книги / Углеродные адсорбенты и их применение в промышленности

бавлением полиакриламида в количестве до I мг/л.

С. 1975 года на Тюменском водопроводе была произведена реконструкция скорых фильтров на двухслойные угольно-песча­ ные. Загрузка фильтров была выполнена из активного угля марки АГ-3 слоем 1,2 м и кварцевого песка высотой слоя 0,8 м.

Многолетний опыт эксплуатации угольно-песчаных фильтров показал,что они работают устойчиво в отношении очистки во­ ды от различных сорбируемых загрязнений: мутность фильтра­ та не превышала 1,5 м г/л, запахи и привкусы были не более 1-2 баллов, содержание фенолов снижалось до 0,001 м г/л,

Надежная работа фильтров была возможна только при нали­ чии остаточного активного хлора в воде перед ее поступле­ нием на угольную загрузку в количестве порядка 1-2 мг/л; его отсутствие приводило к быстрому появлению гнилостного запаха в очищенной воде.

6 результате работы фильтров были установлены их сле­ дующие эксплуатационные показатели:

- для завершения процессов окисления и сорбции различ­ ных загрязнений, содержащихся в воде р.Туры, необходимое время контакта активного угля с обрабатываемой водой долж­ но составлять не менее б мин при

-скорости фильтрования 8-10 м/ч;

-общих потерях угля при промывках фильтров с интенсив­

ностью 15 л /с.м 2 и продолжительностью 5-7 мин в течение года не превышает 5 %;

- угольная загрузка сохраняет свою активность в отноше­ нии удаления веществ, обуславливающих привкусы и запахи воды,примерно 1,5-2 года.

Использование гранулированного активного угля совместно с хлором на Тюменском водопроводе позволило повысить эффект очистки воды от органических загрязнений, устранить Привкусы и запахи в очищенной воде, существенно облегчить эксплуатацию сооружений и снизить себестоимость очистки воды.

281

Рис.З. Изменение цветности очищенной воды в течение филыроцикла.

Si

была повышена до 10-12 м/ч по сравнению с 7-8 м/ч на однослойных фильтрах,что дало возможность повысить производительность станции;

- продолжительность фильтрационных циклов была боль­ шей и составила до 18 ч, в то Бремя как для однослойных фильтров она равнялась 10-12 ч. Это позволило несколько сократить расход воды на промывку.

Гранулированный активный уголь довольно длительное время не требует регенерации. Это объясняется тем,что в течение всего времени эксплуатации в воду перед ее поступ­ лением на фильтры постоянно вводился хлор в количествах 0 ,9 -1 ,7 м г/л, и очистка воды на угольной шихте проходила

вусловиях одновременного протекания процессов окисления

исорбции.

После того как сорбционная емкость активного угля исчерпана, требуется его регенерация. Существуют различ­ ные методы термической регенерации угля для восстановле­ ния его сорбционной способности. Однако, учитывая сложно­ сти организации таких схем непосредственно на водоочист­ ных станциях, должна проводиться работа по разработке методов химической регенерации, позволяющих восстановить сорбционную способность угля, утраченной в результате его кольматации взвесью.

Наиболее интересен зарубежный опыт применения гранули­ рованных активных углей в сочетании с предварительным озонированием воды (ФРГ,Нидерланды,Франция,Швейцария). Опыт эксплуатации угольных фильтров в таких условиях показывает,что на поверхности угля происходит не только окисление органических веществ, но и развиваются биологи­ ческие процессы, которые приводят к его постоянной реге­ нерации. Это объясняется тем,что озон разлагает органиче­ ские вещества, находящиеся в воде, на более простые,кото­ рые, задерживаясь на поверхности угля, являются хорошей питательной средой для микроорганизмов.

Роль активных углей особенно возрастает в связи с Проблемой устранения из воды тригалоидметанов - токсич­ ных органических веществ, образующихся при обработке воды хлором. В литературе имеются сообщения о том, что

285

на угольной загрузке происходит сорбция продуктов Трансформации органических веществ. Наличие на станциях угольных фильтров позволило снизить содержание хлорофор­ ма на 75 % (со 150 до 40 мг/л) и бромоформа до 100 %.

В последние годы проводилась работа, направленная на поиск более эффективных марок углей. Исследования показа­ ли,что уголь новой марки (АГМ) обладает более высокой сорбционной способностью по отношению к химическим загряз­ нениям, чем уголь АГ-3 и обеспечивает более глубокую очистку воды.В ближайшее время предполагается осуществить производственную проверку угля AIM, промышленный выпуск которого начнется с 1982 года.

Поскольку фильтры с угольной шихтой используют на завершающей стадии обработки воды, весьма важным требова­ нием к сорбенту являются высокая механическая прочность

ихимическая стойкость. Кроме того, активный уголь дол­ жен иметь высокую сорбционную емкость и динамическую ак­ тивность, не выделять в питьевую воду вредных примесей.

