21.Очистка нефтесодержащих ст вод.

Гальванокоагулятор.

Электрохимические коагуляторы. Коагуляция вод, содержащих мелкодисперсные и кололидные частицы, может происходить при пропуске сточных вод через электролизер с анодом, изготовленным из алюминия или железа. Металл анода под действием постоянного тока ионизируется и переходит в сточную воду, частицы загрязнений которой коагулируются образовавшимися труднорастворимыми гидроксидами алюминия или железа.

Метод электрохимического коагулирования может быть применен для обработки сточных вод, содержащих эмульгированные частицы масел, жиров и нефтепродуктов,хроматы, фосфаты. Компактность установок, отсутствие реагентного и складского хозяйства, простота обслуживания являются несомненным достоинством метода электроимической коагуляции. Однако значительные расходы электроэнергии и металла, являющиеся следствием образования окисной пленки на поверхности электродов, их механического загрязнения примесями сточных вод, а также нагревания обрабатываемой сточной воды, ограничивают область применения этого метода.

Электрокоагуляционная установка:

1-насос; 2-бункер для осадка;

3-гидроциклон; 4-выпрямитель; 5-выпуск очищ воды;6-уловленн нефтепродукты;7-вертикальный отстойник;8-электродный блок;9-выгрузка осадка.

При электрокоагуляции в резервуаре (электрокоагуляторе) через систему плоских стальных электродов, установленных на расстоянии 10 мм друг от друга, пропускается постоянный ток плотностью 0,6 А/дм2 под напряжением 10…18 В.

Для очистки нефтесодержащих сточных вод применяют также и нефтеловушки. Нефть, масла, смолы и жиры легче воды, не смешиваются с ней, и смесь «вода—примесь» не образует стойкой эмульсии, то при отстаивании сточной воды происходит её саморасслоение на очищенную воду (внизу) и слой примеси в виде лёгкой жидкости (ЛЖ), всплывающей на поверхность воды, откуда эту примесь можно собрать и удалить.

Горизонтальная прямоугольная нефтеловушка (схема)

1-корпус,2-гидроэлеватор,3-слой нефти,4-нефтесборная труба

5-нефтеудерживающая перегородка, 6 — скребковый транспортер

Нефть всплывает на поверхность воды в отстойной камере. При помощи скребкового транспортёра нефть подают к нефтесборным трубам, через которые она удаляется. Скорость движения воды в нефтеловушке: 0,005…0,01 мс^–1. Полнота очистки от загрязняющей нефти 96…98 %.

Радиальные и полочные тонкослойные нефтеловушки-это усовершенствованные конструкции горизонт нефтеловушек, с меньшими габаритами и более экономичные. Остаточное содержание нефтепродуктов в воде 100 мгл^–1.

Тонкослойная нефтеловушка:

1-вывод очищ воды,2-нефтесборная труба 3-перегородка,4-плавающий пенопласт, 5-слой нефти,6-ввод сточной воды,7-секция из гофрированных пластин, 8 — осадок

22.Схемы аппаратов обратного осмоса и ультрафильтрации.

Обратным осмосом называют процесс разделения истинных р-ров продавливанием их через полунепроницаемые мембраны, которые пропускают воду, но задерживают гидратированные ионы солей и молекулы органических соединений. Обратный осмос производят с помощью полимерных мембран – ацетат целлюлозных, полиамидных и др

Ультрафильтрация — мембранный процесс разделения растворов, осмотическое давление которых мало. Этот метод используется при отделении сравнительно высокомолекулярных веществ, взвешенных частиц, коллоидов. Ультрафильтрация по сравнению с обратным осмосом— более высокопроизводительный процесс, так как высокая проницаемость мембран достигается при давлении 0,2…1 МПа.

Обратный осмос и ультрафильтрацию применяют в системах локальной обработки сточных вод при небольших их расходах для концентрирования и выделения относительно ценных компонентов и для очистки воды.

