Содержание к диссертации
Введение
1. Природные, сточные сероводородные воды. современные методы очистки 12
1.1 Природные сероводородные воды 13
1.2 Сточные сероводородные воды 15
1.3 Аналитический обзор методов удаления из воды сероводорода 21
1.4 Цели исследований и постановка задачи 31
Выводы по первой главе 32
2. Методы проведения экспериментов, используемые приборы и оборудование 34
2.1 Направление исследований 34
2.2 Объект исследований 35
2.3 Схемы экспериментальных установок 37
2.4 Методики проведения экспериментов 45
2.5 Принятые критерии эффективности десульфидизации воды 50
2.6 Методика статистической обработки экспериментальных данных .
Составление уравнения множественной регрессии по методу Брандона 51
Выводы по второй главе 55
3. Экспериментальные исследования железо каталитического окисления сульфидов кислородом воздуха 56
3.1 Результаты исследований метода железо-каталитического окисления сульфидов кислородом воздуха в непроточных условиях 56
3.2 Результаты лабораторных исследований на проточной установке 63
3.3 Пилотные испытания опытно-производственной установки 65
Выводы по третьей главе 69
4. Статистическая обработка и обсуждение результатов экспериментальных исследований
4.1 Теоретические основы железо-каталитического окисления сульфидов с регенерацией циркулирующего в схеме очистки гидроксида железа кислородом воздуха 72
4.1.1 Химико-термодинамическая оценка окислительно восстановительных взаимодействий процесса 72
4.1.2 Влияние/ //среды на скорость образования сульфида железа 77
4.1.3 Влияние рН среды на полноту регенерации железо-сульфидных растворов 78
4.2 Статистическая обработка результатов экспериментов и построение математической модели десульфидизации методом железо каталитического окисления в непроточных условиях 80
4.3 Основные закономерности удаления сульфидов из воды методом железо-каталитического окисления 81
4.3.1 Влияние стехиометрической дозы сернокислого железа на степень связывания сульфидов 81
4.3.2 Влияние дозы гидроксида железа на степень связывания сульфидов в стационарных условиях 82
4.3.3 Влияние рН среды на продолжительность каталитического окисления сульфидов в непроточном режиме 87
4.3.4 Влияние удельного расхода воздуха на продолжительность каталитического окисления сульфидов в непроточном режиме 92
4.3.5 Влияние температуры на продолжительность каталитического окисления сульфидов в непроточном режиме 93
4.3.6 Качественный состав очищенной от сульфидов воды методом железо-каталитического окисления 93
4.3.7 Оценка степени очистки воды от сульфидов по показателям рН и Eh в регенераторе в проточных установках 95
4.4 Оптимизация технологического процесса очистки сероводородсодержащих вод методом железо-каталитического окисления сульфидов кислородом воздуха 103
4.4.1 Технологическая схема с одним реактором 103
4.4.2 Технологическая схема с регенерацией Fe(OH)i в основном потоке очищаемой воды 104
4.4.3 Технологическая схема с выносным регенератором Fe(OH)3 105
4.6 Реализация железо-каталитического метода в условиях повышенной гидратно-карбонатной щелочности 106
Выводы по четвертой главе 111
5. Разработка эффективных технологических схем очистки сщс нефтеоргсинтеза и оценка их экономической эффективности 113
5.1 Очистка СЩС методом железо-каталитического окисления сульфидов с участием кислорода воздуха 113
5.2 Технологическая схема очистки сернисто-щелочных сточных вод ООО «Томскнефтехим» 124
5.3 Оценка экономической эффективности метода железо каталитического окисления сульфидов на примере
ООО «Томскнефтехим» 129
5.3.1 Расчет экономической эффективности реализации проекта 131
5.3.2 Ожидаемые технико-экономические показатели при внедрении метода железо-каталитического окисления сульфидов в строительство очистных сооружений предприятия ООО «Томскнефтехим» 137
Выводы по пятой главе 137
Основные выводы по работе 139
Список использованных источников
- Аналитический обзор методов удаления из воды сероводорода
- Методика статистической обработки экспериментальных данных
- Результаты лабораторных исследований на проточной установке
- Статистическая обработка результатов экспериментов и построение математической модели десульфидизации методом железо каталитического окисления в непроточных условиях
Аналитический обзор методов удаления из воды сероводорода
Подземные сульфидные воды. Из выделенных, по существующей гидрогеологической классификации, пяти провинций минеральных вод на территории Российской Федерации, сероводородные (сульфидные) воды входят в состав четвертой провинции [3, 4].
