Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Московский государственный институт электронной техники
(технический университет)
___________________________________________________________________
В.Б.Кольцов
Учебно-методическая разработка
для самостоятельной работы студентов по дисциплине
«Процессы и аппараты защиты окружающей среды»
Часть 2
Москва 2007
Содержание
Глава 10. Процессы защиты гидросферы 4
10.1.Классификация методов очистки сточных вод 4
10.2.Удаление взвешенных частиц сточных вод 7
10.2.1.Процеживание 8
10.2.2.Процессы отстаивания и применяемое оборудование 10
10.2.3.Удаление всплывающих примесей 20
10.3.Фильтрование 22
10.3.1.Фильтрование через фильтрующие перегородки 23
10.3.2.Фильтры с зернистой перегородкой 27
10.4.Удаление взвешенных частиц под действием центробежных сил и отжиманием 41
10.4.1.Гидроциклоны 41
10.4.2.Центрифуги 46
10.4.3.Червячные отжимные аппараты 48
Глава 11. Физико-химические методы очистки сточных вод 51
11.1.1.Коагуляция 52
11.1.2.Флокуляция 56
11.1.3.Флотация 59
11.2.Адсорбция 80
11.2.1.Конструкция адсорбера 86
11.2.2.Регенерация адсорбента 87
11.3.Ионный обмен 94
11.3.1.Сущность ионного обмена 94
11.3.2.Природные и синтетические иониты 95
11.3.3.Ионнообменное равновесие 101
11.3.4.Регенерация ионитов 103
11.4.Экстракция 116
11.5.Обратный осмос и ультра фильтрация 138
11.6.Десорбция, дезодорация и дегозация 160
11.7.Электрохимические методы 168
11.7.1.Анодное окисление и катодное восстановление 170
11.7.2.Электрокоагуляция 175
11.7.3.Электрофлотация 179
11.7.4.Электродиализ 181
Глава 12. Химические методы очистки сточных вод 185
12.1.Нейтрализация 185
12.2.Окисление, восстановление 191
12.3.Удаление ионов тяжелых металлов 209
Глава 13. Термические методы очистки сточных вод 211
13.1.Концентрирование сточных вод 211
13.2.Испарительные установки 213
13.3.Установки вымораживания 220
13.4.Кристаллогидратные установки 223
13.5.Выделение веществ из концентрированных растворов 225
13.5.1.Кристаллизация 225
13.5.2.Сушка 237
13.6.Термоокислительные метод обезвреживания 242
Литература 250
Глава 10. Процессы защиты гидросферы
Рис.8. Классификация основных методов обезвреживания сточных вод химических производств
10.1. Классификация методов очистки сточных вод.
Для создания замкнутых систем водоснабжения промышленные сточные воды подвергаются очистке механическими, химическими, физико-химическими, биологическими и термическими методами до необходимого качества, зависящего от вида производства. Классификация методов очистки приведена на рис.8.
Указанные методы очистки подразделяются на; рекуперационные и деструктивные. Рекуперационные методы предусматривают извлечение из сточных вод и дальнейшую переработку всех ценных веществ. В деструктивных методах вещества,
загрязняющие воды, подвергаются разрушению путем окисления или восстановления. Продукты разрушения удаляются из воды в виде газов или осадков.
Выбор метода очистки и конструктивное оформление процесса производятся с учетом следующих факторов: 1) санитарных логических требований, предъявляемых к качеству очищенных учетом дальнейшего их использования; 2) количества сточных вод 3) наличия у предприятия необходимых для процесса энергетических и материальных ресурсов (пар, топливо, сжатый воздух, электроэнергия, реагенты, сорбенты), а также мой площади для сооружения очистных установок; 4) эффективности процесса обезвреживания.
Эффективность обезвреживания сточных вод — h,% методов определяется по соотношению:
(1)
где
G
и G
— массовый расход загрязнения в сточных
вод, до очистки и после очистки, кг/с;
-
объемный расход сточных вод до очистки
и после очистки,
/с;
-концентрация
загрязнения в сточной воде до и после
очистки, кг/
.
Если
(2)
Если очистка сточных вод от загрязнения производится последовательно несколькими методами, то суммарная степень очистки равна:
(3)
Где
степень
очистки сточных вод первым, вторым, и n
методами.
Для оценки санитарной эффективности рекомендуется показатель КБ (контроль биосферы), равный:
КБ=
.(4)
Тогда санитарная эффективность СЭ метода обезвреживания принимается равной:
С
.
(5)
В случае сброса очищенных сточных вод в водоем метод очистки считается эффективным, если он обеспечивает предельно допустимый сброс (ПДС = Q С).
В крупных производствах с выпуском разнообразной продукции образуются стоячие воды различного состава. Для отвода их строятся несколько канализационных систем. Каждая система имеет свои локальные очистные сооружения. При содержании в сточных водах нескольких веществ (С1 С2,...Сп) расчет санитарной эффективности обезвреживания проводят из условия:
(6)