- •Учебно-методические разработки для самостоятельной работы студентов по курсу «Теоретические основы защиты окружающей среды»
- •Часть I
- •Обезвоживание и методы очистки сточных вод
- •Введение
- •Глава 1. Основные законы термодинамики. Понятие энтропии как функции обесценивания энергии и стремления системы к хаосу
- •1.1 Понятие «энтропия». Принцип существования и возрастания энтропии
- •1.2. Энергоэнтропийная концепция аварийности и травматизма
- •1.3. Воздействие промышленного производства на природу. Ресурсосберегающая технология. Материальный баланс производства
- •1.4. Классификация основных процессов
- •1.5. Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов
- •1.5.1. Материальный баланс
- •1.5.2. Энергетический баланс
- •1.5.3. Интенсивность процессов и аппаратов
- •1.5.4. Определение основных размеров аппаратов
- •1.5.5. Моделирование и оптимизация процессов и аппаратов
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2. Классификация двухфазных систем
- •2.1. Методы обезвоживания
- •2.2. Формы связи воды с твердым телом. Энергия связи различных форм воды с твердым телом
- •2.3. Влагоудерживающая способность твердых тел. Влияние основных факторов на степень обезвоживания
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Отделение жидкости под действием механических методов
- •3.1. Обезвоживание кускового материала дренированием
- •3.1.1. Гидродинамика течения жидкости под влиянием собственного веса в порах осадка
- •3.2. Отстаивание под действием силы тяжести
- •3.2.1. Основные понятия. Классификация суспензий
- •3.2.2. Способы выражения и расчета концентрации твердого в пульпе
- •3.2.3. Исследование скорости расслоения суспензий I-го и II-го классов методом длинной трубки
- •3.2.4. Качественное описание процесса расслоения суспензий III и IV классов
- •3.2.5. Расчет удельной поверхности сгущения по методу Коу и Клевенжера
- •3.2.6. Расчет удельной поверхности по методу Кинча
- •3.2.7. Определение высоты сгустителя
- •3.2.8. Пример расчета сгустителя по методу Кинча
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4. Применение центробежной силы при обезвоживании
- •4.1. Основные понятия
- •4.2. Особенности применения гидроциклонов для обезвоживания
- •Порядок расчета гидроциклона.
- •4.3. Особенности применения центрифуг для сгущения суспензий
- •4.4. Основные закономерности разделения суспензий в осадительных центрифугах. Индекс производительности
- •4.5. Физические основы разделения суспензий в фильтрующих центрифугах
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5. Фильтрование
- •5.1. Основные понятия. Классификация
- •5.2. Физические основы фильтрации с образованием осадка. Гидродинамика течения жидкости через пористые и зернистые слои
- •5.3. Основное уравнение фильтрации
- •5.4. Определение оптимальных условий работы фильтров. Экономически выгодный цикл фильтрации
- •5.5. Применение уравнения фильтрации. Определение удельного сопротивления осадка и его сжимаемости
- •5.6. Фильтровальные перегородки
- •5.7. Конструкции фильтров. Периодически и непрерывно действующие. Классификация. Фильтры, работающие под давлением. Вакуум-фильтры. Способы снятия осадка
- •5.8. Выбор и расчет фильтров
- •5.9. Схемы подсоединения вакуум-фильтров
- •Контрольные вопросы
- •Глава 6. Агрегирование
- •6.1. Теория процесса агрегирования. Механизмы встреч частиц друг с другом. Понятие о расклинивающем давлении Теория процесса агрегации
- •Два механизма соударения или встречи частиц
- •6.2. Три слагающие поверхностных сил (расклинивающего давления). Двучленный закон взаимодействия
- •6.3. Силы Ван-дер-Ваальса. Слагающие сил Ван-дер-Ваальса. Ван-дер-ваальсово взаимодействие между молекулами и конденсированными фазами Силы Ван-дер-Ваальса
- •Электромагнитная теория взаимодействия конденсированных фаз
- •6.4. Природа ионно-электростатических сил. Закономерность изменения их вглубь раствора
- •6.5. Гидратационная слагаемая поверхностных сил (расклинивающего давления)
- •6.6. Три механизма агрегирования: коагуляция, флокуляция, мостиковая флокуляция
- •6.7. Основные принципы селективной агрегации частиц
- •6.8. Характеристика применяемых высокомолекулярных синтетических флокулянтов
- •Контрольные вопросы
- •Глава 7. Абсорбция
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Равновесие при абсорбции
- •7.3. Материальный и тепловой балансы процесса
- •7.4. Скорость процесса
- •Контрольные вопросы
- •Глава 8. Адсорбция
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Характеристики адсорбентов и их виды
- •8.3. Равновесие при адсорбции
- •8.4. Кинетика адсорбции
- •8.5. Десорбция
- •Контрольные вопросы
- •Глава 9. Флотация
- •9.1. Общие сведения
- •9.2. Теоретические основы процесса флотации
- •9.3.Флотационные реагенты и их классификация
- •9.4. Механизм действия собирателей
- •9.5. Реагенты-депрессоры
- •9.6.Реагенты-активаторы
- •9.7. Реагенты-регуляторы среды
