Сорбционная очистка сточных вод

Сорбция (очистка сточных вод)

Сорбция – это процесс поглощения вещества из окружающей среды твердым телом или жидкостью. Различают три вида сорбции:

абсорбция – объемное поглощение вещества всей массой жидкого или газообразного сорбента;

адсорбция – поверхностное поглощение вещества поверхностным слоем твердого или жидкого сорбента;

хемосорбция – сорбция, сопровождающаяся химическим взаимодействием сорбента с поглощаемым веществом.

Сорбция представляет собой один из наиболее эффективных методов глубокой очистки от растворенных органических веществ сточных вод предприятий различных отраслей промышленности: целлюлозно-бумажной, химической, нефтехимической, текстильной и других.

Метод сорбции применяется для извлечения из сточных вод ценных растворенных веществ (фенол, мышьяк, сероводород) с их последующей утилизацией и использованием очищенных сточных вод в системах оборотного водоснабжения.

Сорбционная очистка может применяться самостоятельно и совместно с биологической очисткой. Преимуществами метода являются возможность адсорбции веществ многокомпонентных смесей, а также высокая эффективность очистки, особенно слабоконцентрированных сточных вод.

Адсорбция – процесс физического сцепления молекул с поверхностью твердого тела (адсорбента) без протекания химической реакции. Адсорбция используется для глубокой очистки вод замкнутого водопотребления и доочистки сточных вод от органических веществ, в том числе и от биологически жестких.

Адсорбционные методы широко применяют для глубокой очистки сточных вод от растворенных органических веществ после биохимической очистки, а также в локальных установках, если концентрация этих веществ в воде невелика, и они биологически не разлагаются или являются сильно токсичными.

Адсорбцию используют для обезвреживания сточных вод от фенолов, гербицидов, пестицидов, ароматических нитросоединений, ПАВ красителей и др. Достоинством метода является высокая эффективность, возможность очистки сточных вод, содержащих несколько веществ, а также рекуперации этих веществ.

Адсорбцию осуществляют следующими способами :

— к сточной воде добавляют сорбент в размельченном виде, полученную смесь перемешивают, затем отстаивают и фильтруют;

— сточные воды непрерывно пропускают через фильтр. загруженный сорбентом.

Адсорбенты. применяемые для очистки воды, представляют собой измельченные порошкообразные материалы или гранулы диаметром 0,5 – 1 мм. Их добавляют в воду, которая находится в осветлителе – в этом случае коагуляцию совмещают с адсорбцией. Гранулированные адсорбенты используют в аппарате, имеющем устройство, подобное напорному фильтру .

В качестве сорбентов применяют различные искусственные и природные пористые материалы: активированные угли, цеолиты (алюмосиликаты), золу, шлак, коксовую мелочь, торф, опилки.

Активность сорбента характеризуется количеством поглощаемого вещества на единицу объема или массы сорбента (кг/м 3. кг/кг). Адсорбционные свойства активированных углей в значительной мере зависят от структуры пор, их величины, распределения по размерам.

Макропоры (0,1 – 0,2 мкм) и переходные поры (0,004 – 0,1) играют, как правило, роль транспортирующих каналов, а сорбционная способность активированных углей определяется в основном микропористой структурой (микропоры имеют размер менее 0,004 мкм).

Наиболее эффективными сорбентами для извлечения органических веществ из водных растворов являются активные угли угли различных марок. Пористость углей составляет 60 – 75%, а удельная площадь поверхности – 400 – 900 м 2 /г.

Активированный уголь представляет собой пористое вещество, состоящее из углерода с небольшим количеством примесей, которые играют очень важную роль при адсорбции. Уголь. образующийся в результате нагревания разнообразных органических веществ без доступа воздуха, содержит примеси смол. которые закупоривают его поры. Для удаления смол и увеличения пористости уголь подвергается обработке, получившей название активирования .

