Вывоз мусора при строительстве в Подмосковье: www.musorshik.ru
Архитектура ->  Канализация. Охрана окружающей среды 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 [ 182 ] 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209

при определении высоты колонных экстракторов исходят из необходимости обеспечить максимальную насыщенность экстрагента веществом при данной концентрации его в сточной воде.

Следовательно, вверху колонны (если плотность экстрагента меньше, чем плотность воды) концентрация насыщения вещества в экстра-генте в соответствии с формулой (5.34) будет:

Сэ-АГСв. (5.38)

Подставив это выражение в формулу (5.37) и bQ вместо W, получим:

С {\-КЬ)Са. (5.39)

В том случае когда концентрация вещества в очищенной воде задается заранее, а искомой величиной является удельный расход экстрагента Ь, последний определяют по формуле

Число экстракций можно определить по формуле (5.36).

Наряду с определением величины коэффициента распределения для различных экстрагентов устанавливают также величину их потерь. Потери экстрагента в основном могут происходить в результате растворения и эмульгирования его в воде, что необходимо учитывать при расчете сооружений для последующей очистки сточных вод.

Если экстрагируемые примеси обладают основным или кислотным характером, то эффективность их экстракции почти всецело зависит от значений рН сточной воды. Оптимальное значение рН устанавливается экспериментально.

В промышленном масштабе экстракционный метод применяется в СССР для первичной очистки от фенолов сточных вод заводов термической переработки твердого топлива. В качестве экстрагента применяется бутилацетат в смеси с бутиловым спиртом.

Сорбционные способы очистки. Сорбция является одним из универсальных способов глубокой очистки от растворенных органических веществ сточных вод таких производств, как коксохимические, сульфат-целлюлозные, хлорорганические, синтеза полупродуктов, красителей и др. Для удаления органических веществ, определяемых величиной ВПК, пригодна биологическая очистка. Для удаления стойких органических веществ, определяемых ХПК, биологическая очистка не является эффективной. Даже хорошо очищенные сточные воды после биологической очистки имеют загрязнения органическими веществами, величина которых по ХПК равна 20-120 мг/л. Эти вещества включают танины, лигнины, эфиры, протеиновые вещества и другие органические загрязнения, имеющие цветность и запахи, пестициды, такие, как ДДТ, и др. Сорбционная очистка сточных вод используется как до биологической очистки, так и после нее. В последнее время исследуется возможность замены биологической очистки производственных и бытовых сточных вод сорбционной очисткой.

в отличие от биохимического процесса колебания температуры и влияние токсичности для сорбции не имеют такого большого значения, кроме того, легче решаются вопросы удаления осадка и автоматизации, сложные для станций биологической очистки. Применяются три типа сорбции.

Адсорбция - поглощение вещества поверхностью чаще всего твердого поглотителя. Аппараты, в которых происходит адсорбция, называются адсорберами.

Абсорбци я- поглощение, сопровождаюнхееся диффузией поглощенного вещества в глубь сорбента с образованием растворов. В боль-



шинстве случаев абсорбции поглотителем является жидкость. Аппараты, в которых происходит этот процесс, называются абсорберами, или скрубберами.

Хемосорбция - адсорбция, сопровождающаяся химическим воздействием поглощаемого вещества с сорбентом. Хемосорбция применяется в технике при поглощении диоксида углерода, оксида азота, аммиака и т. п. Процесс осуществляется обычно в бащнях, заполненных пористой насадкой, через которую фильтруется очищаемая сточная вода.

В качестве сорбентов применяют различные искусственные и природные пористые материалы: активированные угли, золу, коксовую мелочь, силикагели, алюмогели, активные глины и земли. Последние составляют большой класс природных сорбентов, которые обладают значительной поглотительной способностью без всякой дополнительной обработки, что является их преимуществом перед искусственными сорбентами.

Наиболее важными показателями сорбентов являются пористость, структура пор, химический состав.

Пористость - самая общая характеристика сорбционной способности сорбента и определяется, %, по формуле

d - 8

Р = ~-100, (5.41)

где d и б- соответственно истинная (без учета пор) и кажущаяся (с учетом пор) плотность сорбента.

Пористость активированных углей составляет 60-75%, туфов - 30-55%, диатомитов - до 75%.

