
- •Классификация вод и свойства водных дисперсных систем
- •Классификация промышленных отходов
- •Очистка воздуха от аэрозольных примесей
- •Абсорбция газовых примесей
- •Адсорбция газовых примесей
- •Теория процесса катализа
- •Высокотемпературное обезвреживание газовых выбросов
- •Конденсация газообразных примесей
- •Диффузионные процессы в атмосфере
- •Распространение загрязнений в атмосфере.
- •Разбавление примесей в гидросфере
- •Разбавление сточных вод при спуске в водоемы
- •Центробежное осаждение примесей из сточных вод
- •Физико-химические методы очистки сточных вод
- •Коагуляция и флокуляция загрязнений сточных вод
- •Флотационная очистка сточных вод
- •Очистка сточных вод адсорбцией.
- •Ионный обмен в растворах сточных вод
- •Очистка сточных вод экстракцией загрязнений
- •Обратный осмос и ультрафильтрация в растворах сточных вод
- •Десорбция, дезодорация и дегазация растворенных примесей
- •Электрохимические методы очистки сточных вод
- •Окисление загрязнителей сточных вод
- •Очистка сточных вод восстановлением
- •Термические методы кондиционирования осадков сточных вод
- •Термохимическая обработка твердых отходов
- •Теоретические основы защиты окружающей среды от энергетических воздействий.
- •Фильтрование аэрозолей
Очистка сточных вод адсорбцией.
Адсорбционные методы широко применяются для глубокой очистки сточных вод от растворенных органических веществ после биохимической очистки, а также в локальных установках, если концентрация этих веществ в воде невелика и они биологически не разлагаются или являются сильноток- сичными.
Адсорбцию используют для обезвреживания сточных вод от фенолов, гербицидов, пестицидов, ароматических нитросоединений, ПАВ, красителей. Достоинством метода является высокая эффективность, возможность очистки сточных вод, содержащих несколько веществ, а также рекуперации этих веществ.
Адсорбционная очистка вод может быть регенеративной, т.е. с извлечением вещества из адсорбента и его утилизацией, и деструктивной, при кото- рой извлеченные из сточных вод вещества уничтожаются вместе с адсорбентом. Эффективность адсорбционной очистки достигает 80…95 % и зависит от химической природы адсорбента, величины адсорбционной поверхности, от химического строения извлекаемого вещества и его состояния в растворе.
Адсорбенты. В качестве сорбентов используют активные угли, синтетические сорбенты и некоторые отходы производства (золу, шлаки, опилки). Наиболее универсальными из адсорбентов являются активные угли, но они должны обладать определенными свойствами. Активные угли должны слабо взаимодействовать с молекулами воды и хорошо - с органическими веществами, быть относительно крупнопористыми, чтобы их поверхность была доступна для органических молекул. При малом времени контакта с водой они должны иметь высокую адсорбционную емкость, высокую селективность и малую удерживающую способность при регенерации. Угли должны быть прочными, быстро смачиваться водой, иметь определенный гранулометрический состав. В процессе очистки используют мелкозернистые адсорбенты с частицами размером 0,25…0,5 мм и высокодисперсные угли с размером частиц менее 40 мкм.
Основы процесса адсорбции. Вещества, хорошо адсорбируемые из водных растворов активными углями, имеют выпуклую изотерму адсорбции, а плохо адсорбирующиеся - вогнутую. Изотерму адсорбции вещества, находящегося в сточной воде, определяют опытным путем.
Скорость процесса адсорбции зависит от концентрации, физико- химической природы и структуры растворенных веществ, температуры воды, вида и свойств адсорбента. В общем случае процесс адсорбции складывается из 3-х стадий: переноса вещества из сточной воды к поверхности зерен адсорбента (внешнедиффузионная область), собственно адсорбционный процесс, перенос вещества внутри зерен адсорбента (внутридиффузионная область). Лимитирующими стадиями процесса может быть внешняя или внутренняя диффузия, либо обе эти стадии.
Во внешнедиффузионной области скорость массопереноса определяется турбулентностью потока жидкости, которая зависит от скорости жидкости.
Во внутридиффузионной области интенсивность массопереноса зависит от вида и размеров пор адсорбента, от форм и размера его зерен, от размера молекул адсорбирующихся веществ, от коэффициента массопроводности.
Оптимальный процесс адсорбции целесообразно проводить при интенсивных гидродинамических режимах, чтобы он лимитировался во внутридиффузионной области, сопротивление которой можно снизить, изменяя структуру адсорбента, уменьшая размеры зерна.
Адсорбционные установки. Процесс адсорбционной очистки сточной воды ведут при интенсивном перемешивании адсорбента с водой, при фильтровании воды через слой адсорбента или псевдоожиженном слое на установках периодического и непрерывного действия. При смешивании адсорбента с водой используют активный уголь в виде частиц 0,1 мм и меньше. Процесс проводят в одну или несколько ступеней.
Статическая одноступенчатая адсорбция находит применение в случаях, когда адсорбент очень дешев или является отходом производства. При использовании многоступенчатой установки процесс протекает при меньшем расходе адсорбента. При этом в первую ступень вводят столько адсорбента, сколько необходимо для снижения концентрации загрязнений от Cн до С1, затем адсорбент отделяют отстаиванием или фильтрованием, а сточную воду направляют во вторую ступень, куда вводят свежий адсорбент. По окончании процесса адсорбции во второй ступени концентрация загрязнений в воде уменьшается от C1 до C2 и т.д.
В динамических условиях процесс очистки проводят при фильтровании сточной воды через слой адсорбента. Скорость фильтрования зависит от концентрации растворенных веществ и колеблется от 2…4 до 5…6 м3/(м2*ч). Адсорбент применяют в виде частиц размером 1,5…5 мм. Вода в колонне движется снизу вверх, заполняя все сечение. В одной колонне при неподвижном слое угля процесс очистки ведут периодически до проскока, а затем адсорбент выгружают и регенерируют. При непрерывном процессе используют несколько колонн. По такой схеме две колонны работают последовательно, а третья отключена на регенерацию. При проскоке во второй (средней) колонне на регенерацию отключают первую колонну.
При небольших концентрациях загрязнений в сточной воде средняя движущая сила процесса может быть вычислена как средняя логарифмическая из движущих сил на концах адсорбера.
Регенерация адсорбента. Адсорбированные вещества из угля извлекают десорбцией насыщенным или перегретым водяным паром, либо нагретым инертным газом. Температура перегретого пара при избыточном давлении 0,3…0,6 МПа равна 200…3000С, а температура инертных газов 120…1400С. Расход пара при отгонке легколетучих веществ равен 2,5…3 кг на 1 кг отгоняемого вещества, для высококипящих - в 5…10 раз больше.После десорбции пары конденсируют и вещество извлекают из конденсата.