СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ЛЕТУЧИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
METHOD FOR PURIFYING WASTEWATER FROM VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS

Изобретение относится к очистке сточных вод, загрязненных механическими примесями и минеральными солями, от летучих органических соединений и может быть использовано в различных отраслях промышленности.
При очистке сточных вод широко используются способы, связанные с выделением летучих органических загрязнителей и последующей их утилизацией путем окисления. Так, известен способ каталитического окисления метанола [RU №2332251, опубл. 27.08.2008 г., МПК B01D 53/86], включающий испарение сточной воды, содержащей метанол, и пропускание смеси паров метанола и воды через каталитический реактор при 400-500°С.
Однако известный способ неприменим для очистки сточной воды, загрязненной минеральными солями и механическими примесями. Кроме того, способ предусматривает очистку только водных растворов метанола.
Наиболее близок к предлагаемому изобретению способ очистки сточных вод от органических соединений [RU №2081838, опубл. 20.06.1997 г., МПК C02F 1/04, C02F 1/28, C02F 1/72], который включает нагрев и испарение сточной воды, смешение с кислородом или воздухом, нагрев до 250-400°С, газофазное каталитическое окисление органических соединений и конденсацию очищенной воды из продуктов окисления, сжатых до 0,1-2,0 ати, за счет охлаждения сточной водой не менее чем до 120°С. При этом пар и продукты окисления поочередно пропускают через слои инертного материала и катализатора в прямом и обратном направлениях.
Недостатками данного способа является его неприменимость для очистки сточной воды, содержащей механические примеси и минеральные соли, из-за их отложения на греющих поверхностях при полном испарении сточной воды, для которого также необходимо оборудование с большой площадью теплообмена и высокой металлоемкостью. Кроме того, сжатие продуктов окисления требует больших энергозатрат.
Задачей изобретения является очистка сточных вод, содержащих механические примеси и минеральные соли, снижение энергозатрат и уменьшение металлоемкости оборудования.
Технический результат, достигаемый при применении предлагаемого изобретения: очистка сточных вод, содержащих механические примеси и растворенные минеральные соли, за счет отдувки летучих органических соединений и их последующего окисления, снижение энергозатрат за счет исключения компримирования продуктов окисления, уменьшение металлоемкости оборудования за счет неполного испарения сточной воды.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем нагрев и испарение сточной воды, каталитическое газофазное окисление воздухом органических соединений, особенностью является то, что сточную воду нагревают балансовым потоком продуктов окисления, отдувают органические соединения циркулирующим потоком продуктов окисления с получением парогазовой смеси, которую затем окисляют воздухом, а продукты окисления разделяют на циркулирующий и балансовый потоки.
При недостатке тепла циркулирующего газа окисления для отдувки органических соединений на окисление дополнительно подают топливо. Балансовый поток продуктов окисления может быть подвергнут сепарации с получением водного конденсата, направляемого на смешение с очищенной водой, что увеличивает выход очищенной воды. Сточная вода может быть предварительно нагрета очищенной водой, а балансовый поток продуктов окисления может быть дополнительно охлажден воздухом, подаваемым на окисление, что снижает энергозатраты.
Отдувка органических соединений из сточной воды циркулирующим потоком продуктов окисления позволяет очищать сточную воду, содержащую механические примеси и минеральные соли. Кроме того, исключение сжатия продуктов окисления и полного испарения сточной воды снижает энергозатраты, а также металлоемкость оборудования.
При осуществлении способа сточную воду 1 нагревают в теплообменнике 2 балансовым потоком продуктов окисления 3 и в аппарате 4, например насадочном десорбере, циркулирующим потоком продуктов окисления 5 отдувают летучие органические соединения с получением парогазовой смеси 6, которую окисляют воздухом 7 в каталитическом реакторе 8 с получением продуктов окисления, разделяемых на циркулирующий 5 и балансовый 3 потоки. Очищенную воду 9 выводят из аппарата 4. При необходимости на окисление дополнительно подают топливо 10, балансовый поток продуктов окисления 3 сепарируют, например, в дефлегматоре 11 с получением отходящего газа 12 и водного конденсата 13, который или смешивают с очищенной водой 9 или выводят отдельно, сточную воду 1 нагревают очищенной водой 9 в теплообменнике 14, а балансовый поток продуктов окисления 3 охлаждают в теплообменнике 15 воздухом 7, подаваемым на окисление (показано пунктиром).
3
3
3
3
Осуществление способа иллюстрирует следующий пример. 2,3 т/час сточной воды, содержащей 0,2 мас.% диметилового эфира, 1 мас.% этилацетата, 30 г/л минеральных солей и 300 мг/л механических примесей, нагревают продуктами окисления до 80°С и отдувают 130 нм/час циркулирующего потока продуктов окисления с получением 2,22 т/час очищенной воды, содержащей менее 1 мг/л диметилового эфира и 3,5 мг/л этилацетата, а также 204 нм/час парогазовой смеси, которую смешивают с 845 нм/час воздуха, окисляют при 500°С на алюмомедьхромовом катализаторе и получают 1064 нм/час продуктов окисления, которые разделяют на циркулирующий и балансовый потоки.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет очистить сточную воду, загрязненную механическими примесями и минеральными солями, от легких органических соединений при снижении энергозатрат и металлоемкости оборудования и может быть использован в промышленности.