УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ЭТАНОЛАМИНА

Полезная модель относится к установкам обработки и очистки воды путем воздействия на нее окислителями и может найти применение при очистке и обработке сточной воды АЭС от растворенных органических веществ, а именно этаноламина,
В качестве одного из средств ведения водно-химического режима во вторых контурах атомных электростанций нового поколения применяется этаноламин, который вводится в воду для ингибирования коррозионных процессов.
2
7
Этаноламин (2-аминоэтанол, моноэтаноламин, коламин) имеет химическую формулу CHОN и является типичным представителем класса аминоспиртов
Анализ возможных систем очистки показывает, что для удаления органических веществ в основном применяются деструктивные методы с использованием окислителей (озонирование, хлорирование и др.), термическое окисление в присутствии кислорода или электрохимические процессы.
Известна установка для очистки сточных вод от труднорастворимых органических соединений (Патент РФ 2196744 от 20.01.2003 C02F 9/04). Установка содержит последовательно соединенные блоки коагуляции-флотации и биофильтр. Установка снабжена песколовкой, озонофлотатором, контактным аппаратом с загрузкой из твердого адсорбента, установленным между блоком коагуляции-флотации и биофильтром; блоком для очистки залповых выбросов органических соединений, состоящим из емкостей с сульфатом алюминия и известковым молоком, с ферментным препаратом, адсорбентом-вермикулитом и перекисью водорода, снабженных соответствующими дозаторами; промежуточной емкости, насоса и фильтра с высокопористым материалом Сточная вода, содержащая трудноокисляемые органические соединения, поступает в двухсекционную горизонтальную песколовку с прямолинейным движением воды, в которой освобождается от крупнодисперсных механических примесей, затем через емкость-реактор, подается во флотатор. Озонофлотация позволяет снижать концентрацию нефтепродуктов до 90%, ПАВ - 40-60% и фенолов - до 60% в зависимости от их исходной концентрации. Очищаемая вода через промежуточную емкость поступает в контактный аппарат с загрузкой из поропласта и углеродных трубок, где почти полностью освобождается от ПАВ, фенольных соединений, образовавшихся токсичных продуктов окисления и повторно очищается от нефтепродуктов. Очищенная таким образом сточная вода через промежуточную емкость центробежным насосом подается на микробную доочистку - в нижнюю часть биофильтра.
Очищенную воду отводят на общие очистные сооружения (в случае локальной очистки) или сбрасывают в открытый водоем.
2
2
2+
Известна система HO-Fe для разложении органических веществ различной природы причем интенсификация процесса достигается либо повышением температуры раствора, либо его дополнительной обработкой ультрафиолетовым излучением с определенной длиной волны
Известна установка для очистки от этаноламина сбросных вод второго контура АЭС содержащая систему термического окисления, включающая электролизер [Патент США. №7.081.194, 25.07.2006]
Сточные воды АЭС, содержащие сернокислые анионы и железо направляют в реактор, связанный с дозатором гидроокиси натрия для понижения уровня РН, в котором металлы осаждаются и отделяются. Система очистки включает установку для фильтрации, электролизер, в котором обеспечивается понижение содержания этаноламина путем пропускания электрического тока между электродами за счет чего раствор нагревается до температуры 80°С Электролизер снабжен газоотделителем для удаления водорода и кислорода. Достигается понижение содержания этаноламина приблизительно в 40 раз. В исходном растворе содержание этаноламина составляет 2000 РРм (мг/л), после обработки в электролизере 30-50 РРм
Задачей полезной модели является разработка эффективной установки для очистки сточных вод от органических соединений, а именно этаноламина.
Техническим результатом, на который направлена разработка полезной модели является повышение эффективности очистки от этаноламина за счет снижения концентрации этаноламина до минимальных количеств.
