ecology (1086375), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

Фильтрующим слоем служат природные или искусственные материалы, на которые наносится плёнка активного ила.

Адсорбция – это поглощение газов на поверхности твёрдого или жидкого поглотителя, чаще всего используются твёрдые пористые вещества.

Площадь поверхности адсорбента может быть очень велика и для некоторых веществ составляет несколько десятков квадратных метров на грамм вещества.

Поглощаемые вещества удерживаются в порах либо химическими силами (это химическая адсорбция) либо силами Ван-дер-Ваальса – это физическая адсорбция.

Газ адсорбируется в несколько стадий:

1. Перенос молекулы газа к поверхности твёрдого тела

2. Проникновение молекулы газа в поры твердого тела

3. Собственно адсорбция, т.е. удержание молекулы газа.

Лимитирующей для процесса является самая медленная из этих трёх стадий.

Движущей силой процесса является градиент концентрации загрязняющего вещества в газе и на поверхности поглотителя.

С ростом концентрации этого вещества на поверхности, градиент концентрации уменьшается и преобладающим процессом становится равновесный обмен молекулами.

Адсорбция рекомендуется для газа с невысокими концентрациями загрязняющих компонентов.

Поглощённые вещества удаляются из спор продувкой инертным газом, паром или термической десорбцией при нагревании.

Достоинствами этого метода являются:

1. Очень высокая степень очистки

2. Отсутствие жидкостей и следовательно:

а) Газы не охлаждаются

б) Нет необходимости в насосах и энергии на перекачку

Недостатками этого метода являются:

1. Очищаются только сухие и незапылённые газы

2. Скорость движения газа через аппарат очень мала

Термические методы.

Основаны на способности горючих токсичных компонентов окисляться до менее токсичных при высокой температуре.

Преимущества этой группы методов:

1. Небольшие габариты установок

2. Простота обслуживания

3. Высокая эффективность обезвреживания

4. Низкая стоимость очистки

Область применения метода ограничивается характером веществ, получающихся при окислении. Так, если газовая смесь содержит фосфор, серу или галогены, то после окисления получаются вещества более токсичные, чем исходные.

Различают три схемы термических методов:

1. Прямое сжигание в пламени

2. Термическое окисление

3. Каталитическое окисление

Первая и вторая схемы осуществляются при температуре 600С⁰-800С⁰, а третья схема при температуре 250С⁰-400С⁰.

Выбор схемы определяется:

1. Химическим составом загрязняющих веществ

2. Концентрацией загрязняющих веществ

3. Начальной температурой выброса

4. Объёмным расходом газовой смеси

5. ПДВ загрязняющих веществ.

I-ая схема: прямое сжигание в пламени.

Проводится в тех случаях, когда выбрасываемые газы достаточно нагреты и приносят с собой не менее 50% общей теплоты сгорания.

Одной из проблем этого метода является то, что температура пламени в факеле может достигать 1300С⁰. При наличии избытка кислорода и достаточном времени при такой температуре начинают образовываться окислы азота, которые чрезвычайно токсичны.

Другим недостатком является очень высокая термостойкость аппаратов. Примером прямого сжигания является сжигание хвостовых газов на нефтеперерабатывающих заводах. Эти газы сжигаются в открытом факеле.

Существует ряд конструктивных решений, которые позволяют осуществлять прямое сжигание в замкнутой камере. Так, существуют камерные дожигатели с открытым пламенем для дожигания т.н. хвостовых газов Эффективность процесса достигает 99%.

II-ая схема: термическое окисление.

Применяется, когда выбрасываемые газы имеют достаточно высокую температуру, однако концентрация кислорода или горючих компонентов низка для поддержания открытого пламени.

Эта схема проводится, в основном, в закрытых аппаратах с хорошим перемешиванием газового потока. При такой схеме отсутствует пламя, и, следовательно, можно снизить расходы на изготовление аппарата, а также отсутствуют выделения окислов азота, однако эффективность процесса ниже, чем по первой схеме.

III-я схема: каталитическое окисление.

Используется для превращения токсичных компонентов в менее токсичные за счёт введения в систему дополнительных веществ-катализаторов.

Катализатор, взаимодействуя с вредным веществом, образует промежуточное соединение, которое затем распадается с образованием менее токсичного вещества и чистого катализатора.

