170169 (625492), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Обратноосмотическое обессоливание. Для очистки сточных вод непосредственно от фенола метод обратного осмоса широко не применяется, так как обратноосмотические мембраны имеют низкую селективность по фенолу (до 65%). Но в сточных водах цеха НХЗ фенол находится в основном в форме фенолята натрия, который относительно хорошо задерживается мембраной. Экспериментальные работы по мембранной очистке СВ проводились на лабораторной установке, схема которой представлена на рис.1.

Е - емкость исходной сточной воды

Н - насос

Р1_, Р 2 - манометры

ММ - модуль мембранный

Рис.1: Принципиальная схема лабораторной установки

Описание работы установки

Исходная сточная вода из емкости Е насосом Н подавалась на модуль мембранный ММ, где под действием рабочего давления происходило разделение на фильтрат, который собирался в отдельную емкость и концентрат, который возвращался в исходную емкость для концентрирования. Давление регистрировалось манометрами Р1 и Р2.

Условия проведения эксперимента. Тип мембранного элемента – обратноосмотический АК 2540 ТF (или аналог Hydronautics ESPA 1-2540), материал мембраны – полиамид,

Площадь фильтрации 3 м²

Давление на входе Р₁ 10 атм.

Рабочая температура разделяемого раствора, не более 30⁰С

Скорость потока над мембраной 0,2 м/с

Удельная производительность при температуре 25⁰С 30 л/м² в час;

Задерживающая способность по 0,15%-ному раствору хлорида натрия 99%.

Определялась величина задерживающей способности мембраны от величины рН исходной воды. Корректировка рН проводилась 20%-ным раствором едкого натрия. Работа проводилась на двух типах растворов: а). модельный раствор – приготовлен на дистиллированной воде с содержанием фенола 35 мг/л; б). сточная вода цеха НХЗ с содержанием фенола 24 мг/л.

На рис.2 представлены графики зависимости селективности (задерживающей способности) от величины рН раствора подаваемого на мембрану. Как видно из представленных данных, задерживающая способность используемой мембраны по фенолу зависит от величины рН и изменяется от 70% (при рН - 4,5) до 86 % (при рН -10,5). Увеличение задерживающей способности мембраны при повышении рН объясняется тем, что при добавлении раствора щелочи фенол переходит в фенолят натрия. На модельном растворе получена аналогичная зависимость селективности от значения рН. Более высокая селективность мембраны на образце сточных вод, по-видимому, объясняется присутствием в ней различных форм фенола, имеющих более высокую молекулярную массу (крезол, пирогаллол, нафтолы и т.п.). Следует отметить, что даже при максимальном значении рН полученная селективность мембраны (86%) не обеспечивает требуемое качество очистки стоков.

Рис. 2: Зависимость задерживающей способности (селективности) мембраны от величины рН исходных стоков

Электрохимические методы (электрокоагуляция, электрофлотодеструкция)

Электрокоагуляция. Экспериментальные работы по очистке сточных вод цеха НХЗ и заводских очистных сооружений от фенола методом электрокоагуляции проводились на лабораторной установке, включающей в себя электрокоагулятор ЭК (ЭФД), выпрямитель постоянного тока ВАК, емкости исходного и очищенного продуктов. Принципиальная схема лабораторной установки представлена на рис.3

Е1 - емкость для исходной сточной воды

ЭК - электрокоагулятор

ВАК - выпрямитель постоянного тока

Е2 - емкость для очищенной воды

Рис.3: Принципиальная схема лабораторной установки электрохимической обработки СВ

Электрокоагулятор – аппарат для электрохимической обработки СВ объемом - 0,5 л, внутри которого располагался электродный блок с пакетом растворимых алюминиевых электродов (катодов и анодов), соединенных медными проводами с выпрямителем постоянного тока марки ВЛА - 111. Расстояние между электродами - 10 мм.

В результате электрокоагуляции в аппарате ЭК осуществлялся ряд процессов:

изменение дисперсного состояния примесей за счет их коагуляции при введении потенциалобразующих ионов алюминия, образующихся при электрохимическом растворении электродов и способных притягивать к себе фенолят-ион;

сорбция примесей на поверхности электролитически получаемого оксида и гидроксида алюминия.

Исходная сточная вода из емкости Е1 с определенным расходом подавалась в электрокоагулятор ЭК. После электрохимической обработки раствор направлялся в приемную емкость Е2, куда добавлялась определенная доза флокулянта марки ПРАЕСТОЛ 2640 для улучшения процесса хлопьеобразования. В опытах менялась величина токовой нагрузки и, таким образом, изменялось количество электролитически получаемого алюминийсодержащего коагулянта и, соответственно, степень очистки от фенола.

Электрофлотодеструкция

Эксперименты по очистке сточных вод НХЗ проводились на лабораторной установке, принципиальная схема которой аналогична схеме на рис. 3. Совместный метод электрофлотации-деструкции обеспечивает изменение физико-химических и фазово-дисперсных характеристик загрязнений при наложении на дисперсную систему электрического поля с целью извлечения из воды загрязняющих примесей, в том числе углеводородов (нефтепродуктов), а также электрохимической деструкции и окисления органических соединений, в частности, фенолов.

