Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 2 (1044949), страница 130
Текст из файла (страница 130)
Мембраны из пористого стекла изготовляют в виде пластин, пленок, трубок, капилляров, полого волокна; их можно подвергать как тепловой стерилизации, так и химической. Нанесенные мембраиы. В зависимости от способа получения эти мембраны можно разделить на пропитанные и напыленные, При получении пропитанных мембран в качестве пористой основы используют различные материалы: пористую нержавеющую сталь, металлокерамичсские перегородки, а в качестве веществ, уменьшающих размеры пор, — нерастворимые соли, которые образуются на поверхности пор в результате химического взаимодействия между специально подобранными растворимыми солями.
В табл. 2.45 приведены сведения о промышленном использовании баромембранных процессов в различных отраслях народного хозяйства. Глава 2. Оборудование для физико-химических методов очистки К основным принципиальным схемам (рис, 2.109) процессов баро- мембранного разделения относятся: одноступенчатая с одним аппаратом 1, двухступенчатая по концентрату П, двухступенчатая по филь- трату Ш, двухступенчатая по концентрату с рециклом 1К двухступенчатая по фильтрату с рециклом Р и двухступенчатая по фильтрату без рецикла потоков П При сопоставлении этих схем в качестве критерия оптимизации выбрана минимальная площадь мембран, а для двухступенчатых схем — суммарный выход фильтрата со всех аппаратов, пропорциональный рабочей поверхности мембран и расходу энергии. В большинстве случаев схема У1 обеспечивает невысокие значения оптимизационного параметра и характеризуется очень узким диапазоном практической целесообразности.
При малых значениях степени концентрирования (менее 20 %) и при высокой степени очистки эта схема непригодна. В диапазоне значений переменных, в котором возможна реализация схем 1Ки И, наименее экономически эффективной является схема К которой присущ наибольший суммарный расход фильтрата. Выбор схем Л' и Л зависит от КЗ используемых мембран, степеней концентрирования и очистки. В технологических схемах используют баромембранные установки периодического и непрерывного действия. В установках периодического действия осуществляется циркуляция обрабатываемого раствора, отбор фильтрата происходит непрерывно, а концентрат выводится из системы периодически по мере достижения требуемой (или допустимой) степени концентрирования.
В установках непрерывного действия Рис. 2.109. Принципиалыые технологические схемы баромембранных процессов: У вЂ” одноступенчатая; П вЂ” двухступенчатая по концентрату; 1П— двухступенчатая по фильтрату; Ю~ — двухступенчатая по концентрату с рециклом; К вЂ” двухступенчатая по фильтрату с рециклом; И вЂ” двухступенчатая по фнльтрату без рецикла; и — исходный раствор; ф — фильтрат; к — концентрат..
1 — 3 — номера аппаратов Часть УП. Основное оборудование для очистки сточных вод 671 гребуемые степени очистки и концентрирования достигаются за один проход обрабатываемого раствора через разделительный аппарат. Раз((елительные элементы или аппараты в установках баромембранного разделения можно соединять последовательно, параллельно или параллельно-последовательно (рис. 2.110) Ниже приведены примеры организации технологии очистки сточных вод с помощью баромембранных процессов. В бессточной системе (рис.
2,111) крупного предприятия фирмы РСА (США) предусмотрена обработка промывной воды после проявочных машин в обратноосмотических ус- тановках. Очищенный фильтрат, составляющий около 90 % от исходного объема промывной воды, возвращается в промывную ванну, а концентрат, содержащий около 20 кг/м' растворенных веществ, вместе с избытком обрабатывающих растворов (примерно 25 % от их общего объема) поступает на трехступенчатую выпарную установку, где в результате выпаривания получают пастообразный осадок примерно 2%-й влажности. На заводе вторичных драгоценных металлов из этого осадка извлекают серебро.
Образующийся на выпарной установке конденсат, сильно загрязненный аммиаком, выделяющимся из упа- Рис. 2.1 10. Схемы компоновки разделительных элементов и аппаратов в установках для ООе и УФ: а — одноступенчатой с параллельным расположснием элементов (фирмы «Дорр-Оливер» и «Дюрр-Абкор»); б — одноступснчатой с параллельно-последовательным расположением элементов (фирма «Ромикон»); в — олноступенчатой с псрсмснным числом параллельно расположенных элементов; е — двух" ступенчатой с параллельным и параллельно-последовательным соединением элементов (и — исходный раствор; ф — фил ьтрат; к — коннентрат) Глава 2. Оборудование для физико-химических методов очистки одерзк.
Рис. 2.111. Бсссточная система обработки фотопленок и фотобумаг на предприятии фирмы «РСА» (США): 1 — рсгснсратор растворов; 2 — узел приготовления растворов; 3 — проявочныс машины; 4— рсгснсратор промывочных вод (00с); 5 — усрсдннтсль; 6 — испаритсль, 7 — ионообмснник, 8— рсгснератор воды 672 риваемого раствора, направляется на ионообменную установку. Полученная очищенная вода используется для приготовления обрабатывающих растворов, а выделяющийся при регенерации ионообменной смолы сульфат аммония — в сельском хозяйстве как удобрение.