Сероводород в подземных водах имеет биогенное происхождение [5]. Воды IV провинции принято делить на 2 группы: - воды, генетически связанные с четвертичными торфяными отложениями, залегающими на сравнительно небольшой глубине в районах гипсоносных отложений (содержание EH2S от 20 до 80 мг/дм ) [6]; - воды, генетически связанные с битуминозными и нефтеносными дочетвертичными породами со значительным содержанием сероводорода (до 300-400 мг/дм3 и более) [7, 8].
На основании данных, приведенных в обзоре Плотниковой Г.Н. [7], следует, что сульфидные воды относятся в основном к хлоридно-натриевому типу. По анионному составу они могут быть разделены на три основные группы: хлоридные, сульфатные и гидрокарбонатносульфатные воды.
Сероводородные воды первой группы IV провинции распространены преимущественно в Северо-Западных и Северных областях Европейской части России [9]. Вторая группа сульфидных вод распространена в Поволжье, Западном Приуралье, во многих артезианских бассейнах Кавказа и других районах страны.
Сульфидные подземные воды, при условии их предварительной очистки, могут быть широко использованы в народном хозяйстве: - для хозяйственно-питьевого водоснабжения (предельно допустимая концентрация (ПДК) в питьевой воде 0,003 мг/дм [10]); - для промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения.
Кроме того, сульфидные воды успешно используются для бальнеологических целей в курортных комплексах (без предварительной очистки от2 [11].
В нашей стране широкое распространение получило, в основном, бальнеологическое использование сульфидных вод. Применение сероводородных вод для других целей народного хозяйства имеет место пока на отдельных объектах хозяйственно-питьевого водоснабжения [12].
Сероводородсодержащие парогидротермы. Сероводород широко распространен в парогидротермах первой провинции подземных минеральных вод (юго-восток Камчатки и Курильские острова) [13, 14]. Формирование подземных вод I провинции происходит под воздействием современного вулканизма [15, 16], они сильно перегреты и при выходе на поверхность образуют парогазовые и пароводяные струи, иногда с гейзерным режимом фонтанирования. Сероводород здесь имеет абиогенное происхождение [17, 18]. Парогидротермы в настоящее время привлекают особое внимание в качестве нетрадиционных источников энергии для геотермальных электростанций.
Одной из серьезных проблем на пути развития геотермальной энергетики является удаление и обезвреживание сероводорода, который входит в состав теплоносителя в сравнительно высоких концентрациях (8-10 масс.%) [13, 19].
С другой стороны, сероводород парогидротерм можно рассматривать в качестве наиболее перспективного (среди других источников ZfyS) нетрадиционного топлива и серосодержащего сырья [16, 20], т.к. при высоких концентрациях ZH2S и высоких температурах значительно облегчается извлечение и утилизация сероводорода [21].
Хозяйственно-бытовые сточные воды. Обширные литературные данные [22, 23, 24, 25 и др.] свидетельствуют о наличии сероводорода как в хозяйственно-бытовых, так и в промышленных сточных водах.
Коммунальные сточные воды, как известно, содержат значительное количество биологически разлагаемых органических веществ. При этом в процессе окисления органики расходуется растворенный кислород и в сточной воде создаются анаэробные условия, благоприятные для биогенерации сероводорода [26, 27, 28].
Источниками появления сероводорода, как правило, являются сточные воды боен, шерстомоек, кожевенного производства, производства газа, красильных производств, дрожжевого и сахарного производства, которые отводятся в общегородскую систему канализации. Таким образом, прогнозирование возможных концентраций сероводорода в городских хозяйственно-бытовых сточных водах представляется затруднительным, однако вероятность наличия сероводорода в указанных стоках следует признать довольно высокой.