Аппараты для мембранных процессов подразделяют на четыре основных типа,

различающихся способом укладки мембран: аппараты с плоскими мембранными элементами, с трубчатыми мембранными элементами, с мембранными элементами рулонного типа. В зависимости от конструкции аппаратов и схемы установок аппараты могут работать как в режиме идеального вытеснения, так и в режиме идеального перемешивания.

С плоскими мембранными элементами

Основой этих аппаратов является мембранный элемент, состоящий из плоских (листовых) мембран, уложенных по обе стороны плоского пористого материала-дренажа, либо приготовленных непосредственно на его поверхности.

Расстояние между соседними мембранными элементами - в пределах 0,5…5 мм.

Разделяемый раствор последовательно проходит между всеми мембранными элементами, концентрируется и удаляется из аппарата. Часть этого раствора, прошедшая через мембрану в дренаж, образует пермеат (фильтрат).

1мембранные элементы;2фланец;3направляю штанги;4опорные пластины;5мембраны;

6 проточное кольцо;7 замковое кольцо;

8 заглушка;9 шланг;10коллектор пермеата (фильтрата).

С трубчатыми мембранными элементами

Трубчатый мембранный элемент состоит из

мембраны 2 и дренажного каркаса. Дренажный каркас изготовляют из трубки, являющейся опорой для мембранного элемента и обеспечивающей отвод пермеата, и микропористой подложки 3, исключающей

вдавливание мембраны 2 в дренажные каналы трубки под воздействием рабочего давления разделяемой смеси. Различают трубчатые

мембранные элементы с мембраной 2 внутри (а), снаружи (б) трубки и с комбинированным (в) ее расположением.

С рулонными мембранными элементами

Многослойный аппарат со спиральной рулонной упаковкой мембран:

I-ввод исходн воды;II-вывод концентрата; III — вывод фильтрата (пресной воды);

1-мембраны;2пористый или сетчатый материал для отвода фильтрата; 3 - поропласт для подвода исходной воды к

мембранам;4-кожух;5водонепроницаемые стенки дренажных слоев;6-коллектор фильтра.

23.Очистка ст вод от соединений свинца.

Тяжёлые металлы: ртуть Hg, хром Cr, кадмий Cd, цинк Zn, свинец Pb, медь Cu, никель Ni, а также мышьяк As, не являющийся металлом, — чрезвычайно опасные загрязнители, растворённые в промстоках. Их удаляют переводом в нерастворимые соединения добавлением реагентов с последующим отделением от воды в виде осадков. Недостаток реагентных методов очистки — сложность рекуперации ценных металлов из осадков.

В качестве реагентов для удаления тяжёлых металлов из промстоков используют гидроксиды кальция и натрия Ca(OH)₂, NaOH, карбонат натрия Na₂CO₃, сульфиды натрия Na₂S, NaSH, .

Находящиеся в воде катионы свинца переводят в осадок в виде одного из трёх труднорастворимых соединений:

Гидроксид свинца начинает выпадать в осадок при рН = 6,0, ПР = 1,1·10^–20, у карбоната свинца 1,0·10^–13. Основной карбонат свинца в воде нерастворим. Самый дешевый способ — получение карбоната свинца осаждением известняком (мелом, мрамором). Эти минералы прочны, их можно применять в качестве заполнителей фильтров для очистки сточных вод.

При увеличении рН (рН>7) эффект очистки значительно повышается благодаря образованию гидроксид-карбоната свинца. Наибольшая степень очистки достигается при рН = 9,5.

Кинетическая модель удаления тяжёлых металлов

Процессы химического осаждения, представляющие реакции замещения, протекают в определенном диапазоне рН. Для полного осаждения металлов не требуется доз реагентов, которые превышали бы стехиометрическое количество. Поскольку реакции следуют стехиометрическим соотношениям, их кинетическую модель можно получить непосредственно из уравнения реакции.Реакции замещения имеют первый порядок:

где c — концентрация соли металла; τ — время реакции; k — константа скорости реакции.