Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 2 (1044949), страница 108
Текст из файла (страница 108)
После подготовки адсорбента жидкость отделяют от адсорбента через сетки 4 в выпускной части 5 бункера через колпектор 2. Сборное устройство б для отвода очищенной воды выполнено в виде кольца с перфорированной поверхностью, защищенной сеткой 7, не пропускающей зерна активного угля. Внутри кольцевого коллектора установлен барботер для периодической подачи воздуха (воды) и очистки таким образом Рис. 2.4б. Схема загрузочного устройства адсорбента.
Пояснения в тексте 554 Часгнь ~7Х. Основное оборудование для очистки сточных вод 3.3.3. Аппараты с псевдоожиженным слоем Для адсорбционного удаления растворенных органических загрязнений из воды на очистных станциях большой производительности у нас в стране и за рубежом используются аппараты с псевдоожиженным слоем активного угля.
Их применение на крупных установках деструктивной очистки промышленных сточных вод, а в последние годы для глубокой доочистки биологически очищенных стоков обусловлено рядом достоинств, присущих методу псевдоожижения. Внедрению аппаратов с псевдоожиженным слоем в технологию очистки сточных вод способствовали следующие достоинства: — возможность использования зерен адсорбента относительно малых размеров (0,2 — 1,0 мм), т.е. частиц активных углей с развитой внешней поверхностью; — небольшое гидравлическое сопротивление слоя; — высокая подвижность частиц в псевдоожиженном слое, позволяющая без особых затруднений вести непрерывный процесс адсорбции; — возможность создания аппаратов большой производительности, сравнительно простых в конструктивном отношении и надежных в эксплуатации.
Все сказанное относится и к ионообменным аппаратам. На рис. 2.47 приведен одноступенчатый аппарат непрерывного действия со взвешенным слоем. Первые освоенные в промышпенности аппараты с псевдоожиженным слоем активного угля были, Рис. 2.47. Схема действия и устройства адсорбера непрерывного действия со взвешенным слоем сорбента: 1 — подвод воды на очистку; 2 — подвод сорбента; 3 — вывод очищенной воды; 4 — вывод угольной суспеизии; 5 — сборник отработанного сорбента; 6 — решетка; 7 — корпус, 8— отстойная зона естественно, далеки от совершенства и имели ряд существенных недостатков.
Прежде всего, отсутствовал противоток взаимодействующих фаз, поэтому не полностью использовалась адсорбционная емкость активного угля, выводимого из аппарата на регенерацию. Циркуляция твердой фазы во всем объеме аппарата приводила, с одной стороны, к снижению движущей силы процесса, а с другой — к неравномерности времени пребывания частиц адсорбента и отсюда к различной степени отработки активного угля. Для устранения отмеченных недостатков, свойственных в наибольшей степени одпокамерным аппаратам, прибегают к сек- 555 Глава 2. Оборудование для 4изико-химических методов очистки ционированию псевдоожиженного слоя, преследуя при этом две основные цели: приблизить характер протекания процесса к условиям идеального вытеснения очищаемой жидкости и адсорбента и устранить неравномерность времени пребывания частиц в слое.
На рис. 2.48 приведена конструкция аппарата с параллельно секционированным псевдоожиженным слоем. Адсорбер выполнен кольцевым в плане; внутри корпуса 7 непрерывно перемещаются вертикальные персгородки 3, вынуждающие зернистый материал двигаться с заданной скоростью от зоны загрузки свежего адсорбента в аппарат до У 837 Рис. 2.48. Схема аппарата с параллельно секционированным псевдоожиженным слоем: ! — шнек для подачи свежего адсорбента; 2— воронка загрузочного устройства; 3 — вергикальные перегородки; 4 — решетка; 5 — трубопровод подачи сточной воды; б — отвод очишенной воды; 7 — кольцевой корпус; 8— гаги; у — шнек для вывода отработанного адеорбснта 556 места его выгрузки.
