- •Глава 1. Основные физико-химические свойства
- •Глава 2. Характеристики загрязнений окружающей среды и
- •3.13. Процессы рассеивания выбросов в атмосфере.
- •Глава 4. Процессы массообмена.
- •Глава 5. Химические процессы защиты окружающей среды.
- •5.2.1. Нейтрализация сточных вод.
- •Глава 6. Физико-химические процессы защиты окружающей среды.
- •Глава 7. Биохимические процессы защиты окружающей среды.
- •Глава 8. Тепловые процессы защиты окружающей среды
- •8.3.1. Концентрирование растворов сточных вод.
- •Глава 9. Механические процессы защиты литосферы.
- •Глава 10. Процессы защиты окружающей среды
- •Предисловие
- •Раздел 1. Основные физико-химические закономерности защиты окружающей среды.
- •Введение
- •Глава 1. Основные физико-химические свойства
- •1.1. Агрегатные состояния вещества
- •1.3. Объединенный газовый закон
- •1.4. Основные понятия и законы термодинамики
- •1.5. Смачивание и капиллярные явления
- •1.6. Коллоидные системы
- •Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды
- •1.7. Поверхностные явления
- •1.8. Растворенное состояние веществ
- •1.9. Кинетика химических процессов
- •1.10. Свойства переноса в многокомпонентных системах
- •1.11. Кинетика гетерогенных процессов
- •1.12. Составы многокомпонентных систем
- •Глава 2. Характеристики загрязнений окружающей среды и основные методы ее защиты
- •Выбросы вредных веществ в атмосферный воздух от стационарных
- •2.4. Основные свойства аэрозолей
- •Дисперсный состав пыли
- •Фракции пыли с частицами меньше или больше заданного размера
- •Слипаемостъ пыли
- •2.5. Вредные газы и пары
- •2.6. Классификация вод и свойства водных дисперсных систем
- •2.7. Классификация промышленных отходов
- •2.8. Энергетическое загрязнение окружающей среды
- •2.9. Основные процессы инженерной защиты окружающей среды от техногенных загрязнений
- •2.10. Методы очистки пылевоздушных выбросов
- •2.11. Способы очистки газовых выбросов
- •2.13. Методы защиты литосферы
- •2.15. Общие принципы интенсификации технологических процессов
- •Глава 3. Гидромеханические процессы очистки газовых выбросов и жидкостных сбросов
- •3.1. Основные закономерности движения и осаждения аэрозолей
- •3.2. Гравитационное осаждение аэрозолей
- •Зависимость коэффициента сопротивления от режима движения
- •Скорости осаждения и броуновского смещения малых частиц
- •В области Reч 0,25 всплывание частиц происходит по зависимости Стокса:
- •3.4. Инерционное осаждение частиц аэрозолей
- •3.5. Центробежное осаждение частиц аэрозолей
- •Сопоставляя эти равенства, найдем
- •3.8. Фильтрование сточных вод
- •Сопротивление слоя осадка равно
- •Уравнение фильтрования при постоянных разности давлений и скорости.
- •3.12. Процессы мокрой газоочистки
- •Значения коэффициента диффузии частиц и критерия Шмидта от размера частиц аэрозоля
- •3.13. Процессы рассеивания выбросов в атмосфере
- •3.14. Диффузионные процессы рассеивания в атмосфере
- •Профиль скорости ветра описывается формулой
- •3.16. Изменение концентрации примесей в атмосфере
- •- Для t 0 - нагретые выбросы
- •3.17. Разбавление примесей в гидросфере
- •3.18. Разбавление сточных вод при спуске в водоемы
- •Глава 4. Процессы массообмена
- •4.1. Абсорбция газовых примесей
- •4.1.1. Растворы газов в жидкостях
- •Количество выделяющегося при абсорбции тепла составляет
- •Общий расход абсорбента равен
- •Откуда получим
- •4.2. Адсорбция газовых примесей
- •4.2.1. Теория адсорбции
- •4.2.3. Механизм процесса адсорбции
- •4.2.4. Равновесие при адсорбции
- •4.2.5. Материальный баланс процесса адсорбции
- •4.2.6. Кинетика адсорбции
- •Число единиц переноса определяют из выражения
- •Величину масштабов можно определить по формуле
- •4.2.7. Десорбция из адсорбентов поглощенных примесей
- •Общее уравнение скорости кристаллизации имеет вид
- •Глава 5. Химические процессы защиты окружающей среды
- •5.1. Каталитические процессы очистки газовых выбросов
- •5.1.1. Теория катализа
- •5.1.2. Кинетика реакций гетерогенного катализа.
