28) Основные методы очистки атмосферных выбросов от оксидов углерода, углеводородов и пыли

Очистка газов от CO2

Абсорбция водой. Этот способ прост и дешев, однако эффективность очистки в этом случае мала, так как максимальная поглотительная способность воды составляет 8 кг CO2 на 100 кг воды.

Поглощение растворами этанол-аминов:

В качестве поглотителя обычно применяется моноэтаноламин, хотя триэтаноламин обладает большей реакционной способностью.

Очистка цеолитами типа CaA. Молекулы CO2 очень малы: D = 3,1 .

Для извлечения CO2 из природного газа и удаления продуктов жизнедеятельности (влаги и CO2) в современных экологических изолированных системах (космические корабли, подводные лодки и т.п.) используются молекулярные сита типа CaA.

Очистка газов от СО

Дожигание на платино-палладиевом (Pt/Pd) катализаторе:

Конверсия:

Очистка газов от взвешенных частиц

Можно выделить несколько групп методов улавливания частиц пыли.

Гравитационное оседание.

Центрифугирование.

Электростатическое оседание.

Инерционное ударение.

Прямой захват.

Диффузия.

Все эти процессы осуществляются с помощью специальной аппаратуры.

29) Характеристика природных и сточных вод

Гидросфера - это совокупность океанов, морей, озер, прудов, болот и подземных вод, т.е. водная оболочка Земли.

Гидросфера - самая тонкая оболочка нашей планеты, составляющая лишь 10-3% общей массы Земли. Около 80% - это морская вода, содержащая до 35 г/л солей. По подсчетам ученых количество пресной воды составляет всего 2,5% от всей воды на планете. При этом запасы пресной воды распределены крайне неравномерно: 72,2% - льды; 22,4% - грунтовые воды; 0,35% - вода в атмосфере; 5,05% - устойчивый сток рек и озер. На долю воды. которую мы можем использовать, приходится всего лишь 10-2% от всей воды, имеющейся на Земле.

По содержанию солей вода делится на

пресную (менее 1 г/л),

засоленную (до 25 г/л),

соленую (более 25 г/л).

В зависимости от условий образования сточные воды делятся на три группы:

Бытовые сточные воды - стоки душевых, прачечных, бань, столовых, туалетов и т.д. Их количество в среднем составляет 0,5-2 л/с с 1 га жилой застройки.

Атмосферные или ливневые сточные воды. Их сток неравномерен: 1 раз в год - 100-150 л/с с 1 га; 1 раз в 10 лет - 200-300 л/с с 1 га. Особенно опасны ливневые стоки на промышленных предприятиях. Из-за их неравномерности затруднены их сбор и очистка.

Промышленные сточные воды - жидкие отходы, которые возникают при добыче и переработке сырья.

Основные характеристики сточных вод, влияющих на состояние водоемов:

а) температура, °С;

б) минералогический состав примесей;

в) содержание кислорода, мг/л;

г) кислотность, рН;

д) концентрация вредных примесей, мг/л.

Особенно большое значение для процессов самоочищения водоемов имеет кислородный режим водоемов.

Условия спуска производственных сточных вод регламентируются специальными правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами.

Сточные воды характеризуются следующими признаками:

1) мутность (мг/л) - определяется с помощью мутномера, в котором исследуемую воду сравнивают с эталонным раствором;

2) цветность - определяется путем сравнения интенсивности окраски испытуемой воды со стандартной шкалой, выражается в градусах цветности. В качестве стандартного раствора применяют раствор солей свинца и кобальта;

3) сухой остаток (мг/л) - это масса солей и веществ, которые остаются после выпаривания воды;

4) кислотность (рН), природная вода обычно имеет щелочную реакцию среды;

5) жесткость (мг-экв/л солей Ca+2 и Mg+2 или градусы жесткости);

6) растворимый кислород (мг/л). Содержание его в воде зависит от температуры воды и от барометрического давления;

7) ХПК (мг O2/л);

8) БПК (мг O2/л).