В зависимости от условий этой обработки активированный уголь может адсорбировать преимущественно кислоты или, наоборот, основания. Свойством адсорбировать кислоты обладает уголь, активированный при температуре 900 о С. Уголь, нагретый до 450 – 500 о С, наоборот, хорошо адсорбирует основания и не адсорбирует кислоты. Это объясняется тем, что на поверхности угля при обработке образуются поверхностные соединения оксидов, имеющих основных или кислый характер.

Активированный уголь имеет ряд преимуществ перед другими сорбентами:

— жесткая пористая структура;

— достаточная механическая прочность;

— химическая и термическая стойкость;

— способность адсорбировать многие органические вещества, которые не удаляются при биологической очистке. Такие вещества содержатся, например, в сточных водах нефтеперерабатывающих заводов. В этом случае метод адсорбции на активированном угле является наиболее надежным и дешевым.

Исследования. проводимые по очистке сточных вод методами адсорбции с использованием активных углей, показывают высокую эффективность очистки сточных вод. Доза угля зависит от его адсорбционной способности, вида загрязняющих веществ в поступающих сточных водах и требуемого эффекта очистки.

Очистка сточных вод на активированном угле имеет свои особенности. Концентрация органических веществ в сточных водах может быть очень высокой. В такой системе уголь адсорбирует от 0,2 до 0,4 кг вещества на 1 кг собственной массы. После завершения процесса адсорбции органические вещества выжигают в регенеративной печи. Уголь восстанавливают и направляют вновь на адсорбцию. При этом потери угольного адсорбента составляют примерно 5%.

На заводах компонуют большие установки. состоящие из фильтров для очистки сточных вод и аппаратов для проведения регенерации .

Для очистки производственных сточных вод все большее применение находят неуглеродные сорбенты естественного и искусственного происхождения. Использование сорбентов на основе природных материалов (глинистые породы, цеолиты и другие материалы) обусловлено сравнительно низкой стоимостью, доступностью, высокой сорбционной емкостью, а также ионообменными свойствами некоторых из них.

В адсорбционной технике кроме угля широко применяется так называемый силикагель – обезвоженный гель кремниевой кислоты, он адсорбирует преимущественно основания .

Среди минеральных сорбентов природного происхождения наибольшее распространение получили глинистые породы, в состав которых обычно входят материалы с регулярной структурой. В последнее время большое внимание уделяется цеолитам .

Для получения прочных и водостойких фильтрующих материалов из природных цеолитов их прогревают в печах при температуре 1000 о С с хлоридом и карбонатом натрия. При быстром нагреве цеолиты вспениваются. в результате чего их объем и пористость увеличиваются в 5…20 раз. Природные цеолиты используются в виде порошков и фильтрующих материалов для очистки воды от ПАВ, ароматических соединений, красителей, пестицидов, коллоидных и бактериальных примесей.

Стоимостьестественных сорбентов в десятки раз ниже, чем искусственных, поэтому их, как правило, не регенерируют. Предварительная обработка может существенно увеличить стоимость природных сорбентов. Поэтому целесообразность их использования определяется с учетом технологических, экологических, экономических и других факторов.

В настоящее время существует промышленное производство синтетических пористых материалов, часть которых по физико-химическим свойствам отнесена к адсорбентам. Пористая структура полимеров достигается введением в смесь реагентов при полимеризации инертного растворителя, после удаления которого образуется сложная система пор.

Адсорбционная очистка может быть регенеративной. т.е. с извлечением вещества из адсорбента и его утилизацией, и деструктивной, при которой извлеченные из сточных вод вещества уничтожаются вместе с адсорбентом. Регенерацию сорбентов – восстановление адсорбционной способности чаще применяют для гранулированных активных углей вследствие их высокой стоимости. При этом некоторая часть адсорбированных веществ (до 20%) необратимо удерживается в его порах. Активность углей от цикла к циклу постепенно уменьшается .

