Диссертация (1090928), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Метод электрокоагуляции, являющийся вторым после реагентного постепенираспространенности,нетребуетдефицитныхреагентов,легкоуправляется, не требует больших площадей для размещения оборудования.Однако имеет другие недостатки:1) содержащиеся в сточных водах ионы нитратов, карбонатов, фосфатов припроведении процесса вызывают пассивацию поверхности электродов, что требуетприменения специальных технологических решений для активации анодов;252) метод наиболее пригоден для производств со стабильным стоком,поэтому его применение невозможно без использования усреднителей.ОтстаиваниеИспользование на стадии предочистки горизонтальных или вертикальныхотстойников не всегда удовлетворяет требуемым критериям. Часто наблюдаетсяпроскок взвешенных частиц, в том числе и коллоидного железа, органики, чтоприводит к частому забиванию осветлительных фильтров.В современной практике водоподготовки и очистки сточных вод все болееширокое применение находят тонкослойные отстойные сооружения, в которыхпроцессы осаждения взвеси протекают в слоях небольшой высоты (5 - 15 см) приустойчивом, близком к ламинарному, режиме движения воды.Наличие тонкослойных элементов обеспечивает наиболее благоприятныеусловия для эффективного хлопьеобразования, осаждения и выделения из водысодержащихся в ней примесей.Замкнутое пространство ячеистой конструкции увеличивает вероятностьсближения частиц скоагулированной взвеси и, соответственно, их прилипаниедруг к другу и к хлопьям, сформированным ранее и задержанным в тонкослойныхэлементах.
Наиболее крупные хлопья осаждаются в слоях небольшой высоты,захватывая при этом более мелкие хлопья, и накапливаясь, сползают по наклоннойповерхности тонкослойных элементов, установленных под углом 60-70о кгоризонту,длявстречногопотокаобрабатываемойводыониявляютсякаталитической средой. По сравнению с традиционной флокуляцией в объеме,слой взвешенного осадка, образованный в замкнутом пространстве тонкослойныхэлементов,характеризуетсязначительноболеевысокимиконцентрациямивзвешенного слоя и его устойчивостью по отношению к изменениям качестваисходной воды и нагрузки на сооружения.26Применение технологии тонкослойных модулей позволяет уменьшитьсодержание взвешенных частиц в среднем в 5-10 раз.Механическая фильтрация и обезвоживаниеФильтрацией называют процесс разделения, при котором смесь жидкости итвердой фазы пропускают через пористую среду (фильтрующую загрузку илифильтрующийпропускающегоматериал),жидкуюзадерживающуюфазу(фильтрат).частицыРазличаюттвердогодвавеществаосновныхитипафильтрации: фильтрация в глубину слоя (фильтрация на гранулированном слое) ифильтрация с образованием слоя осадка на фильтре (фильтрация на фильтрующейоснове).Обезвоживание осадка производится с целью уменьшения его объема иизменения физического состояния от жидкого до пастообразного и более сухогосостояния.Обезвоживание осадка может происходить фильтрацией под давлением(ленточные или камерные фильтр-прессы) или центрифугированием.
В ленточныхфильтр-прессах и центрифугах процесс обезвоживания непрерывный, в камерныхфильтр-прессах - периодический. Как правило, обработке подлежат сгущенныеосадки. На предварительной стадии обезвоживания рекомендуется уплотнениеосадка. Применение обезвоживающего оборудования требует использованияхимических реагентов - флокулянтов.Вакуумное обезвоживание проводится на нутч-фильтрах, движущей силойпроцесса является разрежение, создаваемое вакуумной станцией или вакуумнымнасосом.Предприятием «БМТ», на котором проводились практические экспериментыпри работе над диссертацией, предложена технология обезвоживания осадковсточных вод, отличающаяся простотой и универсальностью использования,низкими капитальными и эксплуатационными затратами, а также возможностью27применения не только для обезвоживания шламов, но и для фильтрации суспензийc последующим уменьшением объёма получаемого осадка.
В основе технологиилежит фильтрование под вакуумом - метод обезвоживания в принципе известный,но нашедший новое конструктивное воплощение в установке с мешочным вакуумфильтром.Это аппарат, в которомдля отделения твёрдойфазы осадкаиспользован тканевый фильтрующий элемент мешочного типа и вакуум вкачестве движущей силы процесса.
Типичной областью применения установки смешочным вакуум-фильтром является обработка небольших объёмов осадков - до-52 M /сут - с концентрацией твёрдого вещества 0,5-2%.Сорбционные методыСорбционные методы, как правило, применяют для доочистки сточных водот тяжелых металлов, основное количество которых уже удалено на стадияхпредварительной обработки. Для широкой реализации сорбционного методаочистки стоков необходимы промышленно доступные, достаточно недефицитные,дешевые и легко регенерируемые или утилизируемые сорбенты. В настоящеевремя исследован широкий спектр сорбционных материалов, создаются новыетипыселективныхиспытаниясорбентов,сорбентовновыхосуществляютсямарок.Особоетехнологическийвниманиеуделяютотборипоискуотносительно дешевых сорбентов на основе природных материалов и отходовпроизводства.Наиболее универсальными из адсорбентов являются активированные угли.Эффективность сорбционного процесса на активированном угле определяется:сорбционной емкостью угля, то есть его предельной способностью кпоглощению тех или иных примесей (количеством загрязнений, которые может"вобрать" в себя сорбент); - прочностью связывания примесей на материале (силойвзаимодействия молекулы с пористой средой угля).
