- •Мета роботи
- •Теоретична частина
- •Практична частина
- •Розрахунок індивідуального варіанту
- •Технічні пропозиції по зниженню рівня екологічної небезпеки замкнутої водойми [5]
- •5.2. Десорбція летучих домішок
- •5.3. Очищення св методом зворотного осмосу й ультрафільтрації
- •5.4. Термічне знешкодження
- •5.5. Очищення стічних вод методом іонного обміну
- •5.6. Очищення св методом електрохімічного окислювання
- •Контрольні питання
- •Висновки
- •Список рекомендованої літератури
5.2. Десорбція летучих домішок
Цим способом можна очистити стічні води, забруднені сірководнем, діоксидом сірки, сірковуглецем, аміаком, діоксидом вуглецю. Концентрація їх у стічних водах звичайно становить 0,1 - 1г/л, у той час, як ГДК у водоймі для H2S - не встановлена, ГДК – Cs2 і NН3 - 0,1 мг/л.
Виділення розчинених газоподібних компонентів із СВ виробляється природним і штучним шляхом у спеціальних апаратах - дегазаторах.
Ефективність природної десорбції не перевищує - 50 %. Десорбцію в штучних умовах проводять у струмі інертного газу або випарюванням розчину, комбінуванням цих методів або під вакуумом.
5.3. Очищення св методом зворотного осмосу й ультрафільтрації
Зворотний осмос - безперервний процес молекулярного поділу розчинів шляхом їхньої фільтрації під тиском через напівпроникні мембрани, що затримують повністю або частково молекули, іони розчиненої речовини.
Ультрафільтрація - мембранний процес поділу розчинів, метод використовується при очищенні від високомолекулярних сполук, зважених часток і колоїдів.
Перевагою гіпер - і ультрафільтрації є:
- простота апаратури;
- можливість поділу розчинів при нормальній температурі;
- виділення коштовних сполук;
- одночасне очищення води від органічних, неорганічних і бактеріальних забруднень.
Недоліки:
- концентраційна поляризація;
- необхідність проведення процесу при підвищеному тиску.
5.4. Термічне знешкодження
Метод термічного знешкодження мінералізованих СВ застосовують для виділення коштовних солей, а також використовують як перший щабель перед термоокислювальним високотемпературним знешкодженням СВ.
Апарати для концентрування стічних вод.
Концентрування СВ здійснюється у випарних установках поверхневого типу. У випарних апаратах концентрують сульфатні, лужні, радіоактивні стічні води.
В апаратах із зануреними пальниками упаюються СВ нагріванням при безпосередньому контакті з димовими газами, отриманими при спалюванні палива в пальниках частково або повністю занурених у стічні води. Їх використовують для розпарювання агресивних рідин, коли в процесі випарювання виділяють кристали солей. Димові гази, що мають t = 1500°С, нагрівають СВ до 80-95°З. Коефіцієнт використання тепла згоряння палива – 85 %.
Апарати для одержання сухого залишку.
Випарювання СВ із одержанням сухого залишку здійснюють у розпилюючих сушарках, печах, кристалізаторах і апаратах з "киплячим шаром"(мал. 4).
У розпилювальних сушарках висока інтенсивність випару досягається за рахунок тонкого розпилення СВ, dкраплі = 20-60мкм. Кількість пари, одержуваного з 1 м2 апарата 10-14 кг/година.
Умовні позначення:
1 - топка;
2 - форсунка;
3 - апарат з "киплячим шаром";
4 – газорозподільна решітка;
5 - циклон;
6 - повітродувка;
7 - шнек;
8 - інертний матеріал.
Малюнок 4 – Апарат з "киплячим шаром" [5]
5.5. Очищення стічних вод методом іонного обміну
Використовуються іонообмінні смоли, що складаються із просторово зшитих нерозчинних у воді вуглевородних ланцюгів з фіксованими на них активними іонообмінними групами, що мають заряд, що нейтралізується розташованими усередині полімеру іонами протилежного заряду.
Види катіонітів:
важкокислотні катіоніти, що містять сульфогрупи - SО3Н, іди фосфорнокислі групи РО(ВІН)2 і сильно-основні аніоніти, що містять четвертинні амонієві підстави – N+ (R)3 катіоніти – КУ - 2 - 8год і аніоніт АВ - 17;
слабокислі катіоніти утримуючі карбоксильні - СООН і фенольні групи й слабоосновні аніоніти, що містять первинні – NН2 і вторинні NH 3-3- аминогрупи;
іоніти змішаного типу, що мають властивості суміші сильної й слабкої кислот або підстав;
іоніти, обмінна ємність яких поступово міняється в широкому діапазоні рН.
Катіонірування
Для очищення СВ застосовують штучні й природні, мінеральні й органічні катіоніти. Природні не одержали широкого поширення через малу обмінну ємність і недостатню стійкість, хоча деякі з них (вермикуліт, доломить) рекомендуються застосовувати для очищення СВ від радіоактивних елементів, частіше застосовують штучні органічні катіоніт, сульфовугілля, амберлайти, вофатіти.
Якщо катіоніти перебуває в Н+ формі, то обмін катіонів відбувається за реакцією:
Ме+ +Н [К] = Me [К] + Н+ (14)
Якщо у формі – Na+, то
Ме+ + Na [К] = Me [К] + Na+, (15)
де: [К] - катоніти,
Ме+ - катіон металу розчину СВ.
Регенерація насиченого катіоніта досягається обробкою його розчином мінеральної кислоти (5 - 15 % мас.) і протікає за рівнянням:
2Me [К] + H2SO4 2H [K] + Me2 SO4, (16)
або розчином повареної солі (5 - 15 % мас):
Me[К] + NaCl = Na [K] + MeCl, (17)
Аніонірування
Аніоніти являють собою штучні смоли, одержувані полімеризацією органічних сполук - фенилендиамін, сечовина, меланін.
Слабоосновні аніони обмінюють аніони сильних кислот (SO 4-4- -, Cl-, NO 3-3-, PO 4-4 - -) і не здатні обмінювати аніони слабких мінеральних кислот (CO 3-3 - -, Si 2-2- -).
Аніонірування протікає за рівнянням:
2[A]OH + H2SO4 [A]2SO4 + 2H2O, (18)
де [A] - аніоніти.
Фільтри зі змішаним шаром іонітів
Повне знесолення води можливо при послідовному фільтруванні через три щаблі:
перший щабель - Н - катіонірування, при цьому з води віддаляються іони металів, а вода збагачується кислотами;
другий щабель - ВІН - аніонірування на слабоосновні аніоніті, при цьому з води віддаляються сильні кислоти й вода нейтралізується;
третій щабель - ВІН - аніонірування на сильноосновном аніоніті для видалення іонів слабких кислот.