Безопасность жизнедеятельнос_под ред. Белова С.В_Учебник_2007 -618с (966432), страница 64
Текст из файла (страница 64)
Различают сильно- и слабокислотные катиониты (в Н - или 1Маформе) и сильно- и слабоосновные аниониты (в ОН - или солевой форме), а также иониты смешанного действия. Ионообменную очистку реализуют последовательным фильтрованием сточной воды через катиониты и аниониты. При контакте сточной воды с катионитом в водородной форме имеет место обмен катионов растворенных в воде солей на Н -ионы катионита в соответствии с уравнением реакции л[К1Н + Ме" [К1„Ме + лН где К вЂ” «скелет» (радикал) катионита; Ме — извлекаемый из сточной воды катион металла; п — заряд катиона.
При этом имеет место увеличение кислотности сточной воды. При контакте сточной воды с анионитом в гидроксильной форме происходит обмен анионов кислот на ОН -ионы анионита в соответствии с уравнением реакции гв[А„10Н + А'" [А„[ А+ тОН где А„— «скелета (радикал) анионита; А — извлекаемый из сточной воды анион; и — заряд аниона. В зависимости от вида и концентрации примесей в сточной воде, требуемой эффективности очистки используют различные схемы ион ообменн ых установок.
Для очистки сточных вод от анионов сильных кислот применяют технологическую схему одноступенчатого Н-катионирования и ОН-анионирования с использованием сильно- кислотного катион ита и слабоос новного ан ион ита (рис. 1О. 21, а). Для более глубокой очистки сточных вод, в том числе от солей, применяют одно- или двухступенчатое Н-катионирование на сильнокислотном катионите с последующим двухступенчатым ОН-анионированием на слабо-, а затем на сильноосновном анионите (см. рис. 1О.
21, б). При содержании в сточной воде большого количества диоксида углерода и его солей происходит быстрое истощение емкости силь- 306 Рнс. 10Д1. Технологическая схема нонообменной очистки сточных вод: а — одноступенчатаа очнстка;б — очистка с двуступенчатым анненнрованнем; в — ачнстка с промежуточной дегазапней н двуступенчатыманноннрованнем; Х вЂ” катноннтовый фильтр; А — анноннтовый фильтр; д— декарбоннзатар; ЛБ — промежуточный бак СО ноосновного анионита. Для уменьшения истощения сточную воду после катионитового фильтра дегазируют в специальных дегазаторах с насадкой из колец Рашига или вдругих аппаратах (см. рис.
! 0.21, в). При необходимости обеспечивать значение рН = 6,7 и очистки сточной воды от анионов слабых кислот вместо анионитовых фильтров второй ступени используют фильтр смешанного действия, загружаемый смесью сильнокислотного катионита и сильноосновного анионита.
Электрохимическая очистка, в частности электрохимическое окисление, осуществляется электролизом и реализуется двумя путями: окислением веществ путем передачи электронов непосредственно на поверхности анода или через вещество — переносчика, а также в результате взаимодействия с сильными окислителями, образовавшимися в процессе электролиза. Наличие в сточной воде достаточного количества хлоридионов обусловливает появление в ней при электролизе активного хлора (С!ы НОС1, С1,0, С10, С10,), который является сильнейшим окислителем и способен вызывать глубокую деструкцию многих органических веществ, содержащихся в сточных водах.
Электрохимическое окисление применяют для очистки сточных вод гальванических процессов, содержащих простые цианиды (КСС1, ХаСС1) или комплексные цианиды цинка, меди, железа и других металлов. Электрохимическое окисление осуществляют в электролизерах (обычно прямоугольной формы) непрерывного или периодического действия. На аноде происходит окисление цианидов в малотоксичные и нетоксичные продукты (цианаты, карбонаты, диоксид углерода, азот), а на катоде — разряд ионов водорода с образованием газообразного водорода и разряд ионов меди, цинка, кадмия, Зот нтогчас~ б 5 Рис. 10.22.
Технологическая схема установки электрохимического окисления циансодерианГих сточных вод образующихся при диссоциации комплексных анионов с содержанием С1Ч-группьь На рис. 10.22 показана технологическая схема установки для электрохимического окисления сточных вод. В ее состав входят сборный резервуар 1, бак 2 для приготовления концентрированного раствора ХаС1, электролизер 3 с источником постоянного напряжения 7. Очищенная от цианидов сточная вода выходит по трубопроводу 4, а при необходимости ее доочистки по трубопроводу 5 вновь направляется в сборный резервуар 1. Для интенсификации процесса окисления в электролизер 3 по трубопроводу б подают сжатый воздух. Гиперфильглраяил (обратный осмос) реализуется разделением растворов путем фильтрования их через мембраны, поры которых размером около 1 нм пропускают молекулы воды, задерживая гидратированные ионы солей или молекулы недиссоциированных соединений.
