Деструкція хімічних сполук стічних вод процесу коксування вугілля - Автореферат

Однак і метод біохімічного очищення має ряд недоліків, у тому числі необхідність попередньої підготовки стоків, які надходять на очищення, доочищення цих стоків, а також неповне видалення деяких органічних сполук, які не піддаються біоруйнуванню. Враховуючи особливості складу стоків КХВ, перспективним може бути застосування жорстких фізико-хімічних методів їх очищення. визначити характеристики формування мікророзряду у взаємозвязку з рівнем концентрації речовин, що забруднюють стоки; Визначені питомі показники енерговитрат, що забезпечують високоефективний процес мікродугового очищення і визначають звязок продуктивності установки з особливостями її конструкції: питома потужність живлення реактору 2,6 - 2,9 Вт/см3, витрата води 0,1 - 0,14 дм3/чсм3, робоча питома електрична напруга 35 - 50 В/см, швидкість потоку води до 2 см/с, електроопір мікродугового шару коксу менш 0,06 Омм, фракція коксу 5 - 7 мм. На захист виноситься: теоретичне обґрунтування умов, що забезпечують можливість мікродугової обробки стоків КХВ в умовах обємного мікророзряду;На підставі аналізу сучасного стану проблеми знешкодження стоків КХВ показано, що розроблені способи і промислові технології не дозволяють одержати стік, відповідаючий нормам очищення. Мікродугова обробка стоків КХВ з використанням перемінної напруги промислової частоти супроводжується її очищенням від органічних сполук і роданідів. Імпульсне введення електричної потужності дозволяє інтенсифікувати процеси окислення і підвищити глибину очищення води, а також істотно зменшити питому витрату електроенергії з 15 - 17 до 1,6 - 2,9 Вт/см3 у порівнянні з результатами обробки води на перемінній напрузі промислової частоти. Запропоновані методи моделювання і розрахунку умов формування мікродугового розряду дозволили установити основні параметри процесу очищення води, у тому числі режим електроживлення реактора і його геометрію, залежність від температури в реакційній зоні, електропровідності рідинного середовища і струмопровідного ланцюга часток вуглецевої засипки. Ступінь вилучення фенолів і роданідів зі стоків КХВ в імпульсному режимі обробки води залежить від їх вихідної концентрації, величини імпульсної напруги і частоти проходження імпульсів.

На підставі аналізу сучасного стану проблеми знешкодження стоків КХВ показано, що розроблені способи і промислові технології не дозволяють одержати стік, відповідаючий нормам очищення. Аргументовано доцільність використання електроочисних технологій. Найбільш перспективною уявляється обробка стічних вод електричним розрядом. Теоретично обґрунтоване протікання комплексу термічних і електрохімічних процесів у мікророзряді з утворенням високоактивних молекулярних уламків. Наступні реакції окислювально-відновного характеру забезпечують перетворення речовин, що забруднюють фенольні води, до нетоксичних продуктів.

Мікродугова обробка стоків КХВ з використанням перемінної напруги промислової частоти супроводжується її очищенням від органічних сполук і роданідів. Однак, відзначені при цьому непродуктивні витрати енергії на формування розряду, не дозволяють забезпечити необхідний ступінь очищення і приводять до великих витрат електроенергії, що досягають 200 КВТ?год/м3.

Теоретично обґрунтовані і за результатами електричного моделювання підтверджені переваги формування мікродугового розряду на імпульсній напрузі. Імпульсне введення електричної потужності дозволяє інтенсифікувати процеси окислення і підвищити глибину очищення води, а також істотно зменшити питому витрату електроенергії з 15 - 17 до 1,6 - 2,9 Вт/см3 у порівнянні з результатами обробки води на перемінній напрузі промислової частоти.

Запропоновані методи моделювання і розрахунку умов формування мікродугового розряду дозволили установити основні параметри процесу очищення води, у тому числі режим електроживлення реактора і його геометрію, залежність від температури в реакційній зоні, електропровідності рідинного середовища і струмопровідного ланцюга часток вуглецевої засипки.

Ступінь вилучення фенолів і роданідів зі стоків КХВ в імпульсному режимі обробки води залежить від їх вихідної концентрації, величини імпульсної напруги і частоти проходження імпульсів. Найбільш ефективне руйнування фенолів відбувається при вихідній концентрації в межах 20 - 1000 мг/дм3, а роданідів - 200 - 900 мг/дм3. Збільшення напруги з 800 до 1000 В, або частоти з 12 до 24 Гц дозволяє більш ніж у два рази поглибити очищення стоку.

Імпульсна мікродугова обробка забезпечує практично повне очищення води як з високою вихідною концентрацією фенолів (до 1000 мг/дм3), так і з незначним його вмістом (менш 20 мг/дм3). При цьому досягається вилучення усіх органічних сполук, що містить стік КХВ, у тому числі тих, котрі не піддаються біоруйнуванню. Процес протікає найбільш ефективно при питомій витраті потужності порядку 2 Вт/см3. Глибоке очищення від роданідів, у порівнянні з вилучанням фенолів, при всіх інших рівних умовах, досягається при більш високої потужності, що складає 2,6 - 2,9 Вт/см3.

Обґрунтовано застосування камяновугільного коксу як рухливих струмопровідних електродів і встановлена залежність ефективності очищення й енерговитрат від властивостей використаного коксу. Рекомендується застосовувати кокс, що має наступні параметри якості (по методу УХІНУ): реакційна здатність - 15 - 17 %, термомеханічна міцність - 80 - 83 %, швидкість стирання - 3,5 - 4,0 мг/г?хв, питомий електроопір 0,04 - 0,08 Ом?м.

За результатами роботи запропонована конструкція дослідно-промислової установки мікродугового очищення стоків. Випробування робочого модулю розробленої дослідно-промислової установки дозволили виявити основні техніко-економічні параметри процесу і підтвердили можливість очищення води від органічних забруднень і роданідів при витраті енергії близько 15 КВТ?год/м3. Розроблені вихідні дані для проектування реактору продуктивністю до 20 м3/год.

Розроблений процес знешкодження промислових стоків коксохімічного виробництва одержав позитивну оцінку за результатами розрахунку техніко-економічної ефективності.

1. Слободской С.А., Трегубов Д.Г. Микродуговая очистка сточных вод // Кокс и химия. 1997. № 6. С. 30 - 32.

2. Трегубов Д.Г., Слободской С.А. Исследование электрических характеристик микродугового разряда в процессе очистки сточных вод // Кокс и химия. 1997. № 9. С. 32 - 34.

3. Трегубов Д.Г. Влияние качества кокса на процесс микродуговой очистки сточных вод // Углехимический журнал. 1999. № 1 - 2. С. 51 - 54.

4. Трегубов Д.Г. Состояние и перспективы развития технологий очистки сточных вод коксохимической промышленности (обзор) // Углехимический журнал. 1999. № 3 - 4. С. 55 - 61.

5. Трегубов Д.Г. Интесификация процесса микродуговой очистки сточных вод при импульсном вводе мощности // Вестник ХГПУ. Серия НРСТ. 2000. № 82. С. 2-4.

6. Трегубов Д.Г. Деструкция химических соединений сточных вод коксохимического производства в микродуговых разрядах // Сборник трудов VIII Междунар. научно-тех. конф. 12 - 16 июня 2000 г., г. Щелкино, АР Крым ""Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов."" Харьков: ЧП ""Сергеев"", 2000. С. 735-737.