Аппараты для адсорбционной и ионообменной обработки

Адсорбционные методы применяют для глубокой очистки сточных вод замкнутого водопотребления и доочистки сточных вод от растворенных органических веществ после биохимической очистки, а также в локальных установках, если концентрация загрязнителей в воде невелика, и они биологически не разлагаются или являются сильно токсичными.

Ионный обмен является одним из основных способов умягчения, опреснения и обессоливания вод, а так же способом рекуперации растворенных ионных компонентов. Эффективность адсорбционной очистки достигает 80-95 % и зависит от химической природы, величины сорбцирующей поверхности и ее доступности, от химического строения вещества и его состояния в растворе.

Достоинством метода является высокая эффективность , возможность очистки сточных вод, содержащих несколько веществ, а так же рекуперации этих веществ. (рекуперация - )

Для сорбции из растворов необходимы развитая переходная пористость и сравнительно крупные микропоры, что характерно для высокоактивных углей с высокой степенью обгара. Для адсорбции из жидких сред применяют порошкообразные и гранулированные активные угли БАУ, ДАК, ОУ и др.

Аппараты для сорбционной очистки сточных вод классифицируются по разным признакам:

- по организации процесса: периодического и непрерывного действия;

- по гидродинамическому режиму: аппараты вытеснения, смешения и промежуточного типа;

- по состоянию слоя сорбента: с неподвижным, движущимся, пульсирующим, перемешиваемым и циркулирующим слоем;

- по организации контакта взаимодействующих фаз: с непрерывным и ступенчатым контактом;

- по организации направления движения фаз: с прямоточным, противоточным и смешанным движением;

- по конструкции: колонные и емкостные;

- по способу подвода энергии: без подвода энергии извне (гравитационное движение фаз) и с подводом энергии извне (принудительное движение твердой и жидкой фаз).

Для защиты от коррозии внутреннюю поверхность корпуса адсорберов и ионообменных аппаратов часто гуммируют либо покрывают кислотостойкими смолами и лаками (например, перхлорвиниловым). В системах централизованной очистки большого количества вод используют адсорберы, выполненные из бетона или железобетона.

Методы регенерации адсорбентов: термические, химические или десорбция насыщенным, а также перегретым водяным паром или тнертным газом.

Аппараты для мембранных процессов очистки производственных сточных вод

Методы мембранного разделения, используемые в технологии очистки воды, условно делятся на микрофильтрацию, ультрафильтрацию, обратный осмос (осмос - ) , испарение через мембраны, деализ ( ) и электролиз.

Обратный осмос и ультрафильтрацию применяют в системах локальной обработки сточных вод при небольших их расходах для концентрирования и выделения наиболее ценных компонентов и очистки воды. По способу укладки мембран эти устройства делятся на несколько типов. Данные аппараты используют для непреывно и периодической работы в прямоточных, циркуляционных, одноступенчатых и многоступенчатых схемах потока исходного раствора (сточной воды) и фильтрата (очищенной воды). Все системы оборотного осмоса требуют предварительной обработки исходных сточных вод для снижения их мутности, цветности, щелочности и жесткости. Исходную воду с повышенным содержанием железа и марганца не рекомендуется направлять в системы обратного осмоса.

Наиболее широкое применение нашли аппараты типа фильтр-пресса с плоскими мембранами. Они просты в изготовлении и сборке, но имеют высокую невысокую удельную производительность, что обусловлено небольшой плотностью укладки мембран ( 60 – 300 м²/м³). Аппарат состоит из плотно сжатых между двумя фланцами плоских фильтрующих элементов прямоугольной или круглой формы, разделенных тонкими прокладками. В качестве полунепроницаемых мембран в таких аппаратах обычно используют: полимерные пленки, пористое стекло, металлическая фольга, ионообменные материалы. Рис 20.

Рисунок 20. Фильтрующий элемент аппарата типа фильтр – пресса

1- опорно-дренажная крупнопористая пластина; 2 – мембраны; 3 – фодонепроницаемая фольга; 4 – мелкопористая подложка под мембраны; 5 – прокладка, разделяющая фильтрующие элементы.

Для очистки мембраны промывают пульсирующим потоком чистой воды или фильтрата (иногда в смеси с воздухом), растворами кислот. Иногда применяют ультразвуковую обработку, вводят в исходный раствор полиуретановые шарики и т.д.