По структуре пористой поверхности сорбенты разделяются на мелкопористые, крупнопористые и смешанные. Величина сорбционного потенциала выше у мелкопористых сорбентов, однако они не всегда оказываются доступными для поглощения загрязнений сточных вод. Активированные угли, как правило, являются доступными для поглощения молекулярно-растворенных веществ. Природные сорбенты (туфы, диатомиты) способны поглощать группы молекул.

Благодаря химическому сродству сорбентов к извлекаемым загрязнениям наиболее часто встречающиеся углеродные сорбенты целесообразно применять для удаления из воды недиссоциируемых или слабо-диссоциируемых веществ органического происхождения.

Активность сорбента характеризуется количеством поглощаемого вещества в кг на 1 м или 1 кг сорбента; активность может быть выражена в долях или процентах от массы сорбента.

Статической активностью сорбента называется максимальное количество вещества, поглощенного к моменту достижения равновесия единицей объема или массы сорбента при постоянных температуре воды и начальной концентрации вещества.

Динамической активностью сорбента называется максимальное количество вещества, поглощенного единицей массы или объема сорбента до момента появления сорбируемого веихества в фильтрате при пропускании сточной воды через слой сорбента. Динамическая активность всегда ниже статической. Так, например, в адсорберах промышленного типа динамическая активность активированных углей составляет 45- 60% статической.

Статическая активность сорбента определяется изотермой сорбции. Уравнение изотермы адсорбции типа Ленгмюра имеет вид:

где аакс - предельная величина адсорбции, кг/кг; 550



/Cj -константа, зависящая от энергии связи и предельной величины адсорбции, кг/м; а* и С* - равновесные концентрации загрязнения соответственно на

сорбенте, кг/кг, и в воде, кг/м. Константы изотерм адсорбции некоторых загрязнений сточных вод приведены в табл. 5.12.

Таблица 5.12

Константы изотерм адсорбции загрязнений сточных вод

Марка и диаметр частиц активированного угля

Константы изотерм

АУП, = 0,6 мм

БАУ,

fifg = 0, 1 ММ

КАД, - 0,07 мм

==0,032 мм

ОУ, 0,1 мм

«макс, кг/кг . .

0,33

0,45

0,118

0,192

Ki, кг/м . , .

9-10-4

32.10-3

22,5-10-3

5-10-3

13,8X10-3

15,4X10-3

Примечание. В первых четырех колонках представлены данные по очистке сточных вод, содержащих тринитротолуол, в двух последних колонках - данные по сточным водам производства алкилфенольных присадок соответственно MACK и 22-46.

При рассмотрении изотермы Ленгмюра различают три области: I - область, называемая областью Генри, характеризуется крутым восхождением кривой {а* = КаясС*) и соответствует сильно разбавленным растворам; И - область переходная; III - область насыщения.

Основные схемы адсорбционной очистки сточных вод приведены в табл. 5.13.

Адсорбция гранулированным активированным углем осуществляется в насыпных фильтрах или в аппаратах с псевдоожижением угля.

Фильтрование через неподвижный слой активированного угля в насыпных фильтрах производится сверху вниз или снизу вверх (схема Л). В этом случае предусматривается предварительная очистка сточной воды от взвещенных веществ на песчаных фильтрах, так как присутствие их в количестве более 10 г/м вызывает быстрое нарастание потерь напора в сорбционных фильтрах. Наиболее часто практикуется последовательная работа сорбционных фильтров со скоростями фильтрования воды от 1-2 до 5-6 м/ч через загрузку с размером зерен от 1,5-2 до 5- 6 мм. Фильтры с неподвижным слоем угля наиболее рационально применять при регенеративной очистке цеховых сточных вод. При десорбции, осуществляемой химическими растворителями или паром, достигается не только восстановление сорбционной способности угля, но и извлечение продукта, имеющего техническую ценность.

При сорбции в насыпных фильтрах время защитного действия фильтра определяется по формуле

Г = /СЯ -т.

(5.43)

где Н - высота слоя сорбента, м;

/(- коэффициент фильтрующего (защитного) действия, определяемый опытным путем и зависящий от ряда факторов, в том числе начальной концентрации вещества в растворе и скорости фильтрования;

т (постоянная) - потеря врехмени фильтрующего действия. Количество вещества V, кг, задерживаемого фильтром, может быть определено из формулы

(5,44)

где Я- высота слоя сорбента, щ h - эмпирическая константа;




0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 [ 182 ] 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209