59. Аппараты для очистки сточной воды от нерастворимых твердых частиц.

Аппараты – это специальные строительные устройства.

Аппараты используют для очистки различных продуктов (отходов) промышленного предприятия.

К таким продуктам относятся нерастворимые твердые частицы, которые можно разделить на две категории:

1) плотность частицы больше плотности воды,

2) плотность частицы меньше плотности воды - дерево,

Также к нерастворимым можно отнести жидкие – молекулы нерастворимой жидкости, которые образую тонкую пленку на поверхности воды.

Аппараты для очистки нерастворимых твердых частиц:

1) Отстойник, применяется для очистки от тяжелых частиц

применяется для очистки от легких частиц

2) Гидроциклон

3) Фильтр

Работает как пылесос.

60. Аппараты для очистки сточной воды от растворенных частиц.

Для очистки от твердых частиц достаточно механических аппаратов, а для очистки от растворенных веществ мех аппаратов недостаточно необходимо осуществлять термическую или химическую очистку.

Химическая очистка заключается в использовании реагентов, которые вредное вещество из жидкого, растворенного состояния превращают в твердое (нерастворимое - осадок).

1- бак, 2 – трубопровод, 3- насос, 4 – усреднитель, 5 – хим. Реактор, 6 – отстойник, 7 – гидроциклоп, 8 – фильтр, 9 – хлоратор.

61. Аппараты для обеззараживание сточной воды.

Экологически она наиболее чистая, основана на способности микроорганизма использовать вредные вещества для своего питания. Обычно применяется активный ил – это комплекс живых микроорганизмов (бактерии, водоросли, грибы и т.д.) Микроорганизмы могут быть:

* Аэробные. Им для жизнедеятельности необходим кислород. Для них характерны реакции окисления, эти организмы преобладают.

* Анаэробные. Им не требуется кислород, для них характерны реакции брожения.

Для развития микроорганизмов необходимы следующие условия:

- t⁰ 20⁰-40⁰С

- pH=6,5 – 7,5

- определенное соотношение органики, азота и фосфора

- содержание свободного кислорода в воде – не менее 2 мг на литр

- ограничивается содержание вредных веществ в воде

Биохимической очисткой очень хорошо перерабатывается простейшая органика. Это метод наиболее дешевый, основной способ очистки от органики.

Применяемые аппараты:

Аэротэнки. Применяются при больших объемах сточных вод. Представляют собой железобетонные бассейны длиной до 100м, глубиной до 5м, снизу имеется устройство для подачи воздуха. При помощи воздуха активный ил и сточные воды хорошо перемешиваются, образуется взвешенный слой осадка, где и происходит очистка.

Биофильтры. Применяются при небольших расходах сточных вод. Вертикальные аппараты глубиной до 4м. Снизу имеется решетка, на нее укладывается насадка (щебень, гравий и т.д.). На насадке образуется пленка микроорганизмов. Сточные воды подаются сверху, снизу под решетку подается воздух.

биологические пруды. Делается каскад прудов. Пруды имеют глубину не более 1м – хорошо прогреваются и хорошо размножаются микроорганизмы. В прудах производится доочистка от органики. В последнем пруде разводят рыбу; пруды применяются в летнее время.

Поля орошения

Поля фильтрации

62. Аппараты сухой очистки.

1. Гравитационные пылеосадительные камеры.

загрязненный воздух

При увеличении размера аппарата скорость воздуха будет меньше, и частицы пыли оседают под действием сил тяжести.

2. Инерционные пылеосадительные камеры.

То же самое, но добавляются перегородки, частицы пыли ударяются о них и спускаются вниз.

3. Циклоны.

Запылённый воздух поступает во входной патрубок 1, в циклоне поток воздуха спиралеобразно закручивается, поток очищенного воздуха поворачивает наверх и выходит через выходной патрубок, пыль оседает вниз. Циклоны – самый распространённый аппарат для сухой очистки.

4. Фильтры.

Запылённый воздух перекачивается через пористую перегородку, которая задерживает пыль. Фильтры бывают волокнистые, тканевые и зернистые.

Волокнистые (тонковолокнистые). Применяется материал типа ваты, они улавливают самую мелкую пыль, радиоактивные и токсичные вещ-ва.

Тканевые. В качестве ткани применяются натуральные ткани (шерсть), синтетические (лавсан), материалы типа войлока, стеклоткани.

Из фильтров наиболее распространены рукавные фильтры.

Фильтр состоит из нескольких секций, в каждой секции до десятка рукавов. Большинство секций работает на очистку, одна отключается на удаление пыли (имеется бункер). Степень очистки до 99%. Минус – истирание ракавов.

Аппараты мокрой очистки:

1. полые форсуночные скрубберы

1 – корпус

2 – газораспределительная решетка или сетка (равномерно распределяет газ по сечению аппарата, что улучшает очистку)

3- форсунки для подачи воды

2. мокрые электрофильтры

Конструкция как и у сухих электрофильтров, но осадительные электроды омываются водой.

3. циклон с водяной пленкой (ЦВП)

Это обычный циклон, но внутренняя стенка орошается водой. Пыль попадает в пленку воды и удаляется.

4. насадочный скруббер

На насадке образуется пленка, очистка - в этой пленке, степень очистки выше, но насадка засоряется пылью и ее периодически надо чистить.

4 – насадка (металлические или керамические кольца)

5. пенный скруббер

Очистка происходит в слое пены

2 – тарелка с отверстиями

4 – слой пены

Очистка от паров и газов

1) Абсорбция – поглощение примесей в воздухе жидкостями.

Абсорбция бывает физической и химической.

• Физическая абсорбция – поглощаемый компонент с жидкостью не взаимодействует. Наиболее распространенная поглотительная жидкость – вода. Она применяется для улавливания паров и газов, которые хорошо в ней растворимы. Обратный процесс (выделение газов из жидкости) называется десорбцией. Десорбцию проводят при высокой температуре жидкости. Сочетание абсорбции и десорбции позволяет многократно применять поглотительную жидкость и извлекать ценные компоненты в чистом виде. Аппараты – аналогичны аппаратам мокрой очистки, но называются по-другому: 1) градирня – см. полый форсуночный скруббер 2) насадочный абсорбер – см. насадочный скруббер 3) пенный абсорбер – см. пенный скруббер

• Для улавливания паров и газов, плохо растворимых в воде, применяется химическая абсорбция. Поглощаемое вещество взаимодействует с поглотительной жидкостью с образованием малорастворимых соединений. Поглотительными жидкостями являются растворы кислот, щелочей и солей. Пример: 2HF+ Na₂CO₃= 2NaF↓ +H₂O + CO₂↑ фтористый водород, раствор соды, вещ-во, полезное (ядовитое вещество) для пр-ва алюминия

2) Адсорбция – поглощение примесей в газах твердыми пористыми поглотителями (адсорбентами). Самый распространенный адсорбент – активный (активированный) уголь. Уловленные примеси из угля удаляются десорбцией (перегретым паром).

Достоинства: высокая степень очистки

Недостатки: довольно дорогой (пар, уголь)

Пример аппарата: коробка фильтрующего противогаза.

3) Термическое обезвреживание выбросов – окисление токсичных компонентов выбросов до менее токсичных. 2 способа:

1 прямое сжигание. Осуществляется при Т=1000⁰С. Недостатки: высокая Т, необх. доп. топливо.

2 каталитическое сжигание – окисление вредных веществ в присутствии катализаторов. Процесс идет при Т=200-300⁰С. Катализаторы: платина, палладий, оксиды меди, алюминий и т. д. Катализаторы широко применяются в промышленности и автотранспорте.

4)Биохимическая очистка – разложение неприятно пахнущих веществ в выбросах микроорганизмами. Для очистки применяются биофильтры и биоскрубберы.

Биофильтры – очищаемый газ пропускают через слой почвы, торфа или компоста (перегнившая растительность), орошаемой водой (для микроорганизмов).

Биоскрубберы – орошающей жидкостью является водная суспензия активного ила (активный ил – ил с содержанием микроорганизмов).

В обоих аппаратах происходит улавливание и переработка вредных веществ.

5) Очистка от радиоактивных веществ. Слабоактивные выбросы от радиоактивных веществ не очищаются. Среднеактивные выбросы – очистка в тонкослойных фильтрах или камерах выдержки. Высокоактивные выбросы – для очистки применяют адсорберы с активным углем. Во всех аппаратах идет улавливание и распад радиоактивных веществ (камеры выдержки).

102