Проект очистки масло-шламовых сточных вод завода Топливная аппаратура электрохимическим методом
ее 10-7 м и
удельную поверхность 0,5—2,0 м2/г и не играют заметной роли в сорбционной
емкости, являясь транспортными каналами, по которым адсорбируемые молекулы
проникают вглубь частиц адсорбента. Переходные поры имеют эффективные
радиусы в интервале от (1,5—1,6)*10-9 до 10-7 м и удельную поверхность
20—100 м2/г и в них адсорбируются вещества с крупными молекулами. Средние
радиусы микропор менее (1,5—1,6) •100-9 м и удельная поверхность 200—850
м2/г.
По соотношению объемов различных пор активированные угли делятся на
следующие типы: первый структурный тип, содержащий преимущественно тонкие
микропоры (менее 2*10-9м); второй структурный тип с размерами пор (2—З)*10-
9 м; смешанный структурный тип, содержащий в равной степени как микропоры,
так и макропоры. Для адсорбции газов предпочтительнее угли первого и
второго типов, а для очистки сточных вод—третьего типа. Такими углями
являются угли марок КАД, БАУ, АР-3, АГ и ