22. Зневоднення осаду

Механічне. Для сушіння осаду на мулових майданчиках, особливо на великих очисних станціях, потрібні великі земельні площі, тому останнім часом застосовують механічне зневоднення опадів: вакуум-фільтрацію, центрифугування і фільтр-пресування.

Вакуум-фільтр (рис. 1) являє собою горизонтально розташований циліндричний барабан, покритий фільтруючої тканиною (капронової, хлорвінілової). Подовжніми, радіально розташованими перегородками барабан розділений на декілька секторів - окремі фільтруючі камери. Барабан повільно обертається на цапфах і занурений приблизно на 1/3 в корито, в яке завантажується зневоднюється осад.

Набув поширення спосіб механічного зневоднення сирого осаду, при якому виключається його зброджування в метантенках. Цей спосіб доцільно застосовувати при обмеженій території очисних споруд. Сирий осад з первинних відстійників подається насосами в резервуар - регулятор витрати осаду, звідки в суміші з хімічними реагентами надходить на вакуум-фільтр. При зневодненні сирого осаду швидко замулюється фільтрувальна тканина, фільтруюча здатність якої часто не піддається відновленню навіть після промивки. Методом вакуум-фільтрації властивий і ряд недоліків: складність підготовки осаду до зневоднення, велика витрата реагентів, корозія трубопроводів та обладнання,

Існують різні прийоми термічної обробки осаду. Найбільш раціональний метод - сушка осаду у барабанних пневматичних або вальцьових сушарках. На рис. 7 показана сушарка барабанного типу: сушильний агрегат складається з топки, сушильної камери і вентиляційного пристрою. З боку входу знаходиться завантажувальна камера, а з боку виходу-розвантажувальна камера. Топка розташована з боку входу в сушильну камеру. Для відсмоктування відпрацьованих газів встановлюють вентилятор. Барабан розташований на ковзанках і має привід, від якого здійснюється його обертання.

Температура топкових газів повинна підтримуватися в межах 500-800 ° С. Осад перед його завантаженням у барабан вимагає деякої обробки. Так, вологість вступника в барабан осаду повинна бути не більше 50%, інакше він буде прилипати до поверхні барабана. Для зниження вологості осаду з 75 до 50% до нього необхідно додавати раніше висушений осад з вологістю 20%.

24 Флотація (англ. - плавучість) - метод, заснований на різній здатності прилипання частинок до поверхні розподілу двох фаз - вода та повітря і вода та тверда речовина (наприклад нерозчинні частинки). Через воду пропускають повітря у вигляді дрібних бульбашок, до поверхні яких прилипають тверді частинки, нафтопродукти і спливають на поверхню, де їх збирають спеціальними пристроями. Реагенти – збирачі, піно вловлювачі, регулятори

25.Сорбція (лат. - поглинати) - метод, заснований на здатності деяких речовин (деревне вугілля, активоване вугілля, кокс, торф, глина) поглинати інші речовини - газоподібні, рідинні за рахунок власних пор.. Абсорбція - поглинання шкідливої речовини всією масою речовини абсорбенту без хімічної зміни поглинутої речовини. Адсорбція - поглинання шкідливої речовини тільки поверхнею адсорбенту за рахунок молекулярних сил поверхонь речовин, які взаємодіють без хімічного перетворення обох речовин. Хемосорбція - процес поглинання забруднювача із його хімічною зміною. Всі типи сорбції проводять у спеціальних пристроях колонного типу, заповнених поглиначем.

26.Екстракція (лат. - витягувати, вилучати) - процес вилучення із стічних вод, як правило, органічних шкідливих речовин, наприклад фенолу, з допомогою екстрагентів - речовин, які вилучають (розчиняють в собі) шкідливу домішку. Реагенти не повинні розчинятися у воді, бути нетоксичними, пожежовибухонебезпечними, їх густина повинна відрізнятися від густини води, повинні легко регенеруватися, вивільнюючи поглинуту речовину, наприклад при нагріванні.

Іонний обмін базується на здатності іонообмінних смол-полімерів поглинати катіони або аніони з розчину. Широко застосовується на теплових електростанціях, котельнях для зменшення жорсткості води (мг-екв/л), яка зумовлена концентрацією іонів металів - кальцію, магнію, заліза, цинку та інших важких металів. Використовують у гальванічних виробництвах для поглинання іонів заліза, цинку, кадмію, срібла, золота та інших важких металів із стічних вод.

