Маряхин М.А. и др.

МЕТОД КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ТОКСИЧНЫХ СТОЧНЫХ ВОД С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОЦЕССА СУШКИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ НИЖЕ КИПЕНИЯ

Маряхин М. А., Сластенников Ю. Т., Мясников Ю. Г., Карлин Ю. В.,
ГУП МосНПО «Радон», Москва, Россия

Одним из традиционных способов переработки токсичных сточных вод (в том числе жидких радиоактивных отходов среднего и низкого уровня активности) является выпарка. Однако процесс выпаривания происходит при высокой температуре и, как следствие, требует использования крупногабаритного и дорогого оборудования и значительных энергетических затрат.
Процесс сушки токсичных водных растворов пока не нашел практического применения в области водоочистки за исключением естественного испарения из открытых водоемов. В то же время сушка имеет ряд преимуществ перед существующими промышленными технологиями концентрирования и может явиться целесообразным дополнением к ним. К таким преимуществам можно отнести: возможность сушки растворов с большим содержанием взвесей, поверхностно-активных веществ и с образованием осадков при концентрировании, возможность концентрирования до сухого остатка, высокие коэффициенты очистки из-за отсутствия капельного уноса, экономию энергии в случае использования влагоемкости атмосферного воздуха. Кроме этого, низкая температура процесса позволяет применять полимерные материалы, а рабочее давление, близкое к атмосферному, — снизить металлоемкость конструкции, а, следовательно, капитальные затраты.
Изучены две схемы организации процесса сушки:
1) сушка проточным атмосферным воздухом с предварительным подогревом и без с фильтрацией на выходе (рис. 1);

Рис. 1. Схема испарения с использованием атмосферного воздуха

2) сушка в замкнутом воздушном контуре с использованием теплового насоса (рис. 2).

Рис. 2. Схема испарения с замкнутым воздушным контуром и тепловым насосом

Эксперименты показали, что при сушке проточным атмосферным воздухом при температуре воздуха 20°С и влажности 50% для обеспечения производительности установки по испаренной воде 1 кг/ч требуется около 310 м3/ч воздуха, вентилятор мощностью 0,048 кВт и испарительный блок объемом 4,3 л.
При использовании замкнутого воздушного контура (см. рис. 2) входящий воздух подогревается, а выходящий охлаждается с помощью теплового насоса (кондиционера с разделенными блоками). Такая организация процесса позволяет расходовать в 2—4 раза меньше энергии, чем требуется на испарение. Дополнительным преимуществом такой схемы является отсутствие выбросов в атмосферу.
В данном случае для обеспечения производительности установки по испаренной воде 1 кг/ч требуется тепловой насос (кондиционер) мощностью около 0,25 кВт, расход воздуха — около ПО м3/ч и испарительный блок объемом 1,4 л. Рабочая температура воздуха при этом изменяется в интервале 10—60°С.
Так как затраты электроэнергии по сравнению с выпаркой ниже, процесс протекает при невысоких температурах и газовые выбросы отсутствуют, установка небольшой производительности будет целесообразна для мобильных установок очистки токсичных сточных вод, включая жидкие радиоактивные отходы. Применение сушки рассола после электроосмотического концентратора или обратного осмоса позволит сократить объем вторичных отходов в 2—6 раз.
Испарительный блок представляет собой фильтр-прессную сборку профилированных пористых пластин, изготовленных из гидрофильного полимерного материала с высокоразвитой поверхностью испарения. Изучение состава воздуха на выходе из испарительного блока показало практически полное отсутствие капельного и аэрозольного уноса.

METHOD OF TOXIC EFFLUENT CONCENTRATION BY DRYING AT TEMPERATURES BELOW THE BOILING-POINT

Mariahin M. A., Slastennikov Yu. T., Miasnikov Yu. G., Karlin Yu. V.,
SUE MosSPA «Radon», Moscow, Russia

The paper discusses two potential options for toxic effluent drying: 1) the option using the directional air flow; and 2) the option using air circulation and «warm pump». The paper demonstrates that the toxic sewage drying process can be easily operated at mobile installations. The evaporation unit features a filter-press made of hydrophilic porous polymeric profile plates.

Главная страница

Сведения об авторах

Маряхин Михаил Андреевич, н. с., отдел 9, Центр разработки технологий, ГУП МосНПО «Радон», 7-й Ростовский пер., д. 2/14, Москва, 119121, Россия

Сластенников Юрий Тувиевич, зав. лабораторией 10 отдела 9, Центр разработки технологий ГУП МосНПО «Радон», 7-й Ростовский пер., д. 2/14, Москва, 119121, Россия

Мясников Юрий Геннадьевич, к. т. н., в. н. с., отдел 9, Центр разработки технологий ГУП МосНПО «Радон», 7-й Ростовский пер., д. 2/14, Москва, 119121, Россия

Карлин Юрий Викторович, д. х. н., зам. директора, Центр разработки технологий ГУП МосНПО «Радон», 7-й Ростовский пер., д. 2/14, Москва, 119121, Россия

Последние изменения внесены 24.04.07