Читать  Жироловушки для очистки сточных вод

В тех случаях, когда адсорбированные вещества не представляют утилитарной ценности, или затраты на их утилизацию превосходят их стоимость, применяют деструктивные технологии регенерации сорбентов. Деструктивная регенерация сорбента обычно осуществляется термическими или химическими методами. При выборе технологии использования сорбентов необходимо учитывать, что в структуре затрат на сорбционную очистку стоимость сорбентов составляет 30…35%.

Наиболее простым адсорбером является насыпной фильтр. Обычно сорбционная установка состоит из нескольких параллельно работающих секций. состоящих из трех-пяти последовательно расположенных фильтров.

Адсорберы с неподвижным слоем сорбента (сорбционные фильтры) конструктивно выполняются открытыми (безнапорными) и закрытыми (напорными). Обычно устанавливают не менее трех адсорбционных аппаратов, соединенных так, чтобы два работали последовательно, а третий можно было отключать на промывку или регенерацию.

Аппараты непрерывного действия позволяют существенно уменьшить объем активного угля. Принцип действия аппаратов заключается в том, что очищаемая жидкость движется снизу вверх, а плотный слой реагента перемещается ей навстречу под действием силы тяжести или с помощью различных механических устройств.

Для адсорбционного удаления растворенных органических загрязнений из воды на очистных станциях большой производительности используются аппараты со взвешенным (псевдоожиженным) слоем активного угля. Это дает возможность использовать зерна адсорбента относительно малых размеров (0,2 – 1 мм) с развитой внешней поверхностью. В аппаратах присутствует противоточное движение взаимодействующих фаз.

Эффективность адсорбционной очистки достигает 80 – 95%.

Способы проведения сорбционной очистки стоков на производстве.

Сорбционная очистка – это метод очистки, основанный на поглощении загрязняющих веществ из сточных вод твердым телом или жидкостью. Поглощающее тело называют сорбентом, а поглощаемое вещество – сорбатом. Абсорбция – поглощение вещества всем объемом жидкого сорбента. Адсорбция – поглощение вещества поверхностным слоем твердого или жидкого сорбента. Сорбция, сопровождающаяся химичесим взаимодействием сорбента с поглощаемым веществом, называется хемосорбцией. Сорбционная очистка может применяться сомостоятельно или совместно с другими методами очистки для извлечения из сточных вод ценных растворенных веществ, а также в целях последующего использования очищенной воды в системах оборотного водоснабжения. Метод применим для очистки сточных вод от ароматических соединений, красителей, углеводородов, слабых электролитов. При содержании в сточных водах только неорганических соединений, а также низших одноатомных спиртов этот метод неприменим. В качестве сорбентов применяют различные искусственные и природные пористые материалы: золу, коксовую мелочь, торф, силикагели, алюмогели, активные глины, уголь и др. Активность сорбента характеризуется массой поглощаемого вещества на единицу объема или массы сорбента (кг/м 3. кг/кг).

Процесс сорбции может проводиться в статических и динамических условиях. В соответствии с этим различают статическую и динамическую активность сорбента. Статическая активность сорбента характеризуется максимальным количеством вещества, поглощенного единицей объема или массы сорбента к моменту достижения равновесия при постоянных температуре жидкости и начальной концентрации вещества. Динамическая активность сорбента характеризуется максимальным количеством вещества, поглощенного единицей объема или массы сорбента до момента появления сорбируемого вещества в фильтрате или при пропуске сточной воды через слой сорбента.

