НОВЫЙ СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД КОКСОВОГО ПРОИЗВОДСТВА С ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ ФЕНОЛОВ И РОДАНИДОВ Н.И. Бойко, А.В. Борцов, Л.С. Евдошенко, А.И. Зароченцев, В.М. Иванов, И.М. Евсеев Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт «Молния» Национального технического университета «Харьковский политехнический институт», 61013, Украина, Харьков, ул. Шевченко, 47, Тел./факс: +(38 057) ,

Цель работы Создание электрофизических установок для очистки сточных вод коксового производства от фенолов и роданидов высокой концентрации (~n 100 мг/л) при помощи высокоинтенсивных физических факторовСоздание электрофизических установок для очистки сточных вод коксового производства от фенолов и роданидов высокой концентрации (~n 100 мг/л) при помощи высокоинтенсивных физических факторов

Действующие факторы нового комплексного способа очистки сточных вод: 1 – совместное воздействие импульсного коронного разряда (ИКР) и искрового разряда в озоно-воздушных пузырях внутри обрабатываемой воды и 1 – совместное воздействие импульсного коронного разряда (ИКР) и искрового разряда в озоно-воздушных пузырях внутри обрабатываемой воды и барботирование обрабатываемой воды озоно- воздушной смесью; барботирование обрабатываемой воды озоно- воздушной смесью; 2 – импульсный коронный разряд с расширенной зоной ионизации (ИКРРЗИ) в озоно-воздушной смеси на поверхность обрабатываемой воды. 2 – импульсный коронный разряд с расширенной зоной ионизации (ИКРРЗИ) в озоно-воздушной смеси на поверхность обрабатываемой воды.

Блок-схема экспериментальной установки ГО 3 К ГВИ СМ РК1РК2 НИП

ЭЛЕМЕНТЫ УСТАНОВКИ (ГВИ) ПО ОБРАБОТКЕ ВОДЫ КОРОННЫМ И ИСКРОВЫМ РАЗРЯДАМИ В ОЗОНО-ВОЗДУШНЫХ ПУЗЫРЬКАХ (В РК1) R огр Р об С об Источник питания VT С ИТ U упр РК1

Разряды внутри газового пузыря внутри жидкости

увеличено

Элементы установки по обработке воды через её поверхность при помощи ИКРРЗИ (в РК2) Генератор исходных импульсов ИТ Электродная система РК2 R огр Р об С об

Технические характеристики установки ИКРРЗИ Состав: транзисторный (IGBT) генератор исходных импульсов; высоковольтный импульсный трансформатор; система обострения фронта импульсов; электродная система с коронирующими электродами в виде тонких (10 – 20 мкм) дисков, оси которых расположены в одной плоскости Номинальная мощность, потребляемая от сети, не более, Вт 500 Амплитуда рабочего импульсного напряжения на электродной системе, кВ Номинальная частота следования импульсов в электродной системе, имп./с 900

Упрощенное изображение электродной системы в РК2 Рабочий зазор 6 мм Коронирующие электроды Ø 50мм Обрабатываемая жидкость

Фото электродной системы для получения ИКРРЗИ над поверхностью воды (в РК2) без кожуха с кожухом

Фото обостряющего разрядника

Фото ИКРРЗИ над поверхностью обрабатываемой воды (при положительной полярности коронирующего электрода)

Осциллограммы импульсов напряжения на электродной системе с ИКРРЗИ – РК2 (цена большого деления по оси времени 50 мкс/дел (а) и 100 мкс/дел (б), по оси процесса – 5 кВ/дел) а б

Результаты анализов пиролизной воды с Харьковского коксового завода Кислотность, РН РН Фенолы, Фенолы, мг/л мг/л Роданиды, Роданиды, мг/л мг/л До обработки 7, После обработки 3,814332

Удаление вредных примесей прямым электронным ударом Из-за наличия сильного импульсного электрического поля ИКР в полости озоно-воздушных пузырьков имеет место отрыв электронной температуры от температуры тяжелых частиц (атомов, ионов), процесс ускорения, «убегания» электронов. Электроны приобретают энергию, достаточную для разрушения межатомных связей. Это приводит к тому, что молекулы различных вредных веществ (например, фенолы, роданиды) удаляются путем разрушения межатомных связей, «разбивания» молекул на их составляющие прямым электронным ударом. Из-за наличия сильного импульсного электрического поля ИКР в полости озоно-воздушных пузырьков имеет место отрыв электронной температуры от температуры тяжелых частиц (атомов, ионов), процесс ускорения, «убегания» электронов. Электроны приобретают энергию, достаточную для разрушения межатомных связей. Это приводит к тому, что молекулы различных вредных веществ (например, фенолы, роданиды) удаляются путем разрушения межатомных связей, «разбивания» молекул на их составляющие прямым электронным ударом.

Выводы 1. Достигнуто абсолютное уменьшение концентрации фенолов в воде после коксового производства 215 мг/л, что в относительных величинах составляет уменьшение на 60 % и показывает возможность промышленного применения метода ИКР для очистки воды, загрязненной фенолами. При этом уменьшение роданидов составило более 90 %. 2. Установки с ИКРРЗИ перспективны для энергосберегающего эффективного применения в технологиях для решения проблемы отходов при очистке воды, промышленных газовых выбросов, обработке поверхностей различных материалов, в других технологиях с использованием высокоинтенсивных физических факторов.