Читайте также:
|
Классификация методов очистки СВ
Все существующие методы переработки (очистки, регенерации) промышленных и сельскохозяйственных СВ можно разделить на три большие группы
Очистка сточных вод - это разрушение или удаление из них определённых веществ, обеззараживание и удаление патогенных организмов.
Существует большое многообразие методов очистки, которые можно разделить на следующие основные группы по основным используемым принципам:
Часто применяются комбинированные методы, использующие на нескольких этапах различные методы очистки. Применение того или иного метода зависит от концентрации и вредности примесей.
В зависимости от того, извлекаются ли компоненты загрязняющих веществ из сточных вод, все методы очистки можно разделить на регенеративные и деструктивные.
Очистка сточных вод
Выбор методов очистки и аппаратурное оформление этих методов зависит от состава, свойств, концентрации загрязняющих веществ и требуемой степени очистки.
Степень очистки газа или жидкости (в %) определяется по формуле
Z=(C1-C2)/C1*100%
где C1 и С2—концентрация загрязняющего вещества до и после очистки,
В химической технологии широко применяются механические, химические (реагентные), физико-химические, физические, биохимические и термические методы очистки.
Механические методы очистки основаны на использовании различия плотностей дисперсионной и дисперсной фаз (осаждение) или выделения твердой или жидкой фазы на пористой перегородке (фильтрование). Эти методы используются для очистки сточных вод от взвешенных веществ и отходящих газов от аэрозолей.
К важнейшим техническим способам осаждения относятся: осаждение под действием силы тяжести, или отстаивание. Применяется для разделения пылей, суспензий и эмульсий. Однако этот процесс характеризуется малой скоростью осаждения и не обеспечивает извлечения тонкодисперсных частиц. Он используется преимущественно для частичного разделения неоднородных смесей; осаждение под действием центробежной силы является наиболее эффективным способом разделения пылей, суспензий и эмульсий, а также паро (газо)-жидкостных систем. Центробежная сила может быть создана вращающимся потоком неоднородной смеси в неподвижном аппарате (циклоны и гидроциклоны) или путем вращения рабочего органа аппарата с находящейся в нем неоднородной смесью.
Фильтрование обеспечивает почти полное освобождение жидкостей или газов от взвешенных частиц, которые отлагаются в виде осадка на фильтре или в самом фильтре и постепенно забивают его поры. Соответственно различают фильтрование с отложение осадка и фильтрование с забивкой пор фильтра. Движущей силой процесса фильтрования является разность давлений перед фильтром и после него. Она может создаваться путем подачи разделяемой смеси под давлением (фильтры давления), создания разрежения за фильтровальной перегородкой (вакуум фильтры) или за счет центробежной силы (фильтрующие центрифуги). В качестве фильтрующих материалов используют хлопчатобумажные, шерстяные, стеклянные и синтетические ткани, проволочные сетки, пористые материалы, керамику и металлокерамику, а также сыпучие материалы (уголь, песок, гравий, диатомит, и др.).
Химическими (реагентными) методами очистки являются нейтрализация кислот и щелочей, перевод ионов в малорастворимые соединения, осаждение неорганических веществ, окисление, восстановление, электролиз, гидролиз и каталитическое окисление. Эти методы применяются главным образом для обеззараживания и удаления примесей неорганических соединений.
Абсорбцию, а также адсорбцию широко используют для очистки газов от паро- и газообразных вредных веществ.
Физические методы включают осаждение в электрическом и магнитном полях, акустическую коагуляцию, выпаривание сточных вод и др. Электрическое поле широко применяется в электрофильтрах для осаждения твердых и жидких частиц из газов. Магнитное поле используют для селективного извлечения из суспензий частиц, обладающих магнитными свойствами (ферромагнитные частицы, железосодержащие шламы и др.).
Биохимические методы применяют при очистке сточных вод. Они основаны на биохимическом окислении органических и некоторых неорганических веществ в результате жизнедеятельности микроорганизмов. В технике очистки используют аэробный метод – непрерывном притоке кислорода воздуха и анаэробный – в отсутствии кислорода. При этом аэробный способ более универсален и распространен. Он позволяет достигнуть максимальной скорости биологического окисления и максимальной скорости эффективности обезвреживания примесей.
Термические методы очистки твердых, жидких и газообразных примесей заключается в окислении содержащихся в них токсичных органических веществ кислородом воздуха при высокой температуре до нетоксичных соединений. Термическое обезвреживание отходов производства осуществляется чаще всего путем их сжигания при температуре 1123-1253 К.