Из серебросодержащих обрабатывающих растворов извлекают серебро, и после корректировки их состава 75 % обработанных растворов повторно используют в проявочных машинах. Достаточно простая технологическая схема с использованием УФ (рис. 2.112) предложена для очистки сточных вод процесса обработки сухих пленочных фоторезисторов. На рис. 2.113 представлена технологическая схема ультрафильтрационного выделения технических лигносульфонатов. Данная схема позволяет разделить содержашиеся в сточных водах компоненты на фракции. Поскольку технологические растворы и сточные воды весьма разнообразны и не постоянны по составу и концентрации содержащихся в них веществ, их комплексная переработка и рецикл очищенной воды возможны лишь при совместном использовании разных методов мембранной технологии (в первую очередь баромембранных), а также других физических, физико-химических и химических методов.
Одним из примеров комплексного подхода к решению подобных проблем является процесс обработки сточных вод, образуюшихся при производстве вспененного полистирола (рис. 2.114). Из этих сточных вод, содержащих поливиниловый спирт, стирол и минеральные соли, на двухступенчатой ультрафильтрационной установке отделяется поливиниловый спирт, пригодный для повторного употребления, При этом на второй ступени используется Часть НП.
Основное оборудование для очистки сточных вод Периодич. отбор концентрата на нейтрализацию Обессолен Рис, 2.112. Установка для очистки сточных вод процесса обработки сухих пленочных фоторезн егоров; 1 — центробежные насосы; 2 — фильтры; 5 — рабочая емкость; 4- промывочная емкость; 5— ультрафильтрационные аппараты Технически Рис, 2.113. Схема ультрафильтрацнонного выделения технических лигносульфонатов: 1 — усредннтель; 2 — ультрафнльтрацнонная установка (1 ступень выделения высокомолекулярных фракций — ФОК); 3 — установка коагуляцин; 4, 5 — емкости; б — ультрафильтрационная установка (И ступень получения оборотной воды н концентрирования ФОК); 7 — нспаритель; 8 — реактор-полнмеризатор; 9 — сборник; 1Π— усредннтсль (ФОК вЂ” фракции, осажденные коагулянтом; ФНОК вЂ” фракции, нс осаждаемые коагулянтом; ПФНОК вЂ” конденсируемые ФНОК; НО — ноногенные органические вещества) 673 Глава 2.
Оборудование для физико-химических методов очистки Рис. 2.114. Схема обработки стоков производства вспененного полистирола; 1 — фильтр; 2, 3 — установки УФ 1 и 11 ступеней; 4, 5 — установки ООс! и и ступеней; 6— выпарной аппарат Концентрат Рис.2.115, Схема окраски с замкнутым циклом водопотребления: 1, 2, 3 — ванны соответственно обсзжиривания, промывки и окраски; 4, б — ультрафильтра- нионные установки соответственно для выделения масла и краски; 5 — отстойник; 7 — насосы-, 8, 9 — зоны промывки деталей ультрафильтратом и обсссоленной водой; 10 — коагуляционная установка, 11, 14, 15, 1б — сборники растворов; 12 — обратноосмотическая установка; 13— бак для обессоленной воды 674 мембрана с более высоким КЗ.
Двухступенчатая обратноосмотическая установка позволяет получать очищенную воду и концентрат, содержащий минеральные соли и стирол, который затем направляют на выпарную установку. Аналогичные схемы были испытаны для очистки сточных вод, образующихся при производстве сополимера стирола и дивинилбензола, для очистки и концентрирования крахмала, белка, а также в производстве кожи. Комплексная очистка воды предусмотрена и в цехе окраски с замкнутым циклом водопотребления (рис.
2.115). В технологической схеме предусмотрено использование УФ и ООс. Часть Л1. Основное оборудование для очистки сточных вод Ультрафильтрационные установки применяют для отделения масла из раствора обезжиривания (что позволяет обеспечить его рецикл), а также для регенерации лакокрасочных материалов и получения фильтрата, используемого для промывания окрашиваемых изделий. На обратноосмотических установках получают высокоочищенную воду, направляемую для окончательной промывки изделий.
Аппараты для баромембранных процессов подразделяют на четыре типа, отличающиеся способом укладки мембран: аппараты с плоскими мембранными элементами, аппараты с трубчатыми мембранными элементами, аппараты с мембранными элементами рулонного типа и аппараты с мембранами в виде полых волокон. Во всех аппаратах для баромембрапных процессов могут быть использованы как уплотняющиеся (полимерные) мембраны, так и мембраны с жесткой структурой. Эти аппараты могут быть корпусными и бескорпусными. По положению мембранных элементов их делят на горизонтальные и вертикальные; по условиям демонтажа— на разборные и неразборные.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