Предельно допустимая концентрация сероводорода в сточных водах, поступающих на биологические очистные сооружения, жестко нормируется и составляет 1 мг/дм [29, 30]. Превышение ПДК по H2S приводит к нарушению процессов биологической деструкции органических веществ, «отравлению» активного ила и, как следствие, выходу из строя всей системы биологической очистки и ухудшению качества очищенной воды.
Производственные сточные воды. Как известно, основными компонентами производственных сточных вод являются, прежде всего, отходы и потери самого производства. Причины появления сероводорода не являются исключением из этого правила. Весьма вероятно также и биогенное образование сероводорода в производственных стоках, имеющих высокое содержание сульфатов и органических веществ. Таким образом, содержание сероводорода в производственных сточных водах целиком зависит от вида и характера производства, исходного сырья и других продуктов, участвующих в технологическом процессе.
В сточных водах предприятий цветной металлургии концентрация сероводорода может колебаться от 10 до 1500 мг/дм [31]. Сульфидные воды образуются на сбросе в составе «хвостов» обогащения окисленных и смешанных (сульфидно-окисленных) руд цветных металлов [32]. На заводах черной металлургии при грануляции доменного шлака образуются стоки с содержанием сероводорода до 30 мг/дм [33]. Сточные воды ряда производств синтетических жирных кислот содержат до 40 мг/дм сероводорода [34]. До 20 мг/дм сероводорода входит в состав сточных вод производства искусственного волокна [35].
Сравнительно большие объемы сероводородсодержащих дренажных и пластовых вод образуются при открытой карьерной разработке серных руд, а также при подземной выплавке серы [36, 37]. Указанные воды сильно минерализованы и содержат значительные концентрации сероводорода (около 50-200 мг/дм3) [38, 39].
В настоящее время расширяется сеть курортов, успешно использующих для лечения минеральные сероводородные воды. По содержанию сероводорода различают слабосульфидные минеральные воды (концентрация общего сероводорода 10-50 мг/дм , среднесульфидные воды (50-100 мг/дм ), крепкие (100-250 мг/дм ) и очень крепкие воды (свыше 250 мг/дм ) [40]. Как правило, послепроцедурные сульфидные воды сбрасывают без очистки.
Концентрированные сточные сульфидные воды. Наличие сероводорода в сточных водах, в большинстве случаев, характерно для нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий, заводов черной и цветной металлургии, химических и коксохимических производств, горнохимических комбинатов, газодобывающих станций и т.д. [35].
Зольные процессы кожевенного производства протекают в следующей последовательности: обезволашивание, золение, получение голья, мездрение голья [41, 42, 43]. При производстве кож для верха обуви на современных предприятиях процессы обезволашивания и золения совмещают, причем процесс обезволашивания на крупных заводах проводят без сохранения шерсти.
Целью процесса обезволашивания является ослабление связи волоса с дермой до такой степени, чтобы его можно было удалить механическим путем, или полностью растворить волос [44]. Достигается эта цель действием на шкуру извести и сульфида натрия, поставляющих в водный раствор ионы ОН и HS соответственно.
Методика статистической обработки экспериментальных данных
Расход подаваемого на установку СЩС в зависимости от условий эксперимента варьировали от 5 до 20 л/ч. Циркуляционный расход гидроокиси железа между смесителем и регенератором устанавливали насосами НС1 и НС2 и варьировали в пределах от 100% до 30% от объема подаваемой на очистку воды.
После установления стационарного режима, который характеризовался постоянством расходов, уровней воды в сооружениях и уровнем осадка в отстойнике, из пробоотборника перед отстойником и после узла фильтрования отбирали пробы для определения остаточной концентрации сульфидов.
Для улучшения отделения гидроокиси железа от очищенной воды перед отстойником дозировали флокулянт марки «Zetag 8185». Рабочая концентрация флокулянта составляла в пределах от 0,005 до 0,01%.
