Тканинні пиловловлювачі

Рис.6 - Рукавний фільтр

Частини пилу > 1000мкм, Е = 50-70%. Діаметр рукавів 10…30 см. Пожежонебезпечні!

Нетканинні пиловловлювачі

Рулонний (войлок) повстяний, фетровий, Е=80%

Рис.7 – Руллонний пиловловлювач

Волокнисті, керамічні фільтри

Рис. 8 – Волокнисті пиловловлювачі

1 Секція – грубі волокна; 2 секція – тонкі волокна Масляні фільтри

Рис. 9 – Масляний фільтр

Циклони

Частинки пилу 25мкм від  10мкм та >. Е = 70 / 90%. Тангенційний вхід, кут 10-15⁰. Потік обертається по спіралі, пил налипає на стіни і випадає у пилозбирач. Можна поступово з’єднати декілька циклонів в батарейний мультициклон, Е = 95%

Рис.10- Циклон

Установлюють в кормоцехах при наявності кормодробарок, у зернопереробних цехах, у тарних цехах.

Електрофільтри

Рис.11 – Електрофільтр

 = 0,01…100мкм, Е = 99,9%. Застосовують для тонкого очищення. Вони вловлюють пил дрібний, дим, туман. Електрофільтр складається з коронуючого ( негативного і осаджувального (позитивного) електродів). Живиться постійним струмом високої напруги = 100 тис. В

Під впливом високої напруги повітря іонізується і світиться голубим світлом ( як екран телевізора). Заряджені частинки осідають на частинках пилу, а ті на електродах. Очищаються великі об’єми пило газових сумішей 3 t до 400-450 ºС.

2. Мокре пиловловлювання

Мокрі ефективніші від сухих, але тут пил перетворюється у мокрий шлам, поряд шламова каналізація і очищення цієї рідини.

Насадкові – коли на гратах накидані насадки і на них налипає пил, який змивається водою вниз (кільця, дерев’яні чи металеві рейки, обрізки).

Порожнистий форсунковий скрубер.

Скруббери працюють за правилом протитечії: газ знизу в гору, а вбирна рідина розпилюється форсунками зверху вниз.

вихід

Н₂О на зрошення

шлам

Рис. 12 – Скрубер (Е = 96 – 98%)

У барботажних апаратах використовується принцип барботажу (пробулькування) газу крізь рідину. Це ефективно для пилу діаметром 5 мкм. Барботаж використовується і в пінних апаратах. Для створення піни в них у вбирну рідину додаються поверхнево-активні речовини (ПАР). Їх Е = 97/99 %

Ударно-інерційні пиловловлювачі працюють за принципом інерційного осадження частинок. У середині в них є пластинки або кільця, об які ударяється газ. Пил осідає. Зверху він зрошується водою.

ІІ. Фізико-хімічне очищення

Пристосовані для очищення газодимових викидів

Адсорбційний метод ґрунтується на поверхневому вбиранні газоподібних молекул твердими адсорбентами за рахунок міжмолекулярних сил. Увібрані речовини можна виділити десорбцією і знову використовувати у виробництві. Регенерація адсорбентів здійснюється перегрітою парою.

Адсорбенти: активоване вугілля, силікагель, алюмогелі, неоліти, пористе скло.

вихід

вхід

шлам

Рис. 13 – Адсорбер

Абсорція – це процес хімічного зв’язування забруднюючої речовини при пропусканні очищуваного газу через рідкий вбирач. Внаслідок цього утворюється нові хімічні речовини в розчині.

відпрацьований розчин

Рис. 14 – Схема адсорбции

Цей засіб:

1. для вбирання SO₂ (сірчистого газу) - H₂SO₃

SO₃ (сірчано-магнієвий метод) - H₂SO₄

SO₂ + MgO  MgSO₃ вапняний метод

CaO+SO₂  CaSO₃

2. кислотні тумани

3. Вентиляційне, повітря з гальванічних і травильних відділень.

Е = 90 / 95 % H₂O, MgO, CaO, CaCO₃, KMnO₄ – речовини хімічні в якості абсорбентів.

ІІІ. Хімічне очищення

Хемосорбція – хімічне зв’язування шкідливих речовин. Очищуваний газ промивається розчином речовини; з яким він хімічно взаємодіє. Приклад: для вбирання оксидів азоту NOx застосовується гідрооксид Ca – Ca( OH)2 торф. Утворюється добриво, да є Ca (NO3)2 , NH4NO2, NH4NO3

Пряме спалювання – дуже енергоємке і неекономічне. Приклад: спалювання вуглеводів у факелі на крекінг-заводі (нафтопереробні заводи).