Перемещая вертикальные перегородки, можно варьировать время пребывания частиц активного угля в аппарате. Фактором, ухудшающим эффективность работы этого адсорбера, является различная степень извлечения органических загрязнений в различных точках по длине аппарата. Это объясняется тем, что в зоне загрузки свежий активный уголь адсорбирует загрязнения практически полностью, однако по мере насыщения способность адсорбента извлекать растворенные вещества падает, и, соответственно, снижается степень очистки сточной воды.
Поэтому в большинстве конструкций адсорбционных аппаратов с псевдоожиженным слоем, работающих на промышленных установках очистки стоков, заложен принцип последовательного секционирования с противоточным движением жидкой и твердой фаз. Устройство одного из аппаратов, в котором использован этот принцип, показано на рис.
2.49. Адсорбер представляет собой колонну, разделенную по высоте на секции провальными перфорированными тарелками 2. Очищаемая сточная вода подается в нижнюю часть аппарата по трубчатой системе 16 большого сопротивления, уложенной в слое гравия 15, а очищенная вода отводится через кольцевое дренажное устройство 11 в верхней части адсорбера. Активный уголь в сухом виде непрерывно дозируется с помощью шлюзового питатсля 7 в загрузочную воронку б, где происходит замачивание адсорбента и подготовка его к работе в аппарате.
Для выгрузки отработанного адсорбента из аппара- 'Часть П1. Основное оборудование для очистки сточных вод 557 Рнс. 2.49. Схема адсорбера, сскционированного провальными тарелками: 1 — корпус; 2 — провальные тарелки; 3— цилиндр с окнами; 4 — трубопровод подачи воды дяя замачивания адсорбента; 5 — сопла; б — загрузочная воронка; 7 — шлюзовой пигатель, 8 — бункер с активным углем; 9 — воздухоотделитель; 10 — воздухопровод; П— кольцевой желоб для сбора очищенной воды; 13 — экран; 13 — окна; 14 — эрлифт; 15— поддерживающие гравийные слои; 1б — трубы распределительной системы; 17 — коллектор подачи сточной воды в адсорбер га служит зрлифт 14, нижний конец которого установлен вблизи гравийных поддерживающих слоев. Перфорированные тарелки в аппарате выполняют две функции: служат для равномерного распределения жидкости по сечению адсорбера и обеспечивают переток материала из вышсрасположенной секции на нижележащую.
Для регулирования перетока зернистого материала в многосекцион- ных вертикальных аппаратах устанавливают переточные устройства. На рис. 2.50 приведен многоступенчатый аппарат со взвешенным слоем и организованным перетоком адсорбента. В ряде конструкций многосекционных аппаратов с псевдоожиженным слоем и непрерывной подачей очищаемой жидкости применяют беспровальные тарелки, оборудованные специальными переточными устройствами, позволяющими передавать зернистый материал из зоны низкого давления в зону высокого.
Разработано большое число различных типов переточных устройств, которые по принципу действия условно можно разделить на саморегулируемыс и принудительно регулируемые (рис. 2.51). Само- регулируемые переточные уст- Рис. 2.50. Многоступенчатый вдсорбер со взвешенным слоем сорбснта: 1 — подача воды на очистку; 2 — ввод сус- пензии сорбента; 3 — вывод очищенной воды; 4 — выгрузка суспепзии сорбента лля уплот- нения и регенерации Глава 2. Оборудование для гризико-хшиических методов очистки Рис. 2.51.
Конструкции переточных устройств: а — саморсгулируемые: 1 — постоянного сечения; 2, 3 — переменного сечения; 4 — с дисковым затвором; б — принудительно регулируемые: ! — со шлюзовым затвором; 2 — с золотниковым затвором; 3 — со шнеками; 4 — эжскционное 558 ройства в аппаратах для систем «жидкость — твердое тело» работают неустойчиво вследствие малой разности плотностей твердых часгиц и жидкости.