Сорбция – процесс обратимый. Сорбат (загрязнение) может переходить из сорбента обратно в раствор (очищаемую сточную воду). Скорости протекания прямого (сорбция) и обратного (десорбция) процессов пропорциональны концентрации вещества в растворе и на поверхности сорбента. Когда скорости этих процессов станут равными, в системе устанавливается равновесие, характеризующееся константой равновесия – адсорбционной константой распределения сорбата между сорбентом и раствором . ее величина при прочих равных условиях зависит от температуры. Одним из основных критериев оценки адсорбционных свойств сорбента является изотерма адсорбции, которая аналитически описывается уравнением Фрейндлиха или Ленгмюра. Обычно изотерму адсорбции для вещества, находящегося в сточной воде, определяют экспериментально.

Если в сточной воде присутствуют несколько загрязняющих веществ, то следует определять, возможна ли их совместная адсорбция. Скорость процесса адсорбционной очистки зависит от концентрации, химической природы растворенных веществ, температуры воды, свойств адсорбента.

Сорбционная установка представляет собой несколько параллельно работающих секций, состоящих из 3-5 последовательно расположенных фильтров. При достижении предельного насыщения головной фильтр отключается на регенерацию, вода подается на следующий фильтр. После регенерации головной фильтр включается в схему очистки уже в качестве последней ступени.

Смесители применяются при проведении процесса сорбционной очистки в статических условиях с последовательным введением сорбента.

Сорбционная очистка может быть:

— регенеративной, когда извлеченные вещества утилизируются,

— деструктивной, когда извлеченные вещества уничтожаются.

В зависимости от назначения сорбционной очистки применяются различные методы регенерации сорбента. Для извлечения адсорбированных веществ используют экстракцию их органическим растворителем, отгонку адсорбированного вещества с водяным паром, испарение адсорбированного вещества током газообразного инертного теплоносителя.

Сорбционная очистка сточных вод

3. Аппаратурное оформление процесса сорбционной очистки

4. Регенерация сорбционных установок

Сорбция — это процесс поглощения одного вещества из окружающей среды другим веществом, твердым телом или жидкостью. Поглощающее тело называется сорбентом, а поглощаемое — сорбатом.

Сорбция представляет собой один из наиболее эффективных методов глубокой очистки от растворенных органических веществ сточных вод предприятий целлюлозно-бумажной, химической, нефтехимической, текстильной и других отраслей промышленности. Сорбционная очистка может применяться самостоятельно и совместно с биологической, как метод предварительной и глубокой очистки.

Сорбционные методы весьма эффективны для извлечения из сточных вод ценных растворенных веществ с их последующей утилизацией и использования очищенных сточных вод в системе оборотного водоснабжения промышленных предприятий.

Сорбционная очистка сточных вод наиболее рациональна, если в них содержатся преимущественно ароматические соединения, не электролиты или слабые электролиты, красители, непредельные соединения или гидрофобные (например, содержащие хлор или нитрогруппы) алифатические соединения. При содержании в сточных водах только неорганических соединений, а также низких одноатомных спиртов этот метод не применим.

1. Основные процессы сорбции

сорбция уголь растворитель сточный

Процесс сорбции может осуществляться в статических условиях, при которых частица жидкости не перемещается относительно частицы сорбента, т. е. движется вместе с ней, а также в динамических условиях, когда частица жидкости перемещается относительно сорбента.

Таким образом, сорбцию называют статической, когда поглощаемое вещество, находится в газообразной или жидкой фазе, приведено в контакт с неподвижным сорбентом или перемешиваются с ним. Так происходит в аппаратах с перемешивающими устройствами. Динамической сорбцию называют в тех случаях, когда поглощаемое вещество находится в подвижной жидкой или газообразной фазе, которая фильтруется через слой сорбента. Так происходит в аппаратах с псевдоожиженным слоем, фильтрах.

