Станция очистки и нейтрализации

Сточных вод

Производство нитратов целлюлозы характеризуется большим сбросом сточных вод. Они загрязнены в основном минеральными кислотами (HNO₃ и H₂SO₄), особенно после кислой варки нитратов целлюлозы на фазе стабилизации. Водородный показатель таких вод рН равен 2 – 5. При щелочной варке образуется некоторое количество щелочных вод, имеющих рН в пределах 7 – 8.

Сточные воды после стабилизации нитратов целлюлозы могут содержать растворимые органические нестойкие примеси, например, лигнин (при использовании древесной целлюлозы). Кроме того, как кислые, так и щелочные воды, наряду со взвешенными частицами нитратов целлюлозы, содержат другие органические нестойкие примеси, вымывающиеся из нитратов целлюлозы.

Очистка сточных вод непосредственно в производстве нитратов целлюлозы производится путем фильтрации и отстаивания для отделения взвешенных частиц. Затем осуществляется взаимная нейтрализация кислых и щелочных вод соединением в единый поток, который направляется на станцию нейтрализации. Несмотря на наличие щелочных вод, этот поток обычно имеет высокий уровень кислотности.

На станции нейтрализации сточные воды обрабатываются свежеприготовленным известковым молоком, в результате чего образуется выпадающий в осадок сернокислый (в основном) и азотнокислый кальций. После окончательной нейтрализации сточные воды выдерживаются в отстойниках, откуда их рекомендуется направлять на более глубокую очистку. Сброс в водоемы таких вод нежелателен, т.к. они еще содержат много примесей.

Технологическая схема станции нейтрализации сточных вод производства нитратов целлюлозы приведена на рис. 30.

Рисунок 30 – Технологическая схема станции нейтрализации сточных вод: 1 – расходный бункер негашеной извести; 2 – вибропитатель; 3 – ленточный конвейер; 4 – известегасильный аппарат; 5 – транспортная тележка; 6 – аппарат для улавливания примесей; 7 – гидратор; 8 – насос известкового молока; 9 – аппарат известкового раствора; 10- насос известкового раствора; 11 – аппарат нейтрализации; 12 – отстойник нейтрализованых вод; 13 – насос подачи воды в известегасильный аппарат; 14 – сборник нейтрализованных вод; 15 – насос

Станция включает комплекс оборудования для приготовления известкового раствора (молока), аппарат нейтрализации и отстойник нейтрализованных вод.

Известковое молоко получают путем гашения негашеной извести (СаО). При этом негашеная известь загружается в расходный бункер 1 с помощью грейферного крана и вибропитателем 2 подается на ленточный конвейер 3. Конвейер 3 транспортирует известь в известегасильный аппарат 4.

Известегасильный аппарат представляет собой барабанный аппарат непрерывного действия с вращающимся барабаном, в котором происходит смешение кусковой извести с водой. В результате их взаимодействия образуется известковое молоко концентрации 12 – 20 %. Вода в известегасильный аппарат подается насосом 13 из отстойника 12. Полученное известковое молоко выливается из известегасильного аппарата в аппарат для улавливания примесей 6. Неразгасившиеся куски извести из разгрузочной

части известегасильного аппарата 4 и мелкий шлам (песок) из аппарата улавливания примесей 6 выгружаются в транспортную тележку 5 для отходов. С помощью тележки отходы вывозятся из здания по узкоколейке и разгружаются в отвал. Известковое молоко поступает в емкостной аппарат с мешалкой 7 на хранение.

Из емкостного аппарата 7 известковое молоко по мере необходимости насосом 8 перекачивается в аппарат для приготовления известкового раствора 9, где разбавляется водой до концентрации около 10 %. Полученный известковый раствор непрерывно приводится в движение по циркуляционному контуру насосом 10 для поддержания частиц извести во взвешенном состоянии.

Кислые сточные воды для нейтрализации поступают в железобетонный аппарат нейтрализации 11, в котором установлено три мешалки. Одновременно подается щелочной раствор. Процесс нейтрализации автоматизирован и обеспечивает рН нейтрализованных вод в пределах 6,6 – 8,6.

Нейтрализованные сточные воды по переливной линии поступают в железобетонный отстойник12, откуда отстоявшаяся очищенная вода поступает в сборник 14. Из сборника вода с помощью насоса 15 подается по назначению, если находит применение, или на сброс в канализацию, направляющую их на общие очистные сооружения.

8 Материальный баланс производства целлюлозы

Материальный баланс производства нитратов целлюлозы включает баланс целлюлозы и нитратов целлюлозы, баланс кислот (кислотооборот) и баланс воды. Расчеты этих балансов позволяют определить материальные потоки в производстве, потребные количества целлюлозы, кислот и воды.

Ниже приведены расчеты баланса целлюлозы и нитратов целлюлозы, баланса кислот на примере периодического производства смесевого пироксилина марки ВА, а также балансы кислот при изготовлении коллоксилина марки НД по непрерывной технологии.

Соотношение пироксилина №1 и №2 в смесевом пироксилине марки ВА – 80:20. Примем, что пироксилин №1 содержит азота 13,39 % и изготовляется из целлюлозы марки ЦА с влажностью 5 %, пироксилин №2 содержит азота 12,23 % и изготовляется из целлюлозы ХЦ марки 25 также с влажностью 5 %. Рабочие нитрационные кислотные смеси имеют следующий состав, %:

Модули нитрации соответственно 33:1 и 38:1.

Расчет баланса кислот при изготовлении коллоксилина проводим при следующих исходных данных: изготавливается коллоксилин с содержанием оксида азота 191,5 мл/г; сырье – целлюлоза марки ЦА с влажностью 5%; состав нитрующей кислотной смеси HNO₃ – 24 %, H₂SO₄ – 60 %, H₂O – 10 %; модуль нитрации 37:1.