Питьевая вода является продуктом первой необходимости для населения, производится в огромных масштабах, поэтому углеродные сорбенты, предназначенные для водоочистных станций, должны быть достаточно дешевыми.

Масштабы использования гранулированных активных углей в технологии очистки питьевых вод постоянно расширяются,

ипотребность в активных углях в коммунальном хозяйстве

СССР растет.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Паскуцкая Л.Н. и др. Повышение эффективности очистки воды в системах хозяйственно-питьевого водоснаб­ жения.-Mi: Стройиздат, 1978.

2. Бахарев В.А. и др. Применение гранулированного активного угля на Тюменском водопроводе. - Водоснабж.

286

УДК 661.183.2:628.3

В.А.Казаков, С.И.Суринова, М.Ч.Мурабулдаев, Б. И.Захаров

ДВУХСТАДИЙНАЯ ОЧИСТКА СТОКОВ КОКСОХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИСКОПАЕМОГО УГЛЯ К« И СФЕРИЧЕСКИХ АДСОРБЕНТОВ ИГИ

Сточные воды коксохимических производств являются наиболее сложными по своему химическому составу. Содер­ жание широкого набора токсичных органических веществ различных классов требует применения сложных и дорого­ стоящих методов очистки.

Одним из эффективных методов очистки промышленных сто­ ков, обеспечивающих высокую степень очистки практически от всех органических веществ, является метод адсорбции. Его широкое внедрение в большей степени зависит от пра­ вильного выбора недорогих и недефицитных адсорбентов.

Проведенные ранее работы по очистке различных промыш­ ленных сточных вод, содержащих различные жиры и масса, показали,что в качестве недорогих и эффективных поглоти­ телей вредных веществ могут применяться дробленые иско­ паемые угли без специальной обработки / 1 ,2 / .

Поэтому при разработке метода рекуперационной очистки сточных вод коксогазового производства на первой стадии очистки был использован ископаемый уголь марки К2 шахты "Прокопьевская" Кузбасса (гранулометрический сос­

тав 0 ,5 -3 ,0 мм). Выбор этого угля объясняется,во-первых, тем,что он является компонентом шихты для коксования,

288

в связи с чей отпадаетнеобходимость в специальной до­ ставке и утилизации'использованного угля» во-вторых, уголь Kg обладает достаточна развитой пористой структурой, что обусловлено большим содержанием в нем фюзинита

СF - 29

На стадии глубокой очистки применяли сферические угле­ родные адсорбенты; получаемые из газового угля Ig Кузбас­ са без применения связующих веществ по технологии, разра­ ботанной в ИГО.

Изучение процесса очистки проводили в условиях завода на динамической лабораторной установке, состоящей из ад­ сорбционных колонок (диаметром 36 мм, высота секций 250 мм), центробежного насоса (пределы подачи воды 5-50 см3/м ин), емкостей для сточной и очищенной воды и

ротаметра. В ходе опытов варьировали число колонок и вы­ соты слоев. Исследования проводили,как с водой общего стока завода, так и с водой после обесфеноливащего скруббера. Показатели загрязненности еоды приведены в таблице.

Характеристика сточных вод завода

Исходную воду подкисляли до pH 4-5 и насосом с задана ной скоростью подавали в адсорбционные колонны снизу вверх. Время контакта жидкости с шихтой во всех экспериментах составляло 18 мин. Для подкисления применяли 49 %серную кислоту - продукт сернокислотной очистки сырого бензола;

расход кислоты 0,05 -0,06 %(объем)..

В очищенной воде периодически определяли содержание хлороформорастворимых веществ, летучих и нелетучих фено­ лов, а также ХПК по общепринятым методикам. По данным анализов строили выходные кривые изменения концентрации веществ в воде после очистки в зависимости от отношения объема очищенной воды к массе загруженного угля.

РисЛ.Выходные кривые адсорбции хлороформо­ растворимых веществ (уголь К»).

GI и т -соответственно количество сточной воды и угля ^(массовы е доли).

1-вода общего стока; 2-вода после обесфеноливащ его скруббера.

Исследования процесса первой стадии очистки сточных вод коксохимического производства показали,что применение угля Н£ значительно снижает содержание хлор'*формораство­ римых веществ в воде. Из р и с .I видно,что 99-100 %-ная степень очистки поддерживается до соотношения очищенной воды к углю 200:1 (по массе). Величина проскока, равная 50 %9 достигается при соотношении очищенной воды к углю 700:1. Предельное количество хлороформорастворимых ве­ ществ, которое может быть уловлено углем составляет

I г/100 г угля.

Очистка воды от фенолов и снижение ХПК на первой ста­ дии наблвдается только в первые минуты опыта. Это объяс­

290