Их удается использовать лишь в аппаратах с пульсирующей подачей жидкости. В аппарате, представленном на рис. 2.52, регулировка перетока зернистого материала достигается подвижностью тарелки. Перфорированные тарелки 1, разделяющие корпус аппарата на ряд контактных зон, имеют окна 2, под которыми расположены подвижные перфорированные пластины 3, связанные гягами 6 с приводами 7 возвратно- поступательного движения. В этом адсорбере передача активного угля с тарелки на тарелку происходит через окна 2; для этого при помощи привода 7 и тяги б перемещают горизонтальные перфорированные элементы, открывая таким образом окна в секционирующей тарелке.
После завершения передачи сорбента с верхней секции на нижнюю окна верхней секционирующей тарелки закрывают, возвращая перфорированные пластины в исходное положение. Выбор химического метода регенерации адсорбентов зависит от типа сорбата: иногда удается окислить сорбат простой аэрацией сорбента в воде при умеренных параметрах режима работы. Слабые органические электролиты переводят в диссоциированную форму, изменяя рН; фенол десорбируют растворами гидроксида или карбоната натрия; некоторые сорбаты окисляют биохимически, добавляя активный ил в процессе десорбции; перспек- Часть П1.
Основное оборудование для очистки сточных вод стадии: обрабатывают кислотой, а затем слабым раствором щелочи или основания. Восстановление Иа"- формы катионитов обычно проводят 8 — 10%-м раствором ИаС1. 2.3.4. Расчет одсорбционной установки (но В.Н. Клушнну) Рис. 2,52, Схема адсорбционного аппарата с пОдВижными сскционирующими чзрслками: 1 — исподвижиые перфорированные тарелки; 2 — окна; 3 — подвижные перфорированные пластины; 4 — бункер с активным углем; 5— отвод очищенной воды; 6 — тяга; 7 — привод; 8 — врлифт; 9 — коллектор подачи сточной воды тивны методы деструкции сорбатов у-излучением и т.д.
Для десорбции сорбата часто применяют низкокипящие или легко перегоняющисся с водяным паром органические растворители. К химической регенерации следует отнести и обычные приемы восстановления ионообменных свойств отработанных ионитов. Для перевода отработанных анионитов в ОН -форму используют 2 — 4%-е растворы щелочи, для перевода сильнокислотных отработанных кагионитов в Н'-форму применяют 2— 6%-е растворы кислот. Карбоксильные катиониты регенерируют в две Полная последовательность расчета адсорбционной установки изложена в томе 1 настоящего Справочника.
Однако на практике часто пользуются упрощенными методиками, дающими вполне удовлетворительный результат для выбора типовых аппаратов как для адсорбции, так и для ионообмена. Нередко на практике высоту слоя сорбента рассчитывают по результатам эксперимента (по выходной кривой сорбции заданного сорбата): Н = М/(Яа,) + Н,, (2.1) где М вЂ” количество загрязнений, которые необходимо уловить за один рабочий цикл; определяется из материального баланса по заданным расходу воды, ее начальной и конечной концентрациям; Я вЂ” площадь сечения аппарата для сорбции (или суммарная площадь сечения всех аппаратов при их установке для параллельной работы); а, — динамическая активность сорбента (рабочая обменная емкость при ионообмене); составляет примерно 50 — 80 % статической активности; Н вЂ” экспериментально опре- Р деляемая потеря высоты слоя.
Поскольку высота модельного слоя Н„в таком эксперименте не равна высоте натуры Н, при таком подходе необходимо выдержать еще и одинаковое время контакта воды с сорбентом в модели и натуре: Н/и = Н/и, воспользовавшись 559 Глава 2. Оборудование для физико-химических методов очионки заданной, следовательно, фиктивной скоростью фильтрации и в натуре, равной и = Ни„/Н„(и„— скорость фильтрации через слой сорбента в лабораторной модели). Расчет по выражению (2:1) оправдан при адсорбционной и ионообменной очистке сточных вод, поскольку последние обычно многокомпоненты и отсутствие учета конкурирующей сорбции и других факторов (обратного перемешивания, кольматации и пр.) без экспериментальной проверки может привести к значительным ошибкам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