Контроль качества отводимого от лабораторной установки воздуха производили газоанализатором (18) по стандартной методике (рисунки 2.3 и 2.4), который представлял собой два последовательно соединенных герметичных сосуда, заполненные раствором ацетата кадмия.
Величины редокс-потенциала (Eh) и рН в смесителе и регенераторе определяли / /7-метром марки «ЭКСПЕРТ рН» с комбинированным электродом ТДС-3 (рН; = 7, ЕІ = -25 mV, 25...100 С) для определения значения рН, и с редоксметрическим платиновым электродом ЭРП-103 и хлорсеребряным электродом сравнения ЭСО-01 для определения величины Eh.
В производственных условиях полноту регенерации контролировали по значениям Eh системы. Измерения рН и Eh в регенераторе проводили иономером АНИОН-4100 (с пятью входными каналами) и датчиком температуры ДТ 1, комбинированным рН-электродом ЭСК-10601/7, платиновым редоксметрическим электродом ЭРП-103 и хлорсеребряным электродом сравнения ЭСО-01 (пределы измерения: рН: -2...14, дискретность 0,01, погрешность ±0,02; окислительно-восстановительный потенциал Eh: -2000...+2000 мВ, дискретность 1 мВ, погрешность ±2 мВ; температура: О..ЛООС, дискретность 0,1 С, погрешность ±0,3 С).
Достоверность получаемых результатов гарантировали использованием стандартных методик анализа по ГОСТ [ПО], применением метрологически аттестованных приборов и оборудования. Эксперименты проводили с трехкратной повторяемостью, достоверность получаемых результатов проверяли методами математической статистики [111-114]. Поскольку для приготовления модельной воды использовали 9-водный кристаллический сульфид натрия, который при хранении способен разлагаться с образованием сульфитов и тиосульфатов, то при определении концентрации сульфидов в очищенной воде использовалась методика раздельного определения Sr , SO3 и S2O3 при их совместном присутствии [115].
Методика отбора проб: воду на аналитическое определение сульфидов отбирали на всех этапах технологического процесса. Отобранную пробу помещали в лабораторную центрифугу, где в течение 2 минут при частоте вращения 3000 об/мин отделяли осадок. В отобранной надосадочной воде определяли концентрации сернистых соединений.
При приготовлении 10%-ного раствора FeS04 использовали сернокислое закисное 7-водное железо (II) по ГОСТ [116] класса х.ч. Навеску сернокислого железа готовили на аналитических весах серии ВЛ-С, класс точности I специальный по ГОСТ Р 53228-2008 [117]. где Ск - концентрация серной кислоты, г/дм ; q - расход кислоты, подаваемый в реактор-регенератор, мл/мин, Q - расход воды, подаваемой на установку, мл/мин. Удельные затраты воздуха на 1 кг удаляемых из воды сульфидов, кг/кг S ": Qe03d.-n0-k по= 100000-pe03d-CmiSucx.Q где Q603d. - расход подаваемого воздуха в реактор-регенератор, л/мин; концентрация серной кислоты, г/дм ; П02 - процентное содержание кислорода в воздухе, %; к - коэффициент использования кислорода; рвозд - плотность воздуха, кг/м .
Методика статистической обработки экспериментальных данных. Составление уравнения множественной регрессии по методу Брандона Статистические модели создают на основании имеющихся экспериментальных данных, снятых на действующем объекте. Задачу формулируют следующим образом: по данной выборке объема п (т. е. по заданному числу опытов) построить модель и оценить адекватность ее реальному объекту [118].
В общем случае технологический процесс представляется в виде многомерного объекта. На объект действуют вектор входных параметров X, составляющие которого {х1,х2,х3,...х1}, и вектор управления Z, составляющие которого {z{,z2,z3,...zk}. Выходные параметры составляют вектор выходных параметров Y. Общий вид статистической модели многомерного технологического объекта можно записать в виде системы алгебраических уравнений (2.2) или в векторной форме (2.3):
Для построения модели многомерного технологического объекта в настоящее время существуют несколько методов [113, 114]. Можно использовать метод множественной корреляции, метод группового учета аргументов [119], метод главных компонент [120], метод Брандона и др. Однозначно отдать предпочтение одному из методов нельзя, поскольку каждый из них связан с особенностями конкретного технологического объекта.
