Лекция: Встряхивающий механизм

Входной

патрубок

Бункер

Для очистки выбросов от газообразных вредных примесей – применяются методы

— абсорбциии (всавсывание- лат.)растворения выбросов в жидких растворителях,

— хемосорбции -химическое связывание примесей растворами специальных реагентов,

— адсорбции –поглощение примесей твердыми активными веществами,

— каталитическим -химические превращения примесей в присутствии катализаторов..

1. Абсорбция– проводится в термических или вакуумных десорбентах. Абсорбция зависит от растворимости удаляемого газа в поглощающей жидкости, температуры и его парциального давления.

К примеру для удаления аммиака NH3, фторводорода HF или хлорводорода HCl целесообразно применять воду – растворимость этих газов в воде очень высока. Пары воды с растворенными загрязнителями регенерируются ( десорбируются) путем повышения температуры или понижения давления.

Узлы абсорбции и десорбции могут быть различных конструкций.

Схема абсорбции и десорбции.

Отработанный

абсорбент

2. Хемосорбция– основана на поглощении газов реагентами с образованием малолетучих или малорастворимых соединений.

Например очистка газовоздушной смеси от сероводорода с применением мышьяково-щелочного реагента^

H2S + Na4As2S5O2 = Na4As2S6O + H2O

Регенерация раствора производится окислением его кислородом, содержащимся в очищенном воздухе:

2 Na4 As2S6O + O2 = 2Na4As2S5O2 + 2S

В данном примере побочным продуктом оказалась сера, ценный компонент, используемый во многих технологических процессах.

При хемосорбции могут использоваться многие другие реагенты и иониты.

Иониты – твердые вещества, способные обмениваться ионами с фильтруемыми через них газообразными или жидкими смесями. Это или природные материалы ( глины) или синтетические полимерные смолы.

Пример хемосорбции аммиака из газовоздушной смеси с помощью ионита катионного типа ( катионит) R-H:

R-H + NH3 R- NH4

Подобные реакции происходят и при использовании ионита анионного типа ( анионита) R-CO3.

Например удаление диоксида серы SO2

R-CO3 + SO2 R-SO3 + CO2

Регенерация ионитов осуществляется промывкой их водой, слабыми растворами кислот ( для катионитов) и щелочей ( для анионитов).

3. Адсорбция -процесс избирательного поглощения компонентов газовоздушной смеси твердыми веществами. При физической адсорбции молекулы адсорбента не вступают в химическое взаимодействие с молекулами газовой смеси.

Требовани к адсорбентам:большая адсорбционная способность, селективность, химическая инертность, механическая прочность, способность к регенерации и низкая стоимость.

Наиболее распространенные адсорбенты – активированный уголь, силикогели, алюмосиликаты.

Процесс регенерации адсорбентов основан на свойстве адсорбентов резко снижать адсорбционную способности при нагреве.

Регенерация осуществляется нагревом адсорбента или продувкой его горячим паром или воздухом.

4. Каталитический методоснован на применении катализаторов, ускоряющих химические реакции. В последнее время каталитические методы используются для очистки выхлопных газов от транспортных средств, тоесть превращения токсичных оксидов азота NOx и углерода CO в нетоксичные вещества.

Кат.

2NO + 2CO N2 + 2CO2

кат.

2NO + H2O N2 + H2O

1.2. Очистка сточных вод

В зависимости от типа процесса протекающего в очистных сооружениях, различают следующие методы очистки сточных вод:

— механическая очистка;

— физико-химическая очистка;

— биологическая очистка

На очистных сооружениях сточных вод образуются большие массы осадков, которые подготавливаются для дальнейшего использования – их сушат, обезвреживают и обеззараживают.

При необходимости, воды прошедшие полный цикл биологической очистки подвергаются доочистке. После очистки, перед сбросом в водоемы, сточные воды должны обеззараживаться с целью уничтожения патогенных микроорганизмов.

1. Механическая очисткапредназначена для очистки вод от нерастворимых примесей.

Сооружениям механической очистки вод относятся: решетки, сита ( для частиц крупных примесей), песколовки для улавливания минеральных примесей), отстойники ( для медленно оседающих взвесей), фильтры ( для мелкодисперсных примесей)

Специфические загрязнения в промышленных водах удаляются с помощью жироловок, нефтеловушек, масло- и смолоулавителей.