27.Мета пом'якшення води — видалення з неї йонів кальцію та магнію, що зумовлюють головним чином твердість води, яка може бути усунена методами осадження та катіонування. Осадження базується на переведенні кальцію та магнію в важкорозчинні сполуки, які випадають в осад, що може бути здійснено термічним або хімічним шляхом.

Термічне пом'якшення води базується на розпаді гідрокарбонатів кальцію та магнію при підігріванні води з утворенням важкорозчинних речовин СаСО₃ та Mg(ОН)₂.

Хімічне пом'якшення води базується на введені в неї реагентів, що збагачують її СО₃^2- та ОН^-, у результаті чого утворюються важкорозчинні речовини СаСО₃ та Mg(ОН)^2-: вода обробляється гідроксидом кальцію (вапном) та карбонатом натрію (содою) при температурі 80—90°С, а також або гідроксидом натрію, або розчином фосфатів.

Катіонування основане на фільтрації води через шар катіонітів, при якому проходить заміщення іонів кальцію та магнію на іони натрію, водню або амонію, що містяться в твердій фазі катіоніту. Як катіоніти в основному застосовують сульфовугілля, катіонообмінні смоли на основі кополімерів стиролу та дивінілбензолу, які оброблені сірчаною та хлорсульфоновою кислотами і підлягають потім окисному гідролізу.

29. Дегазація води і. Найчастіше доводиться видаляти з води оксид вуглецю (IV), кисень і сірководень, рідше – метан. Ці гази відносяться до корозійноактивних, вони обумовлюють або підсилюють корозію металів. Деякі гази здатні утворювати з повітрям токсичні або пожежо- і вибухонебезпечні суміші.

Суть фізичних методів вода, що містить газ, приводиться в зіткнення з повітрям, якщо парціальний тиск цього газу в повітрі близький до нуля; створюються умови, при яких розчинність газу у воді стає нікчемно малою. Хімічні методи засновані на певних реакціях, в результаті яких відбувається хімічне зв’язування розчинених газів. Реалізуються ці методи шляхом введення в оброблювану воду реагентів або фільтруванням її через спеціальні завантаження.Фізичні методи дегазації водиДля видалення з води розчинених газів застосовують декілька типів дегазаторів: плівкові з різного роду насадками,.

Барботувальні дегазатори (рис. 3.2) використовують для глибокого видалення вуглекислого газу на установках продуктивністю не більше 20 м³/год. дегазатори пінного типу (рис. 3.3). Основним конструктивним елементом цих апаратів служить перфорована пластина (грати). Вода тонким шаром протікає уздовж грат і під дією поперечного струму повітря, що подається через її отвори, в спінюється. У пінному шарі гази з води десорбуються значно інтенсивніше.Хімічні методи дегазації води.Хімічні методи засновані на реакціях, в результаті яких відбувається хімічне зв’язування розчинених газів. 30. Перегонка і ректифікація є одним з найпоширеніших методів видалення зі стічних вод розчинених органічних рідин. Установки перегонки і ректифікації стічних вод, як правило, входять до складу технологічних схем основнихвиробництв. Видалені зі стічної води домішки звичайно використовують на цих же виробництвах.

Для очистки стічних вод застосовують просту перегонку, перегонку в присутності водяної пари або інертних носіїв, азеотропну перегонку, а також ректифікацію у відгінних колонах, у присутності водяної пари і азеотропну ректифікацію.

Просту перегонку проводять на установці періодичної дії шляхом поступового випару стічної води, що перебуває в перегінному кубі. Пари, що утворюються, конденсуються в конденсаторі-холодильнику, і дистилят надходять у збірник. Досить часто для очистки стічних вод застосовують перегонку з водяною парою. Відмінність цієї схеми від схеми простої перегонки полягає у введенні гострої пари безпосередньо в стічну воду, що спрощує конструкції перегінних апаратів, знижує витрату тепла на перегонку. Для відгону зі стічної води домішок використовують інертні носії, наприклад гази, азот, диоксид вуглецю та ін.

