8. Основные принципы и особенности расчета и проектирования аппаратов очистки промышленных выбросов от токсичных газовых примесей.
Расчет адсорбера
Минимальную необходимую массу сорбента определяют из уравнения материального баланса по количеству удаленного компонента
где Яп - объемный расход очищаемого воздуха (газа), м8 / с; с0 - концентрация удаленных примесей, мг/м8; т - время адсорбции, с; кз - коэффициент запаса, принимают 1,1-1,2; - погливна способность адсорбента в рабочих условиях, мг / кг адсорбента
Скорость воздушного потока в адсорбере со / я рассчитывают, исходя из допустимого падения давления Др в адсорбере
где кф - коэффициент формы зерна сорбента, учитывающий разную доступность всей поверхности зерен для потока обдува,
Геометрические размеры адсорбера (диаметр В0 и длина Ьа) определяют по формулам
продолжительность адсорбции и определяют по формуле
где 5я - удельная поверхность адсорбента, м2/м8;
9. Источники и виды загрязнения водной среды.
Основными источниками загрязнения водоемов являются: • промышленные бытовые сточные воды; • дренажные воды с орошаемых земель; • сточные воды животноводческих комплексов; • организованный сток (ливневая канализация); • неорганизованный поверхностный сток с территорий населенных пунктов, промышленных площадок и сельскохозяйственных полей; • молевой лесосплав (сплав леса по рекам); • водный транспорт; • твердый сток с эродированных земель (земли, потерявшие в результате эрозии почвы плодородный слой); • глобальный перенос.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) предлагает следующую классификацию видов загрязнения воды: 1) бактерии, вирусы, и другие болезнетворные организмы; 2) разлагающиеся органические веществами, которые, поглощая кислород воды, губительно действуют на рыбные запасы, обуславливают появление неприятных запахов и ухудшают вкус природной воды; 3) неорганические соли, которые не могут быть удалены обычными методами очистки. Они могут делать воду совершенно непригодной для питья, орошения и для многих процессов производства; 4) органические соли, но в отличие от вышеуказанных веществ обладают свойствами усиливать рост водной растительности и вызывают цветение водоемов. В процессе фотосинтеза они превращаются в органические вещества, способные осаждаться на дне озера. Загрязнение водоемов токсическими веществами представляет опасность для здоровья человека, как прямую, так и косвенную через животных, обитающих в воде. Пестициды – органические загрязняющие вещества, которые отличаются большой токсичностью. При обработке пестицидами больших сельскохозяйственных и лесных угодий с помощью авиации от 50 до 70% этих веществ разносятся ветром на сотни километров, попутно загрязняя и природные водоемы и водотоки. Кроме того, после выпадения дождей пестициды попадают в почву, затем в грунтовые воды, пока их миграция не закончится в какой-нибудь реке или озере.
10. Основные методы (процессы и аппараты) очистки и обезвреживания промышленных стоков: механические, химические, физико-химические и биохимические.
Механический этап
Производится предварительная очистка поступающих на очистные сооружения сточных вод с целью подготовки их к биологической очистке. На механическом этапе происходит задержание нерастворимых примесей.
Сооружения для механической очистки сточных вод:
• решетки и сита
• песколовики
• первичные отстойники
• мембранные элементы;
• септики
Для задержания крупных загрязнений органического и минерального происхождения применяются решетки и для более полного выделения грубодисперсных примесей — сита. Максимальная ширина прозоров решётки составляет 16 мм. Отбросы с решёток либо дробят и направляют для совместной переработки с осадками очистных сооружений, либо вывозят в места обработки твёрдых бытовых и промышленных отходов.Затем стоки проходят через песколовики, где происходит осаждение мелких частиц (песок, шлак, бой стекла т. п.) под действием силы тяжести, и жироловки, в которых происходит удаление с поверхности воды гидрофобных веществ путём флотации. Песок из песколовок обычно складируется или используется в дорожных работах.В последнее время мембранная технология становится перспективным способом при очистке сточных вод. Очистка сточных вод с использованием прогрессивной мембранной технологии применяется в комплексе с традиционными способами, для более глубокой очистки стоков и возврата их в производственный цикл.Очищенные таким образом сточные воды переходят на первичные отстойники для выделения взвешенных веществ.
Механическая стадия очистки важна для создания равномерного движения сточных вод (усреднения) и позволяет избежать колебаний объёма стоков на биологическом этапе.
Горизонтальный отстойник
Биологический этап
Биологическая очистка предполагает деградацию органической составляющей сточных вод микроорганизмами.На данном этапе происходит минерализация сточных вод, удаление органического азота и фосфора, главной целью является снижение биологического потребления кислорода.Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы.
С технической точки зрения различают несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются активный ил (аэротенки), биофильтры и метантенки(анаэробное брожение).
Первичные отстойники, куда на этом этапе попадает вода, предназначены для осаждения взвешенной органики. Это железобетонные резервуары глубиной пять метров и диаметром 40 и 54 метра. В их центры снизу подаются стоки, осадок собирается в центральный приямок проходящими по всей плоскости дна скребками, а специальный поплавок сверху сгоняет все более легкие, чем вода, загрязнения, в бункер.Также в биологической очистке, после первичных отстойников и аэротенков существует вторая линия радиальных отстойников. Во вторичных отстойниках находятся илососы. Они предназначены для удаления активного ила со дна вторичных отстойников очистных сооружений промышленных и хозяйственных стоков
Аэротенк
1 – стеновые панели, 2 –монолитные участки стен, 3 – мостик для прохода и прокладки трубопроводов, 4 – лоток, 5 – монолитное днище, 6 – паз в днище для заделки панелей, 7 – перегородочные панели
Физико-химический этап
Данные методы используют для очистки от растворенных примесей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ. Многие методы физико-химической очистки требуют предварительного глубокого выделения из сточной воды взвешенных веществ, для чего широко используют процесс коагуляции.
В настоящее время в связи с использованием оборотных систем водоснабжения существенно увеличивается применение физико-химических методов очистки сточных вод, основными из которых являются:
— флотация;
— сорбция;
— центрифугирование;
— ионообменная и электрохимическая очистка;
— гиперфильтрация;
— нейтрализация;
— экстракция;
— эвапорация;
— выпаривание, испарение и кристаллизация.
Флотатор
Дезинфекция
Для окончательного обеззараживания сточных вод предназначенных для сброса на рельеф местности или в водоем применяют установки ультрафиолетового излучения. Для обеззараживания биологически очищенных сточных вод, наряду с ультрафиолетовым облучением, которое используется, как правило, на очистных сооружениях крупных городов, применяется также обработка хлоров в течение 30 минут. Хлор уже давно используется в качестве основного обеззараживающего реагента практически на всех очистных городов в России. Поскольку хлор довольно токсичен и представляет опасность очистные предприятия многих городов России уже активно рассматривают другие реагенты для обеззараживания сточных вод такие как гипохлорид, дезавидионизирование.