Проще говоря, способностью(точнее, неспособностью) отдавать накопленные примеси обратно в воду;28скоростью поглощения примесей из раствора (скоростью сорбции).Сорбционная емкость активированного угля по отношению к ионамтяжелыхметалловзначительноповышаетсявтомслучае,еслиугольгранулируется, а затем на его поверхность наносится активный компонент,состоящий из тиолтриазинового производного. В значительной степени качествоактивированныхуглеродныхматериаловзависитотисходногосырья.Наилучшими для использования в фильтрах для доочистки воды от органическихпримесей являются активированные угли, полученные из скорлупы кокосовогоореха. Эффективность работы угольного адсорбера зависит от степени дробленияугля.В целом, чем меньше размер частичек угля, тем большей удельнойповерхности контакта сорбента с очищаемой водой удается достичь. Это, в своюочередь, обеспечивает увеличение скорости очистки воды при прочих равныхусловиях.Высокие показатели имеет гранулированный активированный уголь маркиSilcarbonK 0.3-0.8, рассматриваемый для доочистки сточных вод от ионовтяжелых металлов.
Средняя статическая сорбционная емкость по меди составляет19,8 мг/г, по цинку - 17,1 мг/г.УсовершенствованиепримененииэффективныхстадиисорбционнойсорбционныхочисткиматериаловсосновываетсяразвитойнаудельнойЛповерхностью (2000 м /г), которая в 2 раза превышает данный показатель уЛактивированных углей (800-1000 м /г), и высокой сорбционной емкостью поизвлекаемымкомпонентам.Применениеподобныхсорбентовособенноэффективно для доочистки, прошедшей предварительную обработку воды.Высокое качество фильтрата, поступающего на сорбционную доочистку,позволяет использовать современные углеродные наноматериалы, сорбционнаяемкость которых в десятки раз больше сорбционной емкости традиционно29используемых марок активированных углей.
Это в свою очередь позволяетзначительно увеличить фильтроцикл адсорбера с заменой загрузки не чаще 1раза/год.Мембранные методыОбщим для всех мембранных процессов является то, что разделение в нихосуществляется с помощью мембран.Мембрану можно рассмотреть, как селективно-проницаемый барьер междудвумя гомогенными фазами. Перенос через мембрану имеет место при наложениидвижущей силы, действующей на компоненты. В большинстве мембранныхпроцессов движущей силой является разность давлений или концентраций(активностей), а также потенциалов по обе стороны мембраны.Сегоднямембранныепроцессыиспользуютсяшироко,исфераихприменения постоянно расширяется. В настоящее время - это переходныйпроцесс между развитием мембранных процессов первого поколения, таких какмикрофильтрация, ультрафильтрация, обратный осмос, электродиализ и диализ, имембраннымипроцессами второгопоколения, такими как газоразделение,первапорация, мембранная дистилляция и разделение с помощью жидкихмембран.Существует много мембранных процессов, базирующихся на различныхпринципах разделения или механизмах и применимых для разделения объектовразных размеров от частиц до молекул.
Несмотря на эти различия, всемембранные процессы имеют нечто общее, а именно мембрану. Мембрана - этосердце каждого мембранного процесса.Точное определение мембраны дать трудно, наиболее общим определениемможет быть следующим: мембрана - это селективный барьер между двумяфазами, причем термин «селективный» может относиться как к мембранам, так и кмембранным процессам. Наиболее конкретным является следующее определение:30мембрана - это фаза или группа фаз, которые разделяют две различные фазы,отличающиеся физически и/или химически от фаз мембраны; при этом мембранаобладает свойствами, позволяющими ей под действием приложенного силовогополя управлять процессами массопереноса между разделяемыми фазами.Для очистки промышленных сточных вод наиболее перспективным являетсяобратный осмос.Сущностьметодаобессоливанияобратнымосмосомзаключаетсявпродавливании загрязненных сточных вод через полупроницаемые мембраны,которые пропускают растворитель (воду) и задерживают растворенные вещества.Метод обратноосмотического обессоливания находит все большее применение вотечественной практике очистки сточных вод.
В каждом отдельном случае выбормембраны определяется характером сточных вод. В настоящее время у нас встране и за рубежом разработаны и выпускаются высокопроизводительные ивысокоселективные мембраны, стойкие в широком диапазоне рН. К достоинствамметода обратного осмоса следует отнести:возврат в производство до 95 % очищенной воды;степень очистки воды от минеральных солей и солей тяжелых металловдостигает 95 - 99 %;относительно небольшие габариты установки, что, не требует большихпроизводственных площадей;простота аппаратурного оформления;снижение расхода химических реагентов на нейтрализацию сточных вод.Таким образом, по достигаемой глубине очистки обратный осмос занимаетодно из первых мест и является наиболее перспективным методом для созданияводооборотных циклов.Главным недостатком мембранного обессоливания является необходимостьтщательной предварительной очистки сточных вод.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