Термічне окиснення – спалювання очищувального газу в полумї спеціального пальника.

Каталітичне окиснення – перетворення токсичних речовин у нетоксичні. Приклад: каталітичне окислення оксиду вуглецю СО.

2СО + О₂ → 2СО₂ здійснюється з каталізатором СuО, МnО₂, Al₂O₃ чи інших. Патрон з каталізаторами прикріпляють до алюмінієвої труби автомобіля. Каталітичне відновлення NO₂ до N₂ → в присутності Pt, Au, радію , паладію та інші.

Термокаталітичне спалення

Очищеня газових потоків з токсичними і НПР альдегідами, кетони, меркаптани NH₃; H₂S; діоксин (сміттєспалювання). Утворюється H₂O; CO₂; No_x.

Рис. 15 – Термокаталітична піч

Біологічний метод очищення стічних вод застосовується для повного вилучення з них органічних речовин, оскільки від деяких з них неможливо позбутися жодними іншими методами.

Метод біологічного очищення ґрунтується на використані діяльності різних мікроорганізмів. Це здійснюється в присутності кисню, це – аеробний процес(А), без доступу кисню – анаеробний(Б).

А. Аеробне очищення здійснюється у природних (поле зрошення, поля фільтрації, біологічні ставки) та штучних умовах (біофільтри, аеротенки, аераційні канали, біоконтактори)

Природне аеробне очищення – ґрунтовий метод біологічного очищення. На полях зрошення не тільки очищується ст. в., але й вирощуються с/г культури, тут утилізуються комунальні ст. в., азотнотукових заводів, капролактаму, сульфат целюлози, харчової промисловості .

Якщо на ділянках не вирощується рослини, а тільки очищується ст. в., то це поля фільтрації – потребують більше площі рівної, добре фільтруючої.

Біологічні ставки влаштовують каскадом з 3-5 площ глибиною 1-1,5м , щоб вода краще прогрівалася. Процес самоочищення = 20 днів. Б. ст. використовуються після штучного очищення як буфер перед водоймою.

Біоочищення у штучних умовах:

Біофільтри – це залізобетонні резервуари ( Н = 1,5 -2 ), високі (2 – 4 м ), баштові (10-20 м) з = до 30м. На днищі резервуара укладається щебінь, гальку, керамзит або решітчасті пластмасові блоки. На поверхні частинок фільтра поступово зростає біологічна плівка, яку заселюють мікроорганізми, котрі живляться органічними речовинами стічних вод і тим самим очищають їх,перетворюють органічні на мінеральні речовини.

Класифікація

ТТВ – типова технологія водо охорони – 3 засоби:

-ПБО – повна біологічне очищення;

-ПБОС – повне біологічне очищення з поліпшеним очищенням від фосфору;

-ПБОН – повне біологічне очищення з нітрифікацією та денітрифікацією.

Таблиця 3 –Методи очищення стічних, забруднених, промислових вод

Механічні й механічно - хімічні	Хімічні й фізико-хімічні	Біохімічні
- відстоювання - спливання - фільтрування - флотація	- хімічна обробка - екстракція - адсорбція - електроліз - іонообмін - термічна обробка - озонування	- аеробна обробка - анаеробна обробка

Аеробні мікроорганізми ( нітрофікуючі бактерії ) окислюють NH₄ до NO₂ і далі до NO₃, далі анаеробні відщеплюють кисень О₂ від NO₂ і вдруге ним окислюють органічні речовини. Це – денітрифікація.

ПТВ – передова технологія водоохорони – доповнення до ТТВ:

- фільтрування на зернистих фільтрах;

- фільтрування на зернистих фільтрах та аерировані ставки;

- фільтрація;

- флотація з обробкою в біоставках;

- віддувка NH₃ у градирнях десорбції + фільтрування;

- фільтрування та обробка в іонообмінювальних колонах з клиноптилолітом

НТВ- найкраща технологія водоохорони -2 засоби:

- адсорбція на вугільних фільтрах після десорбції + фільтрування;

- адсорбція на вугільних фільтрах після фільтрування та обробки в іонообмінювальних колонах.