В работе для построения статистической модели метода железо-каталитического окисления сульфидов с регенерацией гидроксида железа кислородом воздуха использован метод Брандона [121].
Совокупность зависимостей по каждому выходному параметру представляет собой статистическою модель многомерного технологического процесса.
Полученное уравнение полиномиальной регрессии (2.5) представляет собой функцию, описывающую изменение необходимого времени каталитического окисления сульфидов в реакторе-регенераторе при стационарных условиях при заданном параметре Y.
Геометрическим представлением математической модели является параметрическое уравнение в прямоугольной системе координат.
Адекватность математических моделей проверяли путем вычисления с помощью модели расчетных значений функции Z в точках, для которых известны опытные значения Z\ и, затем, рассчитывали относительную среднеквадратичную ошибку о, %, по уравнению:
Вычисления проводили с использованием компьютерной программы «Mathcad 14». Результаты расчетов приведены в главе 4. Для построения графиков применяли пакеты компьютерных программ «Microsoft Excel», «Mathcad 14» [122, 123, 124]. Результаты расчетов приведены в главе 4 и приложении 2.
Результаты лабораторных исследований на проточной установке
Проведенный эксперимент подтверждает ранее высказанное предположение, что связывания сульфидов в щелочной среде (при рН 13исходного СЩС) не происходит ввиду недостатка ионов Fe + в растворе. При этом переизбыток гидроксида железа на степень связывания сульфидов в щелочной среде влияния не оказывает. Следовательно, связывание сульфид-ионов возможно реализовать только после нейтрализации сернисто-щелочного стока.
Результаты эксперимента свидетельствуют, что в смесителе происходит только механическое смешение растворов со связыванием незначительной части сульфидов.
Для установления продолжительности пребывания СЩС в смесителе был проведен эксперимент по определению времени протекания реакции связывания сульфидов гидроксидом железа в стационарных условиях. Для чего в мерном цилиндре исходную модельную воду {EH2S—111 мг/дм) объемом 250 мл смешивали с раствором гидроксида железа концентрацией 7,94 г/дм объемом 150 мл (3 стехиометрические дозы). Подкисление полученной смеси не проводили. Результаты и методика эксперимента представлены в таблице 4.6. № п/п Времяотборапробы,мин. Объемпробы дляанализа, мл Объем добавленного к пробе йода(0,1 н), мл Объемтиосульфатанатрия (0,1 н),пошедшего натитрование,мл Остаточная концентрация сероводорода,мг/дм
Эффект связывания сульфид-ионов в щелочной среде в зависимости от времени контакта представлен в виде графика на рисунке 4.5, из которого следует, что по истечении первых 15-20 мин контакта эффект связывания сульфидов в щелочной среде достигает максимально возможных значений (Э=67%) и при дальнейшем увеличении продолжительности контакта концентрация остаточного сероводорода в смеси практически не менялась.
Результаты эксперимента позволяют заключить, что минимально необходимое время контакта СЩС с гидроокисью железа, в течение которого происходит снижение концентрации сульфидов до предельных (минимально возможных) значений составляет от 10 до 20 мин. На практике время пребывания СЩС в смесителе следует уточнять технологическими испытаниями, но не менее 10 мин.
Влияние количества добавляемого гидроксида железа (Дж) на эффект связывания в непроточных условиях изучали в интервале доз гидроксида 1,75 -3,5 от стехиометрического. По результатам данной серии экспериментов составлены графики (рисунок 4.6), из которых следует, что количество добавляемого гидроксида не оказывает заметного влияния на скорость протекания реакций связывания и весь процесс завершается в течение 40- -45 мин аэрации. железо при этом меняет свое валентное состояние и попеременно находится в форме FeS (восстановленной) - этап связывания, и Fe(OH)3 (окисленной) - этап регенерации. Для протекания реакции (1.7)-(1.9) или, суммарной (4.10), необходимо присутствие в воде протона, т.е. требуется подкисление воды. В противном случае, как это было экспериментально установлено, реакции (1.7)-(1.9) не протекают и окраска раствора остается черной даже спустя 3-часовой аэрации воды.