30) Жесткость воды. Виды жесткости воды.

Жесткость воды - определенное свойство воды, которое связывают с растворенными в ней соединениями магния и кальция, то есть наличием в воде катионов этих элементов (при повышении температуры соли этих металлов выпадают в осадок и образуют весьма прочные отложения). Жесткость воды во многом определяет пригодность воды для использования как промышленных, так и в бытовых целях. Возникновением накипи мы «благодарны» именно жесткой воде.

Жесткость воды принято исчислять суммой миллимолей ионов кальция и магния на 1 литр воды (ммоль/л). 1 ммоль/л соответствует количеству любого вещества в мг/л, равному его молекулярной массе, разделенной на валентность. Величина 1 ммоль/л говорит о содержании в 1 литре воды 20,04 мг/л кальция либо 12,1 б мг/л магния. Для удобства пользуются величиной мг-экв/л, которая соответствует моль/м3. Кроме того, в зарубежных странах широко используются такие единицы жесткости, как немецкий градус (do, dH), французский градус (fo), американский градус, ppm карбоната кальция.

Выделяют 2 типа жесткости воды:

- временная – карбонатная жесткость, обусловлена присутствием на ряду с кальцием, магнием и железом гидрокарбонатных анионов;

- постоянная – некарбонатная жесткость, характеризуется присутствием сульфатных, нитратных и хлоридных анионов, соли кальция и магния которых прекрасно растворяются в воде;

- общая жесткость определяется как суммарная величина наличия солей магния и кальция в воде, то есть суммой карбонатной и некарбонатной жесткости.

1. карбонатная (устранимая, временная, устраняется кипячением) Mg(HCO₃) ₂ и Ca(HCO₃)₂

2. постоянная – все другие соли кроме кальция и магния (кипяченая вода)

3. общая (временная + постоянная) (водопроводная)

Принято классифицировать жесткость воды следующим образом:

- мягкая вода – жесткость 3,0 мг-экв/л и более

- средняя жесткость – от 3,0 до 6,0 мг-экв/л

- жесткая вода – свыше 6,0 мг-экв/мл.

Причиной жесткости воды является подземные залежи известняков, гипса, доломитов, которые растворяются в подземных водах, а также отчасти, других процессов растворения и выветривания горных пород. Обычно в маломинерализованных водах преобладает (до 70%-80%) жесткость воды, обусловленная ионами кальция (хотя в отдельных редких случаях магниевая жесткость может достигать 50-60%). С увеличением степени минерализации воды содержание ионов кальция (Са2+) быстро падает и редко превышает 1 г/л. Содержание же ионов магния (Mg2+) в высокоминерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в соленых озерах - десятков граммов на один литр воды.

В целом, жесткость поверхностных вод меньше жесткости вод подземных. Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период половодья, когда обильно разбавляется мягкой дождевой и талой водой. Морская и океанская вода имеют очень высокую жесткость (десятки и сотни мг-экв/дм3).

Приемлемость жесткости воды для питьевых нужд зависит от конкретных местных условий. Порог вкуса для иона кальция находится в диапазоне 2-6 мг-экв/л, в зависимости от соответствующего аниона, а порог вкуса для магния - значительно ниже (в отдельных случаях приемлема вода жесткостью в 10 мг-экв/л). Жесткая вода имеет горьковатый вкус и негативно воздействует на органы пищеварения, органолептические свойства воды отвечают низкому уровню.

Однако мягкая вода с жесткостью менее 2 мг-экв/л имеет низкую буферную емкость и может, в зависимости от значения рН и других параметров влиять на коррозионную активность водоводов (в данном случае повышать их устойчивость и работоспособность). В теплотехнике в некоторых случаях проводят специальную химподготовку воды с целью достижения оптимального и эффективного соотношения между жесткостью воды и ее коррозионной активностью.