Скорость каталитического окисления выше, чем термического, что позволяет сократить размеры аппарата. Существенное влияние на скорость и эффективность каталитического процесса оказывает температура газовой смеси.

Для каждой каталитической реакции существуют минимальные температуры начала реакции, ниже которой катализатор не проявляет активность. С повышением температуры в заданном интервале эффективность каталитического процесса возрастает.

Для осуществления процесса требуется незначительное количество катализатора, расположенного так, чтобы обеспечить максимальную поверхность контакта с газовым потоком. В большинстве случаев катализаторами являются металлы: серебро, платина, палладий или оксиды металлов: оксид меди, оксид ванадия.

Катализаторы обычно наносят на огнеупорные материалы. Каталитическим процессам мешает пыль и каталитические яды.

Такие методы, например, используются в каталитических коробках для очистки выхлопных газов автомобиля.

Очистка сточных вод.

В зависимости от условий образования, сточные воды делятся на атмосферные, бытовые и промышленные.

Таблица: классификация примесей в сточных водах по фазово -дистансовому составу.

Все сточные воды очищаются от примесей механическими, химическими, физико-химическими, биохимическими и термическими методами. Все применяемые методы очистки подразделяются на рекуперационные и деструктивные. При рекуперационных методах из раствора извлекаются и перерабатываются ценные загрязняющие вещества. При деструктивных методах загрязняющие вещества разрушаются, а продукты разрушения чаще всего удаляются из раствора в виде газа или осадка.

Механические методы используются для отделения из растворов твёрдых нерастворимых примесей.

Выбор метода зависит:

1. От размера твёрдых частиц

2. От физико-химических свойств частиц

3. От концентрации загрязняющих частиц

4. От требуемой степени очистки

Процеживание.

Используется для удаления из раствора нерастворимых примесей крупных размеров.

Осуществляется через решетки и сетки. Решетки могут быть неподвижными, подвижными и совмещенными с механизмами дробления.

Чаще всего используются неподвижные решётки, расположенные на пути следования раствора под углом 60⁰-75⁰. Решетки изготавливаются из металлических стержней прямоугольного или круглого сечения.

Размер поперечного сечения стержня решетки выбирается из условия минимальных потерь давления на решетке. Решетка очищается специальными механическими устройствами.

Отстаивание.

1. Под действием силы тяжести.

Производится в отстойниках и песколовках.

Схема горизонтального отстойника полностью совпадает со схемой горизонтальной пылеулавливающей камеры.

Рисунок вертикального отстойника:

Вода подаётся в отстойник через трубу 1, затем движется вниз по кольцевому каналу, образованному цилиндрическим корпусом 2 и цилиндрической внутренней перегородкой 3. В процессе вертикального движения, сточная вода встречает на своём пути отражающее кольцо 4, которое направляет воду во внутреннюю полость перегородки 3, а более тяжёлые частицы примеси продолжают своё движение вниз и накапливаются в сборнике 5. Чистая вода удаляется через трубу 6. Накопившийся осадок периодически удаляют через трубу 7.

1. Отстаивание под действием центробежных сил

Отделение твёрдых примесей под действием центробежных сил происходит в гидроциклонах и центрифугах. Схема гидроциклона совпадает со схемой циклона для очистки газа от пыли, а схема центрифуги совпадает со схемой ротационного аппарата.

Фильтрование.

Применяется для отделения от раствора нерастворимых примесей малых размеров и коллоидных соединений.

Разделение производится с помощью перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих дисперсную фазу.

Выбор перегородки зависит:

1. От свойств сточной воды

2. От температуры раствора

3. От давления при фильтровании

4. От конструкции аппарата

В качестве перегородок используются перфорированные металлические листки и сетки, а также тканевые и зернистые фильтры.

Фильтры подразделяются по следующим признакам:

1. По характеру протекания процесса (периодические или непрерывные)

2. По характеру процесса (Для разделения, для сгущения, для очистки)

3. По давлению при фильтровании(

1. Под действием гидростатического давления столба жидкости,

2. Под повышенным давлением перед перегородкой,

3. Под вакуумом за перегородкой

1. По направлению фильтрования

2. По конструктивным особенностям

Химические методы очистки сточных вод.

Характеристики

Список файлов лекций