Введенное в систему железо может сколь угодно долго находится в обороте, что было подтверждено экспериментальным первоначально введенным в систему железом, отработавшим 17 циклов железо-каталитического окисления сульфидов с повторной регенерацией Fe(OH)3.
Поскольку в каждом цикле неизбежны некоторые потери железа вместе со сливом очищенной отстоянной надосадочнои воды, то для чистоты эксперимента в дальнейшем исследования непроточного режима проводили в каждом случае со свежеприготовленным Fe(OH)3, количество которого определялось задачами исследований.
Поскольку для протекания реакций связывания необходимо наличие в воде протона, то для оценки влияния его количества (дозы кислоты) на динамику протекания реакций окисления сульфидов железо-каталитическим методом, расход H2S04 варьировали в пределах от 0,5 до 1,1 от стехиометрического при ранее определенной оптимальной дозе железа, равной 1,75 от стехиометрии, и постоянном расходе воздуха. Результаты исследований влияния дозы кислоты на продолжительность каталитического окисления сульфидов в непроточном режиме представлены в виде графиков на рисунке 4.8.
Как это следует из графиков расход кислоты существенно влияет как на динамику протекания железо-каталитического процесса, так и на его продолжительность. Повышение дозы кислоты сокращает длительность цикла, однако раствор при этом сильно закисляется со снижением рН в конце цикла до 4,4 (при дозе кислоты 1,1 от стехиометрии), и при аэрации происходит частичная отдувка переходящего в молекулярную форму сероводорода. Уменьшение количества H2S04 до 0,6 от стехиометрии незначительно сокращает продолжительность регенерации железа, но конечное рН цикла при этом увеличивается. Со снижением дозы кислоты менее чем 0,6 от стехиометрической продолжительность цикла резко возрастает и его динамика меняет свой характер. Реакции связывания сероводорода и регенерации железа протекают с выделением гидроксил ионов и рН к концу цикла уже выходит в слабощелочную область значений (/7//=8,1 при Дк=0,5 стех.).
Полученные результаты позволяют заключить, что для наиболее полного и краткого по времени протекания реакций связывания и последующего каталитического окисления сульфидов необходимо и достаточно 0,6 от стехиометрического количества дозы H2S04, последующее увеличение дозы кислоты на скорость ред-окс взаимодействий значимого влияния не оказывает.
Представленные на рисунке 4.7 графики показывают, что химические взаимодействия, описываемые реакциями (1.10)-( 1.11) сопровождаются снижением рН среды, т.е. выделяется ион ІҐ и окисление сульфида железа в этом случае будет происходить не в соответствии с реакциями (1.10)-(1.11), как это представлено в литературных источниках [70, 106], а согласно реакциям:
Статистическая обработка результатов экспериментов и построение математической модели десульфидизации методом железо каталитического окисления в непроточных условиях
Как отмечалось в первой главе, высококонцентрированные сероводородные воды, как правило, имеют антропогенное происхождение и являются сточными водами различных производств. Наиболее концентрированные по сероводороду сточные воды образуются при переработке сернистой и высокосернистой нефти. Например, на ООО «Томскнефтехим» технологические конденсаты ряда производств содержат до 2- 7 г/дм сероводорода.
Основными потоками производственных сточных вод ООО «Томскнефтехим» являются сернисто-щелочные стоки (СЩС), химзагрязненные стоки (К-7 и К-13), хозяйственно-бытовые (К-1) и ливневые стоки.
Из всех категорий сточных вод, образующихся в результате технологических операций основного производства ООО «Томскнефтехим», наиболее опасны сернисто-щелочные сточные воды производства мономеров. На производстве предусмотрено две системы химзагрязненных сточных вод: К-13 - система сильно загрязненных сточных вод, которые на выходе из производства проходят предварительную очистку на локальных очистных сооружениях (ЛОС). Кроме того, в систему К-13 поступают сернисто-щелочные стоки (СЩС) с колонны К-9а; К-7 - система менее загрязненных стоков, которые без предварительной очистки поступают в приемную емкость насосной станции НСК-3 для перекачивания в общезаводскую систему производственной канализации.