В соответствии с этим различают статическую и динамическую активность сорбента. Статическая активность характеризуется количеством поглощенного вещества на единицу массы сорбента к моменту достижения равновесия в определенных условиях (постоянных температуре жидкости и начальной концентрации вещества). Динамическая активность сорбента характеризуется временем от начала пропускания сорбата до его проскока, т.е. до появления за слоем сорбента, или максимальным количеством вещества, поглощенного единицей объема или массы сорбента до момента появления сорбируемого вещества через слой сорбента. Динамическая активность в промышленных адсорберах составляет 45 ? 90%. На практике сорбционные процессы осуществляют, как правило, в динамических условиях, так как это обеспечивает непрерывность технологического процесса и возможность его автоматизации. Между количеством вещества, адсорбированного сорбентом и оставшегося в растворе, в разбавленных растворах наступает равновесие, подчиняющееся закону распределения.

Читать  Очистка сточных вод видео

Сорбция ? процесс обратимый, т. е. адсорбированное вещество (сорбат) может переходить с сорбента обратно в раствор. При прочих равных условиях скорости протекания прямого (сорбция) и обратного (десорбция) процессов пропорциональны концентрации вещества в растворе и поверхности сорбента. Поэтому в начальный период процесса сорбции, т. е. при максимальной концентрации вещества в растворе, скорость сорбции также максимальна. По мере повышения концентрации растворенного вещества на поверхности сорбента увеличивается число сорбированных молекул, переходящих обратно в раствор. С момента, когда количество сорбируемых из раствора (в единицу времени) молекул становится равным количеству молекул, переходящих с поверхности сорбента в раствор, концентрация раствора становится постоянной. Эта концентрация называется равновесной.

Если после достижения адсорбционного равновесия несколько повысить концентрацию обрабатываемого раствора, то сорбент сможет извлечь из него еще некоторое количество растворенного вещества. Но нарушаемое таким образом равновесие будет восстанавливаться лишь до полного использования сорбционной способности (емкости) сорбента, после чего повышение концентрации вещества в растворе не изменяет количества сорбируемого вещества.

Скорость процесса адсорбции зависит от концентрации, природы и структуры растворенных веществ, температуры воды, вида и свойств адсорбента. Учитывая все обстоятельства, определяют условия, при которых адсорбционная очистка сточных вод идет с оптимальной скоростью. Процесс целесообразно проводить при таких гидродинамических режимах, чтобы он лимитировался во внутридиффузионной области, сопротивление которой можно снизить, изменяя структуру адсорбента, уменьшая размеры зерна.

2 Виды применяемых сорбентов

Минеральные сорбенты используют мало, так как энергия взаимодействия их с молекулами воды велика — иногда превышает энергию адсорбции. Пористость этих углей составляет 60 ? 75 %, а удельная площадь поверхности 400 ? 900 м2 на единицу веса сорбента. Адсорбционные свойства активированных углей в значительной мере зависит от структуры пор, их величины, распределения по размерам. В зависимости от преобладающего размера пор активированные угли делятся на крупно- и мелкопористые, и смешанные. Поры по своему размеру подразделяются на три вида:

— макропоры — 0,1 — 2 мкм;

— переходные — 0,004 — 0,1 мкм;

— микропоры — < 0,004 мкм.

Активные угли должны слабо взаимодействовать с молекулами воды и хорошо ? с органическими веществами, быть относительно крупнопористыми (с эффективным радиусом адсорбционных пор в пределах 0,8 ? 5,0 нм), чтобы их поверхность была доступна для больших и сложных органических молекул. При малом времени контакта с водой они должны иметь высокую адсорбционную емкость, высокую селективность и малую удерживающую способность при регенерации. При соблюдении последнего условия затраты на реагенты для регенерации угля будут небольшими. Угли должны быть прочными, быстро смачиваться водой, иметь определенный гранулометрический состав. В процессе очистки используют мелкозернистые адсорбенты с частицами размерами 0,25 ? 0,5 мм и высокодисперсные угли с частицами размером менее 40 мкм.