Паро циркуляційний метод очистки полягає у ректифікації стічних вод у відгінній колоні з використанням циркулюючої водяної пари та послідуючої відмивки циркулюючої пари за допомогою луги або інших реагентів. Принципова схема скрубера для знефенолювання стічних вод пароциркуляційним методом наведена на рис. 6.5.

31. Знезараження – санітарно-технічні процеси ліквідації у воді мікроорганізмів (бактерій, вірусів), які перешкоджають її використанню для пиття, господарських потреб і промислових цілей або викиданню в природні водойми.

Розрізняють реаґентні (хімічні) і безреаґентні (фізичні) способи З.в.

До реаґентних належать хлорування, озонування, знезараження йонами міді, срібла та ін.

До безреаґентних – знезараження ультрафіолетовим промінням, ультразвуком, йонізуючим випроміненням, фільтруванням і тепловою обробкою.

Знезаражуванню піддається вода, що використовується для господарсько-питних цілей та для підтримування тиску в нафтових покладах. Вміст у питній воді мікробів, який визначається кількістю колоній, після 24-годинного вирощування при температурі 37⁰С повинен бути не більше 100 в 1 см³, кишкових паличок не більше 3 штук в 1 дм³ води.

Хлорування — процес водопідготовки, який полягає у додаванні елемента хлору в воду як спосіб очищення води, щоб зробити її придатною для споживання людиною в якості питної води. Хлорування використовується навіть у воді для басейнів.

При хлоруванні застосовують або чистий хлор або хлорвмісні препарати: хлорне вапно, гіпохлорит кальцію, гіпохлорит натрію, діоксид хлору, хлораміни. Окислювальні властивості хлору та консервуючий ефект післядії, а також низка інших сприятливих ефектів (дезодорація, зменшення кольоровості, попередження біообростань, видалення заліза та марганцю, руйнування сірководню) — суть знезаражуючого ефекту при хлоруванні води.

Озонування –Проведення хімічних реакцій дією озону. В техніці використовують г. ч. для знезараження повітря й води, з метою знищення неприємних запахів тощо, очищення стічних вод від нафтопродуктів шляхом хімічного окиснення органічних домішок, знезараження, дезодорації і знебарвлення.

33. Фізичні методи полягають у випаровуванні з метою отримання розчинних у воді речовин в кристалічному стані з їх подальшим використанням; обробка магнітним полем, яке зменшує утворення нерозчинних осадів, сприяє їх розрихленню. Фізико-механічні методи базуються на застосуванні механічних пристроїв, що діють на законах фізики: флотація, гіперфільтрація або зворотний осмос, ультрафільтрація, електродіаліз.

Флотація (англ. - плавучість) - метод, заснований на різній здатності прилипання частинок до поверхні розподілу двох фаз - вода та повітря і вода та тверда речовина (наприклад нерозчинні частинки).

Ультрафільтрація - заснована на продавлюванні розчину з допомогою порівняно невеликого тиску через мембрани з порами, через які можуть рухатися молекули з невеликими розмірами - вода, іони солей і не можуть проникнути молекули великих розмірів - полімерів, колоїдів, отже вони відокремлюютьсяГіперфільтрація - ні фільтри, , через які під дією великого тиску продавлюються молекули води, а молекули солей лишаються з іншої сторони, де їх концентрація зростає.

Електродіаліз (гр. діаліз - розклад, відокремлення) - метод, в якому з допомогою спеціальних мембран, підключених в якості електродів до електричного постійного струму, відбувається переміщення солей.

Хімічні методи засновані, на відміну вище розглянутих, на зміні хімічного складу речовин, зокрема на перетворенні водорозчинних сполук у газоподібні, нерозчинні, наприклад осади, які потім відокремлюють і утилізують або захоронюють. Ці методи вимагають великої кількості хімічних реактивів, а отже є затратними, економічно недоцільними.

Більш ефективні сучасні методи: коагуляція, флокуляція, екстракція, іонний обмін, сорбція, абсорбція, адсорбція, хемосорбція.