По сравнению с другими методами очистки гиперфильтрация требует малых энергозатрат: установки для очистки конструктивно просты и компактны, легко автоматизируются; фнльтрат имеет высокую степень чистоты и может быть использован в оборотных системах водоснабжения, а сконцентрированные примеси сточных вод легко утилизируются или уничтожаются. Перенос воды и растворенного вещества через мембрану оценивается уравнениями: Д = К,(р, — Лр); Г = /с,Лс, где Д вЂ” расход воды через мембрану, м'/с; 1сн lст — коэффициенты проницаемости соответственно воды и растворенного вещества через конкретную мембрану; р„— рабочее давление на входе в мембрану, Па; Лр — разность ЗОе рис. !0,23. Технологическая схема эвапорационной установки: 1 — трубопровод подачи исходной сточной воды; 2 — теплаобменник; 3 в эвапорационнаяколонна; 4 — трубопровод загрязненного пара; 5 — трубопровод подачи растворителя; б — колонна с насадками из колец ращига для очистки отработанного пара; 7 — вентилятор; Š— трубопровод повторно используемого очищенного пара; 9 — трубопровод отводазагрязненноголетучими примесями растворителя; 10 — трубопровод отвода очищенной сточной воды; 11 — трубопровод подачи свежего пара 1 2 545б осмотических давлений раствора на входе в мембрану, Па; Лс — разность концентраций растворенного в воде вещества на входе в мембрану и выходе из нее, кг/м; à — масса растворенного вещества, переносимого через мембрану, кг.
Для гиперфильтрации используют ацетатцеллюлозные, полиамидные и тому подобные полимерные мембраны с ресурсом работы 1...2 г. Селективность мембран по отношению к ионам различных веществхарактеризуетсяследующимпчядом:А1' > Уп' > Сд' > М~' > >Са >Ва >БО4 >Ха >Р >К >С1 > Вг >1 >ХО,>Н. Эеапорация реализуется обработкой паром сточной воды с содержанием летучих органических веществ, которые переходят в паровую фазу и вместе с паром удаляются из сточной воды. Процесс эвапорации осуществляют в испарительных установках (рис, 10.23), в которых при протекании через эвапорационную колонну с насадками из колец Рашига навстречу потоку острого пара сточная вода нагревается до температуры 100'С. При этом содержащиеся в сточной воде летучие примеси переходят в паровую фазу и распределяются между двумя фазами (паром и водой) в соответствии с уравнением с„/с, = «(, где с„и с, — концентрации примеси в паре и сточной воде, кг/м; у — коэффициент распределения.
Для аммиака, этиламина, диэтиламина, анилина и фенола, содержащихся в сточной воде, коэффициент распределения соответственно равен 13, 20, 43; 5,5 и 2. Концентрация примеси в сточной воде на выходе из эвапорационной колонны с, = со(г1у — 1)/(г)уе" — 1), где с, — концентрация примеси в исходной сточной воде, кг/м; г1— удельный расход пара, кг/кг; х = (роН(г/у — 1)]/(й)у), здесь Ьг)у — эмпирическая постоянная насадки; Ь вЂ” плотность орошения колонны водой, м /м; р — эмпирическая постоянная, м/с; о — удельная пло- 3 2. щадь поверхности насадки, м~/м~; Н вЂ” высота слоя насадки, м.
309 Выпаривание, испарение и кристаллизацию используютдля очистки небольших объемов сточной воды с большим содержанием летучих веществ. Биологическая очистка. Ее применяют для выделения тонкодисперсных и растворенных органических веществ. Она основана на способности микроорганизмов использовать для питания содержащиеся в сточных водах органические вещества (кислоты, спирты, белки, углеводы и т. п.).
Процесс реализуется в две стадии, протекающие одновременно, но с различной скоростью: адсорбция из сточных вод тонкодисперсных и растворенных примесей органических веществ и разрушение адсорбированных веществ внутри клетки микроорганизмов при протекающих в них биохимических процессах (окислении или восстановлении). Обе стадии реализуются как в аэробных, так и в анаэробных условиях в зависимости от видов и свойств микроорганизмов. Биологическую очистку осуществляют в природных и искусственных условиях. Сточные воды в природных условиях очищают на полях фильтрации, полях орошения и в биологических прудах. Очистку и бытовых, и производственных сточных вод на полях фильтрации и полях орошения в настоящее время используют очень редко в связи с малой пропускной способностью единицы площади полей и непостоянством состава производственных сточных вод, а также из-за возможности попадания на поля токсичных для их микрофлоры примесей.
Биологические пруды используют для очистки и доочистки сточных вод суточным расходом не более б000 м'. Применяют пруды с естественной и искусственной аэрацией. Биологические фильтры широко используют для очистки и бытовых, и производственных сточных вод. В качестве фильтровального материала для загрузки биофильтров применяют шлак, щебень, керамзит, пластмассу, гравий и т. и. Существуют биофильтры с естественной подачей воздуха; их применяют для очистки сточных вод суточным расходом не более 1000 м'. Для очистки производственных сточных вод больших расходов и сильно концентрированных используют биофильтры с принудительной подачей воздуха (рис. 10.24).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