Важно, чтобы угли обладали малой каталитической активностью по отношению к реакциям окисления, конденсации и др. так как некоторые органические вещества, находящиеся в сточных водах, способны окисляться и осмоляться. Эти процессы ускоряются катализаторами. Осмолившиеся вещества забивают поры адсорбента, что затрудняет его низкотемпературную регенерацию. Наконец, они должны иметь низкую стоимость, не уменьшать адсорбционную емкость после регенерации и обеспечивать большое число циклов работы.

Сырьем для активных углей может быть практически любой углеродсодержащий материал: уголь, древесина, полимеры, отходи пищевой, целлюлозно-бумажной и других отраслей промышленности.

Макропоры и переходные поры играют, как правило, роль транспортирующих каналов, а сорбционная способность активированных углей определяется микропористой структурой. Растворенные органические вещества, имеющие размер частиц менее 0,001 мкм, заполняют объем микропор сорбента, полная емкость которых соответствует поглощающей способности сорбента.

Активность сорбента характеризуется количеством поглощаемого вещества на единицу объема или массы сорбента.

3. Аппаратурное оформление процесса сорбционной очистки

В зависимости от области применения метода сорбционной очистки, места расположения адсорберов в общем комплексе очистных сооружений, состава сточных вод и крупности сорбента и др. назначают схему сорбционной очистки и тип адсорбера.

Так, например, перед сооружениями биологической очистки применяют насыпные фильтры с диаметром зерен сорбента 3 ? 5 мм или адсорберы с псевдоожиженным слоем сорбента с диаметром зерен 0,5 ? 1 мм. При глубокой очистке производственных сточных вод и возврате их в систему оборотного водоснабжения применяют аппараты с мешалкой и намывные фильтры с крупностью зерен до 0,1 мм.

Наиболее простым является насыпной фильтр, представляющий колонну с насыпным слоем сорбента, через который фильтруется сточная вода. Скорость фильтрования зависит от концентрации растворенных в сточных водах веществ и составляет 1 ? 6 м/ч, крупность зерен сорбента — 1,5 ? 5 мм. Наиболее рациональное направление фильтрования жидкости снизу вверх, так как в этом случае происходит равномерное заполнение всего сечения колонны и относительно легко вытесняются пузырьки воздуха и газов, попадающих в слой сорбента вместе со сточной водой.

В колонне слой зерен сорбента укладывают на беспровальную решетку с отверстиями диаметром 5 ? 10 мм и шагом 10 ? 20 мм, на которые укладывают поддерживающий слой мелкого щебня и крупного гравия высотой 400 ? 500 мм, предохраняющий зерна сорбента от проваливания в подрешеченное пространство и обеспечивающий равномерное распределение потока жидкости по всему сечению. Сверху слой сорбента для предотвращения выноса закрывают сначала слоем гравия, затем слоем щебня и покрывают решеткой (т. е. повторяют укладку в обратном направлении).

Фильтры с неподвижным слоем сорбента применяют при регенеративной очистке сточных вод с целью утилизации выделенных относительно чистых продуктов. Процесс десорбции осуществляется с помощью химических растворителей или пара.

Процесс адсорбционной очистки сточной воды ведут при интенсивном перемешивании адсорбента с водой, при фильтровании воды через слой адсорбента или в псевдоожиженном слое на установках периодического и непрерывного действия. При смешивании адсорбента с водой используют активный уголь в виде частиц 0,1 мм и меньше. Процесс проводят в одну или несколько ступеней.

Обычно сорбционная установка представляет собой несколько параллельно работающих секций, состоящих из 3 ? 5 последовательно расположенных фильтров.

При достижении предельного насыщения головной фильтр отключается на регенерацию, а обрабатываемая вода подается на следующий фильтр. После регенерации головной фильтр включается в схему очистки уже в качестве последней ступени.

