ELECTROLYSIS AS A PROMISING METHOD OF WASTEWATER TREATMENT IN COKE AND CHEMICAL INDUSTRY

ЭЛЕКТРОЛИЗ КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЙ МЕТОД ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД КОКСОХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Сенкевич И. В., Шульга К. И., Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Харьков, Украина

Коксохимическое производство характеризуется значительным количеством образующихся сточных вод. Их основными источниками являются влага углей, пирогенетическая вода процесса коксования, конденсат острого пара, подаваемого на инжекцию при бездымной загрузке шихты, в емкостную аппаратуру при дистилляции сырого бензола из поглотительного масла, ректификации химических продуктов коксования (сырого бензола и каменноугольной смолы), конденсат, образующийся при пропарках технологического и транспортного оборудования, а также в газопроводах.
Наибольший по интенсивности сток — надсмольная вода, включающая в себя влагу шихты, пирогенетическую воду и конденсат пароинжекции. Как показали выполненные нами исследования, загрязняющие ее примеси включают: фенолы — 1,5—2,0; аммиак — до 10; роданиды — 0,4—0,6; цианиды — 0,005—0,15 г/л. Вода имеет слабощелочную реакцию рН = 8—10. Эта вода перерабатывается в аммиачных колоннах и обесфеноливающих скрубберах. При этом ее объем увеличивается за счет конденсации острого пара, используемого для отгона загрязняющих примесей.
Пары аммиака направляются на переработку в сульфатное отделение. В обесфеноливающих скрубберах получают товарный продукт — феноляты натрия, который в современных условиях зачастую является неконкурентоспособным по сравнению с фенолсодержащими продуктами, выпускаемыми химической промышленностью, из-за низкого содержания основного вещества, колебаний состава смеси различных фенолов, большого количества примесей, высоких затрат на производство. Известен также экстракционный метод обесфеноливания надсмольной воды (бензолом, трикрезилфосфатом, алкилацетатами и др.), не получивший широкого распространения в промышленности в связи с большими затратами и необходимостью последующей очистки воды от вторичного загрязнения экстрагентом.
Общее удельное количество образующихся сточных вод составляет 0,3—0,4 м³/т сухого валового кокса. После предварительной очистки от аммиака и фенолов эти воды, по результатам наших исследований, содержат: фенолы — 0,2—0,4, аммиак — 0,1—0,5; сероводород — 0,07—0,15; роданиды — 0,3—0,6; цианиды — 0,01—0,04; смолы и масла — 0,3—1,0 г/л. Полное биохимическое потребление кислорода составляет 1,2—2,0 г/л, химическое потребление кислорода — 2,0—4,0 г/л. Реакция сточных вод — нейтральная или слабощелочная, рН = 7—9.
Основной метод переработки таких вод — биохимический — основан на том, что некоторые микроорганизмы питаются органическими веществами, при этом разлагая их. Основным недостатком данного метода является невысокая степень очистки, не позволяющая передавать очищенную воду в городскую канализацию. Поэтому такая вода, как правило, утилизируется при мокром тушении кокса, что приводит к безвозвратной потере тепла раскаленного кокса, ухудшению его качества и загрязнению окружающей среды содержащимися в воде вредными веществами. Проблема утилизации избыточной воды является одним из факторов, сдерживающих широкое распространение прогрессивной технологии сухого тушения кокса, — в нашей стране нет ни одного коксохимического предприятия, использующего только сухое тушение.
В связи с недостатками вышеперечисленных методов нами предложена очистка сточных вод коксохимического производства электролизом. Этот метод основан на способности органических веществ разлагаться под действием электрического тока. Образующиеся при этом вещества (СО₂, Н₂, О₂) оказывают гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, чем содержащиеся в исходной сточной воде. Недостатком этого метода является повышенный расход электроэнергии, но наряду с этим он имеет ряд преимуществ, главное из которых — высокая степень очистки, позволяющая передавать очищенную воду на коммунальные сооружения. Очистку сточных вод электролизом целесообразно использовать на предприятиях одновременно с сухим тушением кокса. Использование тепла раскаленного кокса позволяет получать электроэнергию, которая в несколько раз дешевле вырабатываемой электростанциями Украины. Часть этой энергии может быть использована на установках электролиза, что существенно снизит затраты на очистку воды.
Также представляет интерес использование электролиза для локальной очистки сточных вод с высокой концентрацией неорганических загрязняющих примесей, например, в цехах сероочистки. В настоящее время эти сточные воды, содержащие роданид, тиосульфат и сульфат натрия, обезвреживаются путем подачи в шихту для коксования либо в отстойники башен мокрого тушения, что приводит к ухудшению качества кокса по показателям сернистости, зольности, механической прочности и реакционной способности. В отличие от электродугового способа очистки, электролиз позволяет получать в качестве конечных продуктов соединения, находящие применение в химической промышленности и строительной индустрии, например, сульфат натрия.
В НТУ «ХПИ» разработана лабораторная установка для электролиза сточных вод, и в настоящее время на кафедре технологии топлива и углеродных материалов начаты исследования этого перспективного метода очистки сточных вод коксохимического производства, позволяющего решить ряд важных проблем, связанных с энергосбережением и защитой окружающей среды.

Senkevich I. V., Shulga K. I., National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», Kharkiv, Ukraine

The proposed treatment method for process effluents of coking plants is based on the use of electrolysis process. The main advantage of this method is high level of treatment provided to the effluent, which enables their direct discharge into the municipal sewer systems. The electrolysis-based effluent treatment is recommended to run in parallel with dry coke quenching process.

Главная страница

Сведения об авторах

Сенкевич Ирина Валерьевна, канд. техн. наук, доц., Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», ул. Фрунзе, 21, Харьков, 61002, Украина. Тел. (057) 707-61-92
Шульга Кира Игоревна, студент, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», ул. Фрунзе, 21, Харьков, 61002, Украина. Тел. моб. (066) 608-07-29. E-mail

Последние изменения внесены 10.07.07