34. Джерела забруднення за умовами утворення можуть бути природні (виверження вулканів, лісові пожежі, пил з ерозійних ґрунтів, вивітрювання гірських порід, піщані бурі та ін.) та штучні (антропогенні, техногенні), створені господарською діяльністю людини. Забруднювачі можна об’єднати в такі групи:що утворюються при згорянні палива для потреб промисловості, опалюванні житла, при роботі всіх видів транспорту;які виникли в результаті промислових викидів;що обумовлені спалюванням і переробкою побутових і промислових відходів;природного походження (мінеральні, рослинні, тваринні, мікробіологічні).

Основними джерелами забруднення атмосферного повітря в індустріальних державах є автомобілі та інші види транспорту, промислові підприємства, теплові електростанції. Щорічно в атмосферу викидається 120-150 млн т золи, до 150 млн т SO2. В Україні головні забруднювачі повітря – підприємства металургії (у загальному об’ємі викидів їх частка становить 33 %), енергетика – 30 %, вугільна промисловість – 10 %, хімічна та нафтохімічна – 7 %. Найбільшу кількість сірчистого газу викидають підприємства енергетики, чорної металургії та вугільної промисловості (80 % викидів). Оксиди азоту надходять в атмосферу від підприємств енергетики та металургії (72 %), а виробництва хімічної, нафтопереробної і газової промисловості вносять найбільший вклад (43 %) у викиди вуглеводнів. Автотранспорт робить значні викиди в атмосферу (понад 200 різних хімічних сполук). Оскільки в повітрі знаходиться одночасно цілий ряд домішок, то при нормуванні враховують їх сумарний шкідливий вплив. Сумарна гранично допустима концентрація повинна бути меншою одиниці: ,де n – кількість речовин-забруднювачів;С_і – концентрація кожної речовини-забруднювача в повітрі; ГДК_і – гранично допустима концентрація кожної речовини-забруднювача. Гранично допустимий викид (ГДВ) в атмосферу – це норма викиду шкідливої речовини на певній території з певною кількістю підприємств, що в сумі з їх викидами не перевищує ГДК. поняття фонової концентрації С_ф речовини в атмосфері, тобто її природної концентрації, яка склалася віками і відповідає даній природній зоні. , де n – кількість підприємств на даній території.

35. Пил - основний шкідливий фактор на багатьох промислових підприємствах, обумовлений недосконалістю технологічних процесів. Природний пил знаходиться в повітрі в звичайних умовах мешкання людини в межах концентрацій 0,1-0,2 мг/м3, в промислових центрах, де діють великі підприємства, він не буває нижче 0,5 мг/м3Основні фізико-хімічні властивості пилу: хімічний склад, дисперсність (ступінь подрібнення), будова частинок, розчинність, щільність, питома поверхня, нижня та верхня концентраційна границя вибуховості суміші пилу з повітрям, електричні властивості та ін. Промисловий пил може бути класифікований за різними ознаками: - за походженням - органічний (рослинний, тваринний, штучний пил) і неорганічний (мінеральний, металевий пил) та змішаний (присутність часток органічного та неорганічного походження); - за способом утворення - дезінтеграційний (подрібнення, різання, шліфування і т. п.), димовий (сажа та частки речовини, що горить) та конденсаційний (конденсація в повітрі пари розплавлених металів); - за токсичною дією на організм людини - нейтральний) та Для організму людини найбільш небезпечний пил, що складається з часток розміром до 0,015 мкм, тому що погано затримується слизовими оболонками верхніх дихальних шляхів і потрапляє далеко в легеневу тканину. Частинки зазубреної колючої форми небезпечніші за сферичні, бо подразнюють шкіру, легеневі тканини та слизові оболонки, даючи змогу просмоктуватися в організм інфекційним мікроорганізмам, що супроводжують пил або знаходяться у повітрі. Це призводить до атрофічних, гіпертрофічних, гнійних, виразкових та інших змін слизових оболонок, бронхів, легень, шкіри; веде до катару верхніх дихальних шляхів, виразковому захворюванню носової перетинки, бронхіту, пневмонії, кон'юктивіту, дерматиту та інших захворювань. Довготривале вдихання пилу, що потрапляє в легені, викликає пневмоконіоз.. Деякі види пилу (свинцевий, миш'яковий, марганцевий і т.п.) обумовлюють отруєння і ведуть до функціональних змін ряду органів і систем.

36=37-44