Читать  Устройство дренажной системы водоотвода от фундамента зданий

Статическая одноступенчатая адсорбция нашла применение в тех случаях, когда адсорбент очень дешев или является отходом производства. Более эффективно (при меньшем расходе адсорбента) процесс протекает при использовании многоступенчатой установки. При этом в первую ступень вводят столько адсорбента, сколько необходимо для снижения концентрации загрязнений от Cн до Ск, затем адсорбент отделяют отстаиванием или фильтрованием, а сточную воду направляют на вторую ступень, куда вводят свежий адсорбент.

В динамических условиях процесс очистки проводят при фильтровании сточной воды через слой адсорбента. Скорость фильтрования зависит от концентрации растворенных веществ и колеблется от 2 ? 4 до 5 ? 6 м3/ч через 1 м2 поперечного сечения колонны. Вода в колонне движется снизу вверх, заполняя все ее сечение. Адсорбент применяют в виде частиц размерами 1,5 ? 5 мм. При более мелких зернах возрастает сопротивление фильтрованию жидкости. Уголь укладывают на слой гравия, уложенного на решетке. Во избежание забивки адсорбента сточная вода не должна содержать твердых взвешенных примесей.

В одной колонне при неподвижном слое сорбента процесс очистки ведут периодически до проскока, а затем адсорбент выгружают и регенерируют. При непрерывном процессе используют несколько колонн. По такой схеме две колонны работают последовательно, а третья отключена на регенерацию. При проскоке в средней колонне на регенерацию отключают первую.

В момент проскока в колонне появляется слой адсорбента высотой Lc, который не работает. Этот слой называют «мертвым». Если одновременно выводить из колонны «мертвый» слой и вводить в нее такой же слой свежего адсорбента, то колонна будет работать непрерывно. Для подачи адсорбента имеются специальные дозаторы.

В настоящее время применяют цилиндрические одноярусные адсорберы. Такой аппарат представляет собой колонну высотой около 4 м. Верхняя часть ее соединена с царгой, имеющей диаметр, в 2 ? 2,5 раза больше диаметра основной колонны. В зависимости от диаметра колонны коническое днище имеет центральный угол 30° ? 60°. Непосредственно под коническим днищем устанавливается распределительная решетка с отверстиями 5 ? 10 мм и шагом отверстий около 10 мм, на которую загружается активированный уголь с размером частиц 0,25 ? 1 мм и преимущественным содержанием фракции 0,5 ? 0,75 мм. Высота неподвижного слоя составляет 2,5 ? 2,7 м.

В нижнюю часть аппарата через центральную трубу, заканчивающуюся диффузором под решеткой, либо через боковой патрубок тройника, подсоединенного к конусному днищу, поступает сточная вода со скоростью, обеспечивающей относительное расширение слоя 1,5 ? 1,6.

Уголь равномерно подается в аппарат из бункера с автоматическим дозатором. Сорбент в виде (5 ? 20)-процентной суспензии поступает в верхнюю расширенную часть той же центральной трубы, по которой в колонну адсорбера подается сточная вода. В трубе эта вода смешивается с углем. Образовавшаяся суспензия поступает через диффузор под решетку, продавливается через ее отверстия и задерживается части псевдоожиженного слоя угля, который находится в колонне.

Обработанная сточная вода отводится в кольцевой желоб верхней части царги. Установки с псевдоожиженным слоем (периодического или непрерывного действия) целесообразно применять при высоком содержании взвешенных веществ в сточной воде. Размер частиц адсорбента при этом должен быть равным 0,5 ? 1 мм.

Скорости потока для частиц указанных размеров находится в пределах 8 ? 12 м/с.