В настоящее время системы К-7 и К-13 объединены (с целью снижения концентрации веществ, склонных к отложению в коллекторе К-13) и направляются совместно через нефтеловушку на НСК-3. Химзагрязненные сточные воды системы К7+К-13 загрязнены в большей степени сульфидами и метанолом и имеют высокое солесодержание. При их относительно незначительном суточном количестве (максимальный часовой расход 120 м /час; средний часовой - 96 м /час.) они весьма негативно влияют на характеристики общезаводского потока сточных вод, определяя превышение ряда нормируемых показателей качества.
Расход сточных вод предприятия с учетом сезонных колебаний составляет 15000-35000 м /сут при расходе СЩС - до 216 м /сут (6-9 м /ч), тем не менее «вклад» СЩС обуславливает существенные превышения ПДК в общем стоке ООО «Томскнефтехим» по содержанию органических веществ (по ХПК), нефтепродуктов, сухого остатка, метанола, бензола, рН. Поступление СЩС в систему водоотведения вызывает образование осадков и обрастаний, затрудняющих эксплуатацию коммуникаций; наличие сульфидов исключает возможность отвода сточных вод производства мономеров на биологические очистные сооружения ЗАО «ГОС» г. Томска. Требования к качеству очищенной воды для её использования в качестве подпиточной для водооборотных систем ООО «Томскнефтехим» и приемки на ГОС приведены в таблице 5.3.
Обобщенные результаты исследований удаления сульфидов методом железо каталитического окисления кислородом воздуха с регенерацией циркуляционного раствора гидроксида железа (глава 4) были заложены ООО «Проектный научно исследовательский институт водоснабжения и водоотведения» (ООО «ПНИИВиВ», г. Ростов-на-Дону) в разработку проекта технологии очистки объединенного потока К7+К13 и сернисто-щелочных стоков (СЩС) от установки производства мономеров ЭП-300 при щелочной отмывки пирогаза в колонне К-9 от соединений серы и кислых газов (справка об использовании научно исследовательских работ по разработке технологии очистки высококонцентрированных сульфидных вод методом железо-каталитического окисления сульфидов представлена в приложении Г).
Первый блок сооружений обеспечивает предварительную подготовку сточных вод - извлечение основной массы взвешенных веществ, нефтепродуктов и включает в себя: отстойник, флотационную установку, пеногаситель выделившегося на флотаторе шлама, блок обработки осадка (трехфазный декантер).
Второй блок - блок удаления сульфидов включает в себя абсорбционную колонну углекислого газа, абсорбционную колонну бензола и установку окисления сульфидов (в основу которой положена технология очистки сероводородсодержащих сточных вод методом железо-каталитического окисления сульфидов с регенерацией железа в основном потоке, представленная на рисунке 5.2).
Сточные воды после механической очистки поступают в абсорбционную колонну, где происходит отдувка растворенного бензола и поглощение углекислого газа из воздуха, подаваемого с блока удаления сульфидов, газа из каустификатора, а также части дымовых газов из установки сжигания отходов, в результате чего рН сточной жидкости снижается до слабощелочных значений и вода подается на установку удаления сульфидов.
Отработанный газ, насыщенный парами бензола поступает в абсорбционную колонну бензола, где бензол поглощается соляровым маслом. Очищенный от ядовитого бензола газ выходит в атмосферу, а жидкий бензол с небольшой частью солярового масла направляется в «голову» сооружений для интенсификации процесса механической очистки.
Предлагаемая и разработанная в проекте общая технологическая схема очистки производственных сточных вод ООО «Томскнефтехим» с десульфидизацией железо-каталитическим методом представлена на рисунке 5.4.
Похожие диссертации на Очистка сернисто-щелочных сточных вод нефтеоргсинтеза от сероводорода