Выбор схемы очистки сточных вод зависит от многих факторов. Она должна обеспечивать минимальный сброс сточных вод в водоем, максимальное использование очищенных сточных вод в технологических процессах и схемах оборотного водоснабжения, более полное извлечение примесей.
Для очистки применяют три основных типа очистных сооружений: локальные, общие и районные или городские. Локальные и общие очистные сооружения применяются в основном на химических производствах. Районные и городские сооружения предназначены для очистки бытовых сточных вод.
Механические методы включают отстаивание, осветление и фильтрование.
Физико-химические методы применяют для очистки сточных вод от мелкодисперсных, коллоидных и растворенных веществ. К числу этих методов относятся: флотация, дистилляция, ректификация, абсорбция, ионный обмен, обратный осмос и др.
Флотация широко применяется для осветления сточных вод, загрязненных легкими и высокодисперсионными взвесями. Принцип флотации заключается в том, что диспергированные в суспензии пузырьки воздуха прилипают к частицам взвеси и всплывают вместе с ними на поверхность жидкости, образуя на ней пену. При этом в пенный слой помимо твердых взвесей переходят многие эмульсии, а также растворенные в сточных водах поверхностно-активные вещества разных классов.
Мелкодисперсные и коллоидные частицы, а также низкоконцентрированные эмульсии удаляются из сточных вод с помощью коагулянтов и флокулянтов.
В качестве коагулянта используется чаще всего Al2(SO4)3 FeCl3 как раздельно, так и в смеси. В последнем случае процесс коагуляции протекает в более широком интервале pH и температур. Повышение эффекта коагуляции достигается при добавлении флокулянтов (полиакриламина, активной кремнекислоты и др.). Добавление флокулянтов ускоряет образование хлопьев, улучшает их структуру и повышает эффективность осветления воды.
Растворимые неорганические соединения удаляют из сточных вод с использованием различных ионных процессов: перевод в малодиссоциированные соединения (нейтрализация, комплексообразование), фиксация на твердой фазе ионитов (H- и Nа- катионирование, OH-анионирование), сепарация изменением фазового состояния воды с переводом ее в парообразное состояние (дистилляция) или в твердую фазу (вымораживание, гидратообразование), перераспределение ионов в жидкой фазе (экстракция, обратный осмос), разделение ионов в электрическом поле и т.д. Чаще всего установками для осуществления этих процессов дополняют основные очистные сооружения.
Растворенные в сточных водах газы и молекулярно-растворимые вещества удаляются с помощью активированного угля, применение которого основано на том, что растворенные в воде примеси вступают в молекулярное взаимодействие с высокоразвитой поверхностью угля и более или менее прочно на ней закрепляются. На углях хорошо сорбируются малорастворимые в воде соединения.
Биохимические методы очистки сточных вод применяются для обработки стоков, содержащих органические вещества в растворенном или тонкодисперсном виде. Некоторые микроорганизмы способны перерабатывать и неорганические соединения углерода, азота, фосфора, калия и других элементов.
Биохимическая очистка используется в аэробных и анаэробных условиях. В основном используются аэробные условия, а анаэробные применяются преимущественно для сбраживания осадков и в ряде случаев для денитрификации сточных вод.
В процессе биохимической очистки сточных вод часть окисляемых микроорганизмами веществ используется в процессе биосинтеза (образование биомассы - активного ила или биопленки), а другая часть превращается в безвредные продукты окисления: воду, CO2, N2 и др.
Биологические сооружения разделяются на две группы: сооружения, где очистка протекает в условиях близких к естественным (поля орошения и фильтрации, биологические пруды), и сооружения очистка в которых происходит в искусственно созданных условиях (биофильтры, аэротенки, аэрофильтры, метатенки).
Недостатками биохимических методов являются: высокие капиталовложения, малая скорость окислительных процессов, высокая чувствительность к изменению температуры и примесям. Особенно токсичны соли тяжелых металлов (Hg, Sb,Pb,Cr,Cd,Ni,Zn,Cu,Fe), некоторые неорганические соли и органические соединения (эфиры, кетоны фенол).
Растворенные органические вещества удаляются из воды регенерационными методами, другие деструктивными. Для ликвидации бактериального загрязнения сточных вод применяют дезинфекцию.
Дата добавления: 2015-07-15; просмотров: 200 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Натуральная оспа | | | Состав сточных вод |