4. Регенерация сорбционных установок

Важнейшей стадией процесса адсорбционной очистки является регенерация активного угля. Адсорбированные вещества из угля извлекают десорбцией насыщенным или перегретым водяным паром либо нагретым инертным газом. Температура перегретого пара при этом (при избыточном давлении 0,3 ? 0,6 МПа) равна 200 ? 300 °С, а инертных газов 120 ? 140 °С. Расход пара при отгонке легколетучих веществ равен 2,5 ? 3 кг на 1 кг отгоняемого вещества, для высококипящих ? в 5 ? 10 раз больше. После десорбции пары конденсируют, и вещество извлекают из конденсата. Для регенерации углей может быть использована и экстракция (жидкофазная десорбция) органическими низкокипящими и легко перегоняющимися с водяным паром растворителями. При регенерации органическими растворителями (метанолом, бензолом, толуолом, дихлорэтаном и др.) процесс проводят при нагревании или без нагревания. По окончании десорбции остатки растворителей из угля удаляют острым паром или инертным газом. Для десорбции адсорбированных слабых органических электролитов их переводят в диссоциированную форму. При этом ионы переходят в раствор, заключенный в порах угля, откуда их вымывают горячей водой, раствором кислот (для удаления органических оснований) пли раствором щелочей (для удаления кислот).

В некоторых случаях перед регенерацией адсорбированное вещество путем химического превращения переводят в другое вещество, которое легче извлекается из адсорбента. В том случае, когда адсорбированные вещества не представляют ценности, проводят деструктивную регенерацию химическими реагентами (окислением хлором, озоном или термическим путем). Термическую регенерацию проводят в печах различной конструкции при температуре 700 ? 800°С в бескислородной среде. Регенерацию ведут смесью продуктов горения газа или жидкого топлива и водяного пара. Она связана с потерей части адсорбента (15 ? 20 %). Разрабатываются биологические методы регенерации углей, при которых адсорбированные вещества биохимически окисляются.

Этот способ регенерации значительно удлиняет срок использования сорбента. Сорбционная очистка может быть регенеративной, когда извлеченные вещества утилизируются, или деструктивной, когда извлеченные вещества уничтожаются. В зависимости от вида сорбционной очистки применяются различные методы регенерации сорбента или его уничтожения.

Сорбция представляет собой один из наиболее эффективных методов глубокой очистки от растворенных органических веществ сточных вод предприятий нефтехимической промышленности.

В качестве сорбентов применяют различные пористые материалы: золу, коксовую мелочь, торф, силикагели, алюмогели, активные глины и др. Эффективными сорбентами являются активированные угли различных марок. В зависимости от области применения метода сорбционной очистки, места расположения адсорберов в общем комплексе очистных сооружений, состава сточных вод, вида и крупности сорбента и др. назначают ту или иную схему сорбционной очистки и тип адсорбера. Наиболее простым является насыпной фильтр, представляющий собой колонну с неподвижным слоем сорбента, через который фильтруется сточная вода. Наиболее рациональное направление фильтрования жидкости — снизу вверх, так как в этом случае происходит равномерное заполнение всего сечения колонны и относительно легко вытесняются пузырьки воздуха или газов, попадающих в слой сорбента вместе со сточной водой.

1. Ф.В. Стольберг Экология города. К. Либра, 2000.

2. Л.С. Алексеев Контроль качества воды. М. Инфра — М, 2004.

3. С.И. Розанов Общая экология. СПб. Изд. «Лань», 2003.

4. Л.Л. Пааль, Я.Я. Кару, Х.А. Мельдер, Б.Н. Репин Справочник по очистки природных и сточных вод. М. Высш.шк. 1994.

5. Ю.В. Воронов, Е.В. Алексеев, В.П. Саломеев, Е.А. Пугачёв Водоотведение. М. Инфра — М, 2007.

6. В.И. Коробкин, Л.В. Передельский Экология. Ростов н/Д: изд. «Феникс», 2008.

Размещено на Allbest.ru

Источники: http://zinref.ru/000_uchebniki/03700_ochistka_vodi/002_Metody_ochistki_prirodnykh_i_stochnykh_vod/016.htm, http://studopedia.ru/15_100792_sposobi-provedeniya-sorbtsionnoy-ochistki-stokov-na-proizvodstve.html, http://revolution.allbest.ru/ecology/00346485_0.html

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here