- •Міністерство освіти і науки України
- •2. Склад стічних вод промислових підприємств.
- •3. Кількість стічних вод і режим водовідведення.
- •4. Схеми водовідведення промислових підприємств.
- •5. Системи водовідведення промислових підприємств.
- •6. Особливості будови каналізаційних мереж на
- •7. Умови випуску виробничих стічних вод у
- •8. Класифікація методів очищення виробничих
- •9. Механічні методи очищення стічних вод.
- •9.1. Усереднення.
- •9.2. Проціджування.
- •9.2.1. Сита.
- •9.3. Відстоювання.
- •9.3.1. Нафтовловлювачі.
- •5 5 2 4 6 1 3 7Рис.11. Нафтовловлювач горизонтального типу.
- •9.3.2. Смоломаслоуловлювачі.
- •9.3.3. Жироуловлювачі.
- •9.3.4. Осадження зважених речовин у гідроциклонах.
- •1 1 1 2 4 3 5 6 7 Питание слив песок 1-1
- •9.3.5. Фільтрування.
- •9.3.6. Мікрофільтрування.
- •10. Фізико-хімічні методи очищення.
- •10.1. Адсорбція.
- •10.1.1. Розрахунок адсорберів
- •10.2. Екстракція.
- •10.3. Евапорація.
- •10.4. Аерація.
- •10.5. Флотація.
- •10.5.1. Способи диспергування повітря у флотаційних процесах
- •10.5.2. Пневматична, імпелерна і струминна флотація
- •10.5.3. Напірна і вакуумна флотація
- •1 2 3 4 5 Воздух шлам выпуск
- •10.6. Коагуляція.
- •11. Хімічні методи очищення.
- •11.1. Нейтралізація.
- •11.2. Окислювання.
- •11.3. Відновлення.
- •12. Електрохімічні методи очищення.
- •12.1. Електрокоагуляція.
- •12.2. Електрофлотація.
- •13. Біологічне очищення стічних вод.
- •13.1. Особливості біологічного очищення виробничих стічних вод.
- •13.2. Очищення виробничих стічних вод в аеротенках.
- •1 2 3 4 5 6 7Рис.42. Радіальний фільтротенк.
- •1 2 3 4 5 6 7 8 Воздух 9 10
- •13.3. Очищення виробничих стічних вод у біофільтрах.
10.1.1. Розрахунок адсорберів
Розрахунок адсорберів виробляється з використанням наступних формул.
Площа адсорберів:
;
Q - середьогодинна витрата стічних вод, м3/година;
- швидкість фільтрування, м/година, для стаціонарного шару до 12м/година, для киплячого шару 30-40м/година.
Кількість, речовини, затримуваної завантаженням:
V = (H-h) F. aq , де
Н - висота шаруючи завантаження адсорбенту, м;
h - емпірична константа;
aq- динамічна ємність адсорбенту кг/м3.
Тривалість захисної дії адсорбера:
;
- коефіцієнт захисної дії;
- утрата часу захисної дії.
Коефіцієнт захисної дії:
, де
- гранична насиченість адсорбенту, рівноважна з початковою концентрацією, кг/кг (установлюється по експериментальній ізотермі адсорбції);
СН - початкова концентрація адсорбтива, кг/м3.
Утрата часу захисної дії:
, де
- час, у плині якого концентрація адсорбтива у фільтраті змінюється від величини припустимого проскакування до СН (встановлюється експериментально);
- пористість адсорбенту;
;
- обсяг завантаження в нерухомому стані;
- обсяг завантаження в “киплячому” стані.
Кількість адсорберів при їхньому послідовному включенні складе:
N = НОБЩ/Н, де
Н - висота шаруючи завантаження одного адсорбера;
НОБЩ - загальна висота адсорбційного шару:
, де
СК - кінцева концентрація адсорбтива в очищеній воді;
t - період роботи адсорберів, година;
k = 0,6-0,8 - коефіцієнт адсорбції;
- насипна щільність адсорбенту, г/м3;
- максимальна і мінімальна ємність адсорбенту, г/м3;
НР - висота резервного шару адсорбенту, м.
ЛЕКЦІЯ 12
10.2. Екстракція.