- •9.8. Реагенты-пенообразователи
- •Контрольные вопросы
- •Глава 10. Экстракция
- •10.1 Процессы экстракции в системах жидкость-жидкость
- •10.1.1. Общие сведения
- •10.1.2. Равновесие в системах жидкость - жидкость
- •10.1.3. Методы экстракции
- •10.2. Процессы растворения и экстракции в системах твердое тело - жидкость
- •10.2.1. Общие сведения
- •10.2.2. Равновесие и скорость выщелачивания
- •Контрольные вопросы
- •Глава 11. Сушка
- •11.1. Основные понятия. Параметры, подлежащие расчету
- •11.2. Равновесное содержание влаги при сушке. Кинетика сушки. Понятие о напряжении объема сушилки
- •11.3. Основные параметры влажного воздуха
- •11.5. Изображение процессов изменения состояния воздуха на j - X на диаграмме
- •11.6. Материальный и тепловой балансы сушки
- •11.7. Расчет удельных расходов воздуха и тепла на сушку
- •11.8. Расчет сушилки в случае частичной рециркуляции обработанного воздуха
- •11.9. Сушка топочными газами
- •11.10. Конструкции сушилок
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Оглавление
- •Глава 1. Основные законы термодинамики. Понятие энтропии как функции обесценивания энергии и стремления системы к хаосу 6
- •Глава 2. Классификация двухфазных систем 41
- •Глава 3. Отделение жидкости под действием механических методов 50
- •Глава 4. Применение центробежной силы при обезвоживании 75
- •Глава 5. Фильтрование 86
- •Глава 6. Агрегирование 117
- •Глава 7. Абсорбция 144
Глава 4. Применение центробежной силы при обезвоживании 75
4.1. Основные понятия 75
4.2. Особенности применения гидроциклонов для обезвоживания 75
4.3. Особенности применения центрифуг для сгущения суспензий 78
4.4 Основные закономерности разделения суспензий в осадительных центрифугах. Индекс производительности 80
4.5 Физические основы разделения суспензий в фильтрующих центрифугах 82
Глава 5. Фильтрование 86
5.1. Основные понятия. Классификация 86
5.2. Физические основы фильтрации с образованием осадка. Гидродинамика течения жидкости через пористые и зернистые слои 88
5.3. Основное уравнение фильтрации 91
5.4. Определение оптимальных условий работы фильтров. Экономически выгодный цикл фильтрации 94
5.5. Применение уравнения фильтрации. Определение удельного сопротивления осадка и его сжимаемости 96
5.6. Фильтровальные перегородки 99
5.7. Конструкции фильтров. Периодически и непрерывно действующие. Классификация. Фильтры, работающие под давлением. Вакуум-фильтры. Способы снятия осадка 100
5.8. Выбор и расчет фильтров 111
5.9. Схемы подсоединения вакуум-фильтров 113
Глава 6. Агрегирование 117
6.1. Теория процесса агрегирования. Механизмы встреч частиц друг с другом. Понятие о расклинивающем давлении 117
6.2. Три слагающие поверхностных сил (расклинивающего давления). Двучленный закон взаимодействия 120
6.3. Силы Ван-дер-Ваальса. Слагающие сил Ван-дер-Ваальса. Ван-дер-ваальсово взаимодействие между молекулами и конденсированными фазами 124
6.4. Природа ионно-электростатических сил. Закономерность изменения их вглубь раствора 129
6.5. Гидратационная слагаемая поверхностных сил (расклинивающего давления) 132
6.6. Три механизма агрегирования: коагуляция, флокуляция, мостиковая флокуляция 133
6.7. Основные принципы селективной агрегации частиц 137
6.8. Характеристика применяемых высокомолекулярных синтетических флокулянтов 140
Глава 7. Абсорбция 144
7.1. Общие сведения 144
7.2. Равновесие при абсорбции 145
7.3. Материальный и тепловой балансы процесса 150
7.4. Скорость процесса 156
Глава 8. Адсорбция 161
8.1. Общие сведения 161
8.2. Характеристики адсорбентов и их виды 162
8.3. Равновесие при адсорбции 167
8.4. Кинетика адсорбции 170
8.5. Десорбция 174
Глава 9. Флотация 178
9.1. Общие сведения 178
9.2. Теоретические основы процесса флотации 180
9.3.Флотационные реагенты и их классификация 195
9.4. Механизм действия собирателей 197
9.5. Реагенты-депрессоры 202
9.6.Реагенты-активаторы 211
9.7. Реагенты-регуляторы среды 214
9.8. Реагенты-пенообразователи 217
Глава 10. Экстракция 224
10.1 Процессы экстракции в системах жидкость-жидкость 224
10.1.1. Общие сведения 224
10.1.2. Равновесие в системах жидкость – жидкость 226
10.1.3. Методы экстракции 237
10.2. Процессы растворения и экстракции в системах твердое тело - жидкость 245
10.2.1. Общие сведения 245
10.2.2. Равновесие и скорость выщелачивания 247
Глава 11. Сушка 253
11.1. Основные понятия. Параметры, подлежащие расчету 253
11.2. Равновесное содержание влаги при сушке. Кинетика сушки. Понятие о напряжении объема сушилки 255
11.3. Основные параметры влажного воздуха 259
11.4. J - X - диаграмма влажного воздуха 263
11.5. Изображение процессов изменения состояния воздуха на J - x на диаграмме 264
11.6. Материальный и тепловой балансы сушки 267
11.7. Расчет удельных расходов воздуха и тепла на сушку 270
11.8. Расчет сушилки в случае частичной рециркуляции обработанного воздуха 272
11.9. Сушка топочными газами 275
11.10. Конструкции сушилок 277
Литература 285