Установка для очистки сточных вод от этаноламина представляющая собой систему термического окисления, содержит реактор с перемешивающим устройством, к которому подсоединены дозаторы перекиси водорода и сернокислого железа. Реактор последовательно соединен с теплообменником нагревателем и теплообменником - холодильником, последний связан с буферной емкостью, которая через насос подсоединена к реактору с дополнительным перемешивающим устройством, который снабжен дозатором щелочи и последовательно соединен с напорным флотатором, снабженным дозатором флокулянта и связанным с накопителем для сбора пены, который также снабжен дозатором флокулянта. Флотатор является средством для отделения образовавшегося осадка от очищенной воды.
На фиг.1 приведена схема установки для очистки сточных вод АЭС от этаноламина, где:
1 - реактор с перемешивающим устройством, снабженный дозатором перекиси водорода 7 и дозатором сернокислого железа 9; 2 теплообменник-нагреватель, 3 - теплообменник - холодильник, 4 - буферная емкость, 5 - реактор с дополнительным перемешивающим устройством, 8 - дозатор щелочи для нейтрализации раствора, 10 - напорный флотатор, 12 - накопитель, дозаторы флокулянта - 6, 11, центрифуга - 13.
Установка работает следующим образом.
Сточные воды из приемного бака насосом подаются в реактор с перемешивающим устройством (1). В реактор осуществляется дозирование перекиси водорода и сернокислого железа. Далее раствор насосом подается в теплообменник (2), где происходит его нагрев до 80°С. При нагреве раствора происходит термическое окисление этаноламина. После нагрева раствор охлаждается в теплообменнике (3) до 25°С и собирается в буферной емкости (4). Из буферной емкости раствор насосом подается в реактор с дополнительным перемешивающим устройством (5), в который дозируется щелочь для нейтрализации. При этом образуются хлопья гидроокиси железа. Из нейтрализатора раствор поступает в напорный флотатор (10). Одновременно во флотатор дозируется флокулянт для укрупнения частиц железа и интенсификации процесса флотации. Благодаря системе растворения воздуха, включающей напорный бак, компрессор и рециркуляционный насос, коагулянт с адсорбированными загрязнениями удаляется в виде флотопены в накопитель (12). В накопитель пены дозируется флокулянт для формирования крупнодисперсного осадка. Осадок из накопителя шламовым насосом подается в центрифугу (13), где за счет центробежных сил происходит отделение избыточной воды и выделение обезвоженного шлама с влажностью не более 60%. Обезвоженный шлам, представляющий собой смесь гидрооксидов железа с глицином и его органическими производными, относится к 4-му классу опасности и может складироваться на полигоне промышленных отходов
В частном случае установка может применяться для обслуживания энергоблоков АЭС для удаления этаноламина из регенерационных растворов от химической регенерации ионитных фильтров систем очистки второго контура - турбинного конденсата и продувочной воды парогенератора.
Для получения требуемого эффекта раствор после ввода реагентов должен нагреваться до 70-80°С. Разложение этаноламина при таких условиях достигается в течение одного часа.
Последующая обработка раствора проводится следующим образом: раствор охлаждается до 25°С и нейтрализуется вводом гидроокиси натрия до рН=7,5. В результате выпадают крупные, легко осаждаемые, хлопья гидроокиси железа. После отстаивания хлопьев раствор фильтруется и проводится его анализ. Образующийся шлам представляет собой смесь гидроокиси железа с глицином.
Результаты анализов исходного раствора и раствора, обработанного описанным методом, представлены в таблице 1.
Таблица 1 -
Результаты экспериментов по разложению этаноламина системой Н<sub>2</sub>О<sub>2</sub>-Fe<sup>2+</sup> с последующей нейтрализацией и удалением осадка
Показатель
Исходный раствор
Раствор после обработки
Эффективность процесса, %
Этаноламин, мг/дм<sup>3</sup>
880
0,6
99,9
ХПК, мгО/дм<sup>3</sup>
324
32,4
90
Таким образом, предлагаемая установка обеспечивает эффективное разложение этаноламина из регенерационного раствора и последующее удаление органических остатков его разложения с обеспечением требуемых показателей в общем выпуске сточных вод от энергоблока АЭС.