Конструктивные и технологические показатели сорбционных фильтров с активированным углем.
Марка фильтра |
Диаметр, мм |
Площадь, м2 |
Высота слоя, м |
Объем |
|
|
|
|
|
фильтра общий, м3 |
сорбционного слоя, м3 |
ФСУ-2-0,6 |
2000 |
3,14 |
2,5 |
10,7 |
7,85 |
ФСУ-2,6-0,6 |
2600 |
5,3 |
2,5 |
19,0 |
13,2 |
ФСУ-3-0,6 |
3000 |
7,1 |
2,5 |
26,0 |
17,8 |
При расчете насыпных фильтров определяют их следующие параметры: время их защитного действия, количество вещества, задерживаемого насыпным фильтром. Величину определяют из следующего выражения (уравнения Н. А. Шилова):
tз.д = kз.дН - ( 6.0)
где kз.д- коэффициент защитного действия, определяемый экспериментально, ч/м;
Н- высота слоя сорбента, м;
- потеря времени защитного действия, ч.
Коэффициент kз.д равен:
kз.д = аравн/V Cн ( 6.0)
аравн - предельная насыщенность сорбента, равновесная с концентрацией, кг/м3 (устанавливается по экспериментальной изотерме сорбции);
V- скорость фильтрования, м/ч;
Сн - начальная концентрация вещества в сточной воде, кг/м3.
Потеря времени защитного действия :
= ( 6.0)
где
- пористость сорбента (в долях единицы);
- время, в течение которого концентрация веществ в фильтрате изменяется от Cдп концентрации сорбата при допустимом проскоке Сдп до Сн, ч.
Величина устанавливается по экспериментальной выходной кривой динамики сорбции (рис.6.8)
Рис. 6.37. Процесс сорбции в динамических условиях (определение )
По выходной кривой определяют момент появления сорбата в фильтрате пр - время проскока, а после этого момента фиксируется увеличение концентрации сорбата до максимального, соответствующего Сн.
Количество вещества, задерживаемого насыпным фильтром определяется из следующего выражения:
V = (H-h)∙F aд ( 6.0)
где
V - количество вещества, задерживаемого насыпным фильтром, кг;
h - эмпирическая константа;
F - площадь фильтра, м2;
ад - динамическая активность сорбента, кг/м3 .
Обычно сорбционная установка состоит из нескольких параллельно работающих секций, состоящих из трех-пяти последовательно расположенных фильтров.
При проведении процесса сорбции в статических условиях применяются установки с последовательным и противоточным введением адсорбента, схема которых представлена на рис.6.9. Следует указать, что установка с противоточным введением сорбента более экономична и значительно чаще используется в практике очистки сточных вод.
Рис. 6.38. Схемы установок для сорбции в статическом режиме.
а - с последовательным введением сорбента; б - с противоточным; 1 - подача сточной воды; 2 - подача сорбента; 3 - резервуары с перемешивающим устройством; 4 -отстойники для отделения отработанного сорбента от сточной воды; 5 - выпуск обработанной воды; 6 - выпуск отработанного сорбента; 7 - резервуар для сбора сорбента; 8 - насосы для перекачки сорбента на 1 ступень.
В практике очистки сточных вод используются также процессы с псевдоожиженном слоем сорбента.
Различают регенеративную сорбционную очистку, при которой извлеченные вещества утилизируются и деструктивную, характеризующуюся уничтожением извлеченных веществ.
Для извлечения сорбированных веществ используют следующие процессы: экстрагирование органическим растворителем, изменение степени диссоциации слабого электролита в равновесном растворе, отгонка адсорбированного вещества с водным паром и др.
Легколетучие органические вещества (бензол, толуол, этиловый спирт и др.) десорбируют воздухом при температуре 120-140 оС, перегретым паром ( t= 200-300 oС), инертными или дымовыми газами ( t= 300-500 oС ).
При деструктивной очистке применяют термические или окислительныке методы, но при этом происходит частичная потеря углеродного сорбента (5-10%).