Метод механічного очищення полягає в механічному вилученні із стічних вод нерозчинних домішок з допомогою решіток, сит, вловлювачів піщаної фракції ( пісковловлювачі ) відстійників, фільтраційних установок, жировловлювачів, нафтовловлювачів, флотаторів.

Тут задержують каміння, залізо, дерево, та інші відходи.

Рис. 16 – Пісковловлювач

Пісковловлювач використовують при G ст. в. > 100м³/добу,  піску 0,15…0,25мм; кількість піску = 0,02 л/добу на 1 людину вологість його W = 60 %; ρ (густина) = 1,5 т/м³ 65г/доби на людину.

Типи споруди: горизонтальна з прямим рухом води,

V max = 0.3м/с з тангенціальним рухом;

V min = 0,15м/с вертикальні керовані;

T= 30/60с

U₀ = 18.7 - 24.2 мм/с

Відстійник – тут осідають важкі частинки, (завислі частини) легкі речовини спливають на поверхню. Механічне очищення побутових ст. в. Е до 60%. У промислових Е до 95% нерозчинних домішок. Основне, це довести завислі частинки до 60-150 мг/л, якщо далі йде біохімічне очищення, бо біоокислювання не можуть прийняти більше. Е засіб відстоювання з пре аерацією.

Типи споруд: вертикальні, горизонтальні, радіальні, 2-х ярусні та інші.

Розрахунок ведеться по кінетиці випадаючих речовин. Час відстою 1-2 години, Е = 20-70% (~50%).

Біофільтри доцільно використовувати на півдні з м’яким кліматом; Len повинно бути не > ніж 400 – 500 мг О2 л, частіш 1 Len = 220 мгО2/л

Аеротенки – виникли з 1887р. – це залізобетонний резервуар довжиною 30 – 100м та шириною 3 – 10м, глибиною 3 – 5м. В ньому повільно тече ст. в. та активний мул. Для кращого контакту їх постійно подається повітря, для нормальної життєдіяльності мікроорганізмів.

Аеробні мікроорганізми – є нітрофікуючі бактерії. Під їх впливом здійснюється окислення азоту амонійних сполук, внаслідок чого утворюється сіль азотистої кислоти ( нітрити ), а при подальшому окисленні солі лужних кислот (нітрати ), таким чином йде процес нітрифікації. Цей процес відкритий у 1870 р. тобто, коли є NO₃ – це добра ознака.

Стічні води в аеротенку очищуються методом «чистих культур» або за допомогою «активного мулу».

«Чиста культура» - це спеціально вирощена популяція мікроорганізмів, які руйнують певні речовини (є на фенол, роданіди, ціаніди).

Активний мул – це скупчення різних бактерій, які є зооглейними утвореннями, зовні схожими з гідроксидом Fe. У присутності O₂ вони поглинають органічні речовини та окисляють їх. Приріст активного мулу виводяться із аеротенку у вторинні відстійники і потім знов → регенераторі. Після регенерації, де є тільки O₂, відпочинок, немає їжі , тобто ст. в. готові на роботи.

Рис. 17 – Аеротенки

Одноступеневий. Е= 50-70 %; 2-х ступ. – 95%; t_{аерації} – 2…24 год. H_роб 3-6 м. Витрата О₂ =мгО₂/мгБПК; Велика потреба у О₂.

Б) Анаеробне окиснення ( очищення ) без доступу кисню.

Підлягають ст. в дуже концентровані за органічним забрудненням або осади ст. в. – сирий осад з первинних відстійників та надлишковий активний мул. 2 температурних режими: термофільний (t=53°C), мезофільний (t = 37°C). Обігрів парою з котельні . Механічне переміщування. Вбиваються патогени та яйця гельмінтів ( t = 53^o C)

Рис. 18 – Метантенки

Завантаження

1)подача осадів та мулу;

2)розвантаження з різних горизонтів;

3) паропроводи;

4) мішалка.

Д= 24 м; H = 20 м; Герметичність обвалювань піском

Зброджений осад має добрі властивості органічного добрива. Тут є Na, P, K, N та мікроелементи. Його підсушують на мулових площадках до W≈60% Його направляють на с/г поля, що дає добрі врожаї.

Питання для самоперевірки:

1. Механічне очищення;

2. Фізико-хімічне очищення;

3. Хімічне очищення.

Література: [ 1 – 10 ].