При электрофлотодеструкции на электродах происходит интенсивное газообразование: на анодах образуется кислород и, частично, активный хлор (в растворе), на катодах – водород, под действием которых происходит деструкция и окисление органической составляющей загрязнений. Существенное влияние на эффективность электрофлотации оказывает газонаполнение обрабатываемой жидкости и величина отрывного диаметра пузырьков водорода. Эти факторы определяются поверхностью электрода. Поэтому при электрофлотации целесообразно применять катоды с развитой поверхностью в виде металлических сеток. Флотошлам удаляется с зеркала воды и сливается в емкость для сбора флотошлама.

Таблица 3: Результаты экспериментальных работ по очистке СВ методом электрокоагуляции

№ п/п	Наименование метода очистки	Концентрация, мг/л			Степень очистки, %			Условия эксперимента
		фенол	НП	от фенола		от НП
	Сточная вода после заводских ОС	8	56	-		-
.	Электрокоагуляция № 1	5,9	7,9	26,25		85,9	Анодная плотность тока- 0,5А/дм2, время 15 мин.
2	Электрокоагуляция №2 (после сорбции на Уремикс-913)	2,5	1,61	68,8		97,1	Ан. плотность тока 1,0 А/дм2, время 15 мин.
	Сточная вода НХЗ	24	0,21	-		-
3.	Электрокоагуляция № 3	18	-	25		-	Анодная плотность тока 1,0А/дм2, время -15 мин. , 30мин
4.	Электрокоагуляция № 4	7,2	-	70		-	Анодная плотность тока 1,0А/дм2, время 30 мин.

Для процесса образования окислителя – активного хлора необходимо присутствие в исходной сточной воде достаточного количества хлорид-ионов. В схеме очистки дополнительно был предусмотрен узел приготовления раствора хлорида натрия и дозирование его в исходную сточную воду. Концентрация раствора хлорида натрия – 20%. Для его приготовления использовалась поваренная соль. Концентрация хлорид-ионов в сточной воде после узла дозирования – 0,6 - 3 г/л. Технические характеристики электрофлотодеструктора: объем электрофлотодеструктора – 0,5л; аноды – малоизнашивающиеся ОРТА (титан с анодноактивным покрытием из оксида рутения); катоды - сетчатые с шагом 3мм, материал - Ст. 3; материал корпуса – ПВХ. В ходе эксперимента варьировались значения основных параметров - анодной плотности и времени проведения процесса. Результаты экспериментов при концентрации фенола в сточной воде 68,5 мг/л отражают зависимости на рис. 4-5.

Рис. 4: Зависимость степени очистки СВ от величины анодной плотности тока (i_а)

Рис.5: Зависимость концентрации фенола в сточных водах от времени обработки при 1. i_а = 0,5 А/дм²; 2. i_а = 0,75 А/дм²; i_а = 0,75 А/дм², 3. i_а = 1,0 А/дм²

Характер зависимостей показывает, что наивысшая степень очистки достигалась при плотности тока 1А/дм² и при времени протекания процесса 25 минут. Однако, для обеспечения конечной концентрации фенола в очищенной воде не более 0,5 мг/л возможно проведение процесса в более энергосберегающих условиях: при плотности тока i _а - 0,75 А/дм² за время t - 25 мин. или при плотности тока i _а - 1А/дм ² за время t - 15 минут. В результате введения перед электрохимической обработкой узла дозирования раствора поваренной соли в очищенной от фенола сточной воде повышается солесодержание. С целью более полной очистки СВ от сопутствующих примесей, содержащихся в стоках НХЗ, и для обессоливания воды до нормативных показателей, в схему очистки необходимо ввести узел мембранного обессоливания - обратного осмоса.

1. Модуль предочистки включает емкостное и насосное оборудование: приемная емкость Е1 для исходной сточной воды, насос Н1 подачи стока на электрохимическую обработку в электрофлотодеструктор ЭК (расположен на второй тележке), емкости приготовления раствора поваренной соли, коагулянта и флокулянта Е2- Е4 , дозировочные насосы НД1, НД2, НД3. В трубопровод подачи СВ на входе в электрофлотодеструктор для увеличения электропроводности раствора и улучшения процесса окисления фенола, происходящего при электрофлотодеструкции дозировался раствор поваренной соли, раствор коагулянта определенной концентрации. В емкости Е4 готовился раствор флокулянта, который дозировочным насосом НД3 дозировался в трубопровод на выходе из электрофлотодеструктора (модуль №2).

2. Модуль электрохимической обработки включает электрофлотодеструктор ЭК, выпрямитель постоянного тока ВАК, емкости для приема очищенной воды Е5 и емкость с мешочным фильтром для приема флотошлама ФМ.

Е1 - приемная емкость для исходной сточной воды

Е2 - Е 4 - емкости для приготовления реагентов

Н_1,, Н₂ - насосы

НД1 - НД4 - насосы пропорционального дозирования

Характеристики

Список файлов курсовой работы