Екстракція як метод очищення стічної води полягає в тім, що у воду додається нерозчинна в ній рідина (екстрагент) і ретельно змішується з нею. При цьому забруднююче речовина, розчинена у воді, перерозподіляється між водою і екстрагентом відповідно до його розчинності в цих рідинах.
Відношення концентрацій,яки взаємне врівноважуються, у двох взаємно нерозчинних рідинах при досягненні рівноваги є постійним і називається коефіцієнтом розподілу.
, де
СЭ , СВ - відповідно концентрація забруднюючого речовини в екстрагенте й у воді при сталому рівновазі.
Коефіцієнт розподілу kР залежить від температури, при якій виробляється екстракція, а також від наявності різних домішок у воді і екстрагенті. За рахунок переходу речовини в екстрагент, його концентрація у воді падає і при досягненні рівноваги вона стає значно менше, ніж у екстрагенте.
Надалі екстрагент відокремлюється від води за рахунок різниці щільностей, а сконцентро-ваная в екстрагенті речовина виділяється з нього і може бути утилізована чи використана у виробництві. Регенерований екстрагент потім знову направляється на екстракцію.
У якості екстрагентів можуть використовуватися різні органічні розчинники: толуол, бути-ацетат, бензол, хлороформ, аміловый спирт і інші.
При виборі екстрагента необхідно враховувати наступні вимоги:
гарну экстракційную здатність стосовно речовини, яка екстрагується, тобто високий коефіцієнт розподілу;
селективність екстрагенту, що забезпечує витяг з води, що містить у розчиненому стані суміш різних речовин, одна чи речовина визначену групу речовин;
дуже малу розчинність у воді;
щільність, що відрізняється від щільності води;
температуру кипіння, що значно відрізняється від температури кипіння речовини. яка екстрагується;
невелику питому теплоту випару і малу теплоємність;
вогні- і вибухобезпечність, низьку вартість.
Крім того. екстрагент не повинний піддаватися гідролізу і не вступати в хімічну взаємодію з речовиною що екстрагується.
Очищення стічних вод методом екстракції може бути здійснена трьома способами: одне- чи багаторазовою обробкою того самого обсягу води свіжими порціями екстрагента, перемішуванням води і екстрагента в одному апараті за принципом протитока, перемішуванням води і екстрагента в декількох апаратах, що працюють за принципом протитока.
Перший спосіб здійснюється в реакторі з мішалкою з наступним поділом суміші у відстійнику. Кінцева концентрація речовини у воді визначається по формулі
, де
З - початкова концентрація речовини, що витягається;
- коефіцієнт розподілу;
у - відносну витрату екстрагента.
;
Q - витрата стічних вод;
- витрата екстрагента.
При багаторазовій обробці кінцева концентрація буде дорівнює:
, де
- кількість обробок (ступіней).
Другий спосіб здійснюється в апараті, зображеному на мал.25. Екстрактор представляет собою колону з насадкою, у яку подається екстрагент і вода. Як насадки використовуються керамічні кільця. У тих випадках коли щільність екстрагента менше щільності води, екстрагент подають знизу, як показано на малюнку.
1 2 3 4
Рис.25. Екстракційна колона.
1.Подача стічної води; 2.Подача свіжого екстрагента; 3.Відвід очищеної води; 4.Відвід відпрацьованого екстрагента.
При зворотному співвідношенні щільностей екстрагент подається зверху. Щоб підтримати постійний рівень рідини в колоні, воду з колони відводять через сифон. Висоту колонного екстрактора, достатню для досягнення необхідного ступеня очищення стічних вод, визначають експериментально для кожного виду речовини,що екстрагується, і екстрагента.
Третій спосіб екстракції здійснюється в ряді таких апаратів.
Крім того, екстракцію можна робити на установці багаторазової екстракції, що працюють у протиточному режимі (мал.26). Аналіз показує, що багаторазова екстракція ефективніше однократної, що приводить до більш ощадливої витрати екстрагента.
1 5 5 2 3 4 6 6 6 5
Рис.26. Схема установки багаторазової екстракції.
1.Подача стічної води; 2.Подача свіжого екстрагента; 3.Збірник очищеної води; 4.Збірник відпрацьованого екстрагента; 5.Реактор з мішалкою; 6.Відстійник.
Кінцева концентрація речовини, що екстрагуется в очищеній воді для установки, показаної на мал.26 може бути визначена з наступного вираження:
.