Термоокиснювальні методи очищення стічних вод
Згідно теплотворної здатності промислові стоки поділяються на стічні води, що здатні горіти самостійно, і на води, для знешкодження яких необхідно додавати паливо. Ці стічні води мають ентальпію нижче 8400 кДж/кг (2000 ккал/кг).
При використанні термоокиснювального методу всі органічні речовини, що забруднюють стічні води, повністю окиснюються киснем повітря при високих температурах до нетоксичних сполук. До цих методів відносять метод рідкофазового окиснення, метод парофазового каталітичного окиснення і полум'яний або «вогневий» метод. Вибір методу залежить від об’єму стічних вод, їх складу та теплотворної здатності, економічності процесу та вимог, що пред'являються до очищених вод.Метод рідкофазового окиснення оснований на окисненні органічних речовин, розчинених у воді, киснем при температурах 100-350°C і тиску 2-28 МПа. При високих тисках розчинність у воді кисню значно зростає, що сприяє прискоренню процесу окиснення органічних речовин. Ефективність процесу окиснення підвищується з підвищенням температури. Леткі речовини окиснюються в основному у парогазовій фазі, а нелеткі - у рідкій фазі. Зі збільшенням концентрації органічних домішок у воді економічність процесу рідкофазового окиснення зростає.
В основі методу парофазового каталітичного окиснення лежить гетерогенне каталітичне окиснення киснем повітря (при високій температурі) летких органічних речовин, що знаходяться у стічних водах. Процес перебігає інтенсивно у паровій фазі у присутності мідно-хромового, цинк-хромового, мідно-марганцевого або іншого каталізатора.
Основний недолік методу - можливість отруєння каталізаторів сполуками фосфору, фтору, сірки. Тому необхідно здійснювати попереднє видалення каталітичних отрут зі стічних вод. Також до недоліків можна віднести неповне окиснення деяких органічних речовин та високу корозію обладнання у кислих середовищах.
Переваги методу - це можливість очищення великого об'єму стічних вод без попереднього концентрування, відсутність у продуктах окиснення шкідливих органічних речовин, можливість комбінування з іншими методами та безпека у роботі.Вогневий метод знешкодження стічних вод є найбільш ефективним і універсальним з термічних методів. Сутність його полягає у розпиленні стічних вод безпосередньо у топкові гази, нагріті до температури 900-1000°С. При цьому вода випаровується, а органічні домішки згоряють.
Вогневий метод застосовують для знешкодження стічних вод, що містять лише мінеральні речовини. Метод може бути використаний також для знешкодження незначного об’єму стічних вод, що містять високотоксичні органічні речовини, очищення від яких іншими методами неможливе або неефективне. Крім того, вогневий метод доцільний, якщо є горючі відходи, які можна використовувати як паливо.
У процесі знешкодження стічних вод різного складу можуть утворюватися оксиди лужних і лужноземельних металів (CaO, MgO, BaO, K2O, Na2O та ін.). Органічні сполуки, що містять сірку, фосфор, галогени, можуть утворювати SO2, SO3, P2O5, HCl, Cl2 та ін. Присутність цих речовин у димових газах небажана, оскільки вони викликають корозію апаратури. Зі стічних вод, що містять нітросполуки, можуть виділятися оксиди азоту. Між цими сполуками відбуваються взаємодії з утворенням нових сполук, у тому числі і токсичних. Для вогневого методу знешкодження використовують різні печі. Процес здійснюють при температурі 800-890°C.