- •5.2.1. Нейтрализация сточных вод
- •5.2.2. Окисление загрязнителей сточных вод
- •5.2.3. Очистка сточных вод восстановлением
- •5.2.4. Химическая очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов
- •5.3. Дезодорация и химическая дегазация сточных вод
- •Глава 6. Физико-химические процессы защиты окружающей среды
- •6.1. Осаждение частиц аэрозолей в электрическом поле
- •6.2. Термофорез взвешенных частиц аэрозолей
- •6.3. Коагуляция в аэрозолях
- •6.4. Физико-химические процессы очистки сточных вод
- •6.4.2. Процессы флотационной очистки сточных вод
- •6.4.3. Пенная сепарация поверхностно-активных веществ
- •Степень извлечения пав пеной равна
- •6.4.4. Процесс ионного обмена в растворах
- •Ионообменное равновесие. Функциональную зависимость противоионного состава ионита от противоионного состава внешнего раствора при постоянных температуре и давлении называют изотермой ионного обмена.
- •С точная
- •Обратного осмоса; 3 – мембрана; 4 – выпускной клапан.
- •6.4.6. Электрохимические процессы очистки сточных вод
- •Глава 7. Биохимические процессы защиты окружающей среды
- •7.1. Основные показатели биохимических процессов очистки сточных вод
- •7.2. Аэробный метод биохимической очистки
- •7.3. Механизм биохимического распада органических веществ
- •7.4. Кинетика биохимического окисления
- •7.5. Анаэробные методы биохимической очистки
- •Метан может образовываться в результате распада уксусной кислоты
- •7.6. Обработка осадков сточных вод
- •Глава 8. Тепловые процессы защиты окружающей среды
- •8.3. Термические процессы обработки сточных вод
- •8.3.1. Концентрирование растворов сточных вод
- •8.3.2. Термоокислительное обезвреживание сточных вод
- •8.4.3. Сушка влажных материалов
- •Глава 9. Механические процессы защиты литосферы
- •Классификация методов измельчения
- •Глава 10. Процессы защиты окружающей среды
- •10.1. Теоретические основы защиты от энергетических воздействий
- •Т.К. При 1 коэффициент ρ 0, то методы поглощения используют для уменьшения отраженного потока энергии; при этом источник и приемник энергии обычно находятся с одной стороны от зу.
- •Сила fm направлена в сторону, противоположную ускорению.
- •10.4. Защита от электромагнитных полей и излучений
- •Радиус дальней зоны составляет
1.6. Коллоидные системы
Коллоидные системы представляют частный случай дисперсий, в которых поверхностные свойства вещества, отличающиеся от свойств в объеме, играют значительную роль. Сильное развитие поверхности (количественное изменение) приводит в данном случае к появлению новых качеств, новых свойств, присущих только коллоидам. Эти свойства позволяют рассматривать коллоидные системы как особое состояние вещества (качественное изменение), характеризуемое, в частности, сильным развитием адсорбционных процессов.
Дисперсные системы - это такие системы, в которых одно вещество распределено в среде другого в виде очень мелких частиц. Они состоят из двух или большего числа фаз, т.е. являются гетерогенными. Распределяемое вещество называют дисперсной фазой, а вещество, в котором распределяется дисперсная фаза, - дисперсионной средой. Частицы дисперсной фазы составляют самостоятельную фазу, обладающую некоторой поверхностью, отделяющей ее от дисперсионной среды. Разделение коллоидной системы на дисперсную фазу и дисперсионную среду достаточно условно. Обычно придерживаются правила, что дисперсионной среды должно быть больше, чем дисперсной фазы.
Размер частиц коллоидной фазы лежит в пределах 10-7…10-5 см. Верхний их предел ограничен тем, что за ним идут уже обычные молекулярные растворы, размеры отдельных молекул которых имеют порядок 10-8 см. Нижний предел обусловлен тем, что при больших чем 10-5 см размерах коллоидные системы теряют одно из основных своих качеств - способность к тепловому (броуновскому) движению частиц дисперсной фазы в газообразной и жидкой дисперсионных средах. В связи со столь малыми размерами дисперсной фазы коллоидные системы часто называют ультрамикрогетерогенными системами, а также коллоидными растворами.
Близки к коллоидным по свойствам и более грубые системы (размеры частиц 10-4…10-3 см), называемые микрогетерогенными.
В указанном диапазоне размеров коллоидные частицы полидисперсны, т.е. существенно различаются. Монодисперсные, можно получить только искусственно, пользуясь специальными приемами.
В целом по размерам частиц коллоидные и микрогетерогенные системы занимают промежуточное положение между молекулярно-дисперсными системами (растворами) и системами с более крупными (грубодисперсными) частицами.
Коллоидные системы весьма многообразны, отличаются по составу дисперсной фазы и дисперсионной среды, размерам, свойствам, что затрудняет их единую классификацию. Наиболее признанной является классификация коллоидных систем в зависимости от агрегатного состояния дисперсной фазы и дисперсионной среды, разработанная В.О. Оствальдом. Она исходит из того, что каждая из фаз коллоидной системы может существовать в любом из трех агрегатных состояний (твердом, жидком или газообразном), т.е. теоретически возможны девять комбинаций дисперсной фазы и дисперсионной среды. Практически реализуются только восемь из них, так как газы в обычных условиях растворимы друг в друге неограниченно и образуют гомогенную систему. В науке и технике каждая из возможных комбинаций дисперсной фазы и дисперсионной среды получила свое название (табл. 1.1).
Таблица1.1