Можно ограничиться механической очисткой, если воды будут повторно использоваться в непрерывном технологическом цикле, или если небольшое количество вод будут сброшены в очень мощный водоем.

При механической очистке удается освободить воды от 60% нерастворимых примесей.

Технологическая схема механической очистки вод.

СТОЧНЫЕ ВОДЫ

Отбросы

Дробленые отходы

Песчаная

пульпа

Сброженный осадок Сырой

осадок

Дренажная вода

Выпуск

ОЧИЩЕННЫЕ ВОДЫ

2. Физико-химические методы применяются в основном для очистки производственных вод ( эти виды очистки достаточно дорогостоящий и для бытовых стоков не применяется по этим соображениям).

К физико-химическим метолам очистки относятся:

— реагентная очистка ( нейтрализация, коагуляция, озонирование, хлорирование и пр.);

— сорбционная очистка;

— экстракция;

— эвапорация;

— флотация;

— электродиализ

Наиболее распространенный метод физико-химической очистки являются методы реагентной очистки с применением коагулнтов, в качестве которых применяют сернокислый алюминий, хлорное железо, сернокислое железо, известь и пр. Соли коагулянты способствуют агрегации ( укрупнения) частиц, превращение их в хлопья, что облегчает их фильтрацию.

В ряде случаев физико-химическая очистка обеспечивает такое глубокое очищение вод от примесей, что последующая биологическая очистка и доочистка не требуются.

Технологическая схема физико-химической очистки вод.

Сточные воды

Отбросы

Дробленые отходы

П есчаная пульпа

Реагент

Дренажная вода

Осадок

Утилизация

Выпуск

2. Биологическа очистка сточных вод основана на биологических процессах с участием микроорганизмов, которые в процессе своей жизнедеятельности разрушают органические соединения в сточных водах и минерализируют их. Такие микроорганизмы используют органические вещества сточных вод в качестве питательных веществ и энергии.

Сооружения органической очистки условно делят на два типа:

— в которых процессы идут в условиях близких к естественным ( поля фильтрации и биологические пруды);

— в которых процессы идут в искусственно созданных условиях ( биофильтры и аэротенки).

Поля фильтрации – это земельные участки, искусственно разделенные на секции, по которым равномерно распределяется сточная вода, фильтрующаяся через грунты. Профильтрованная вода собирается в дренажных трубах и стекает в водоемы. На поверхности почвы процессы минерализации органических примесей из сточных вод осуществляют аэробные бактерии, в почве – анаэробные.

Биологические пруды – специально созданные неглубокие водоемы, в которых происходят естественные процессы очищения воды в аэробных и анаэробных условиях. Биологические пруды создаются как для первичной очистки, так и для доочистки после биофильтров и аэротенков.

Биофильтры – сооружения, в которых создаются условия для интенсификации естественных биохимических процессов разложения органических веществ. Это резервуары с с фильтрующим материалом, дренажем и устройством розлива и распределения воды. на поверхности биофильтра постепенно созревает биопленка подобная тем, которые имеются на полях фильтрации. В связи с интенсивным процессом очистки, в биофильтре отмершая биопленка требует смывки водой и задерживается во вторичном отстойнике.

Аэротенки –это резервуары, которые подвергаются постоянной аэрации и в которые подается вода после механической очистки и активный ил, содержащий аэробные микроорганизмы. Из аэротенков, сточная вода в смеси с активным илом подается во вторичные отстойники, где ил осаждается. Основная масса его возвращается в аэротенк, а очищенная от ила вода в контактные резервуары для последующего обеззараживания ( хлорирования).

Доочистка вод –производится, если к воде предъявляются особенно высокие требования — перед сбросом в водоем заказника или если дополнительная очистка требуется по технологическим требованиям производства. Для доочистки вод применяются все перечисленные методы в зависимости от требования к качеству очищаемой воды и ее составу.

Обеззараживание –заключительный этап обработки сточных вод перед сбросом в водоем. Наиболее распространен способ дезинфекции воды путем хлорирования газообразным хлором Cl2 или хлорной известью CaCl (OCl).Применяются так же электролизные установки по получению гипохлорида натрия NaClO из поваренной соли Na Cl.