованном платиновым анодом и никелевым катодом, а также сслективными мембранами: анионообменной на основе анионита марки ЭДЭ-10П и катионообменпой на основе катионита марки КУ-2, После прохождения 0,62 А ч электричества (115 % от теоретически необходимого) количество фтора снизилось с 720 до 1,4 мг/л, значение рН вЂ” с 7,4 до 6,2.
Использование многокамерного электродиализатора фильтр-пресс- ного типа для очистки сточных вод, содержащих 27 г/л фтора, обеспечивает снижение концентрации фтора в воде до 150 мг/л с выходом по току 92 % в камерах обсссоливания и концентрирования. Продуктом камер концентрирования (после кристаллизации„фильтрования и сушки) является твердая соль, содержащая 98 % Ха,ЯР,. Последующая ионитная доочистка позволяет снизить концентрацию ионов фтора в воде до 5 мг/л. Расход электроэнергии на очистку 1 м' составляет 17 кВт ч.
Глава 4. Очистка сточных вод в химической промышленности Реагент но переработку Рис. 4.1. Схема установки обезвреживания фторсодержащих сточных вод: 1 — неятрализатор; 2 — отстойник; 3 — колонна с анионитом 150 т.е. на завершающих стадиях очистки, после обработки сточных вод известью и мелом и электрохимического очищения. Наибольшей емкостью по фтору обладает анионит АВ-16г (до 56 мг-экв/л). Однако его регенерация протекает успешно в случае применения анионита марки ЭДЭ-10П.
В качестве регенерирующих растворов используют водные растворы ИаОН, Иа,СО„ХН,ОН, Лучшей регенерирующей способностью обладает 2 — 3%-й раствор ХаОН. После регенерации анионита раствор, содержащий 2 — 3 % ИаГ, может быть использован для получения солей фтора. Положительные результаты дало применение для регенерации анионита 10%-го раствора Ха,СО,. Схема установки обезвреживания фторсодержащих сточных вод нейтрализацией с последующим ионным обменом приведена на рис. 4.1. Представленная схема обеспечивает высокоэффективную очистку сточных вод от соединений фтора.
Доочистка другими методами, Установлена возможность доочистки сточных вод от ионов фтора с помощью зернистого активного оксида алюминия. Последний является в данном случае анионитом, из- бирательно обменивающим ионы 804'- и ОН-, которыми он заряжен при регенерации, на ионы Р- Рабочая емкость сорбента по фтору принимается равной 900 — 1000 г фтора на 1 м' набухшего сорбента. Регенерацию сорбента рекомендуется проводить 1 — 1,5%-м раствором А1,(Б04),. Данный метод позволяет снйжать содержание ионов фтора в воде до требуемых норм, Выделить фтор из воды можно, соосаждая его с гидроксидами алюминия или магния, образующимися при обработке воды солями алюминия или магния.
При обесфторивании воды (рН = 5 - 5,5) расход А1,(ЯО4), на снижение содержания фтора с 5 до 1 мг/л составляет 40 — 50 мг на 1 мг удаленного фтора, Доочистку фторсодержащих сточных вод можно производить, вводя в воду фосфат натрия и известь, в результате чего образуются малорастворимые в воде вещества типа апатита; ЗНРО,' + 5Са" + ЗОН + Е -~ Са,Е(РО,),4 + ЗН,О При содержании фтора в исходной воде 8 — 62 мг/л (после извссткования) концентрация его в очищенной воде составляла 0,4 — 27,5 мг/л. Часть У1. Технологические решения очистки сточных вод Для доочистки фторсодержащих сточных вод возможно применение суперфосфата, обеспечивающего снижение содержания фтора в воде с 8 — 17 до 0,5 — 1,5 мг/л. Фосфор и термическая фосфорная кислота.
Сырьем для получения фосфора являются фосфориты. Суммарная реакция восстановления трикальцийфосфата углеродом и возгонки фосфора выражается уравнением: ~ Са,(РО,), + 5С = Р, + 5СО + + ЗСаΠ— О (Дж) ' В процессе возгонки протекают побочныс реакции, в результате ко-' торых образуются: СО„Н„' Н,Я, РН„Б1Е4 и др. Выходящий йз печи газ с содержанием 4 — 10 % (объемн.) Р, 65 — 85 % СО, 0,5 — 1 % ЯЕ4 идругйх продуктов очищается от пыли (шихты) в электрофильтрах. Так как частицы пыли содержат адсорбированный фосфор, ее удаляют из бункеров электрофильтров водой, в результате чего образуется сточная вода — «котрельное молоко».
Из электрофильтров газ поступает в конденсаторы фосфора, где промывается водой и охлаждается при этом до б0 С. Сконденсировавшийся жидкий фосфор собирается под водой в сборниках. Распределение содержания взвешенных примесей (шлама) между жидким фосфором и водой в конденсаторе зависит от рН среды. Содержание взвешенных веществ в воде в кислой среде значительно меньше, чем в нейтральной. Накопления ионов Са'+, М8'+, %О,'-, БО,'-, С1- в воде практически не происходит.
В ваннах конденсаторов поддерживается постоянный уровень воды. По мере накопления фосфора загрязненная вода сливается в сборник сточных вод, а при сливе фосфора освобождающийся объем заполняется пропиточной водой. Время полной замены воды составляет для первых (по ходу газа) конденсаторов в среднем сутки. Фосфорсодсржащие сточные воды образуются также при промывке фосфора в хранилищах и отстойниках, промывке железнодорожных цистерн и т.п.
Производство термической фосфорной кислоты включает следующие процессы: 1) сжигание жидкого фосфора; 2) охлаждение газов; 3) гидратацию и абсорбцию оксидов фосфора; 4) конденсацию фосфорной кислоты и улавливание туманообразной фосфорной кислоты. Сточные воды, загрязненные элементарным фосфором, образуются в результате контакта воды с фосфором при его хранении, а также при промывке резервуаров, цистерн и коммуникаций.
При промывке оборудования и коммуникаций образуются также. сточные воды, загрязненные фосфорной кислотой. В некоторых схемах предусматривается доочистка газа перед сбросом в атмосферу абсорбцией водой. Однако образующиеся сточные воды, как правило, могут быть использованы в системс гидратации и абсорбции оксидов фосфора.
Для производства 1 т фосфора требуется около 500 м' воды, из них 475 — 480 м' — для охлаждения продуктов. На технологические нужды расходуется 20 — 25 м'/т воды, одна- 151 Глава 4. Очистка сточных вод е химической промышленности Таблица 4.7 Содержание основных примесей сточных вод производства фосфора прн различных рН среды конденсации Солсржанис примсссй, гlл рн взвсшснвы с всшсства 0.15 — 1,3 810з~ 2,6 — 3,4 14 РвОа 1,7 — 2,3 6,2 — 9,2 0,1 — 0,7 2,8 — 6,3 2,4 — 3,3 1,7 — 2,8 0,05 — 0,15 0,1-0,2 5,6 — 6,9 8,4 — 1 1,8 0,4 — 0,6 6,8 — 7,8 21,4 — 30,6 0,2 — 0,3 ко основное ее количество находится в циркуляционной системе.
Количество загрязненных сточных вод, содержащих элементарный фосфор, составляет 5 — 8 м' на 1 т фосфора. Количество воды, расходуемой на производство 1 т фосфорной кислоты, зависит от принятой технологической схемы производства и составляет от 120 до 200 м'. При использовании оборотной системы водоснабжения на 1 т продукта образуется 4 — 6 м' продувочной воды и 0,3 — 0,4 м' сточной воды, загрязнснной фосфором и фосфорной кислотой. Содержание основных примесей в сточных водах. фосфорного производства на разных заводах, конденсация фосфора на-которых происходит при различной величине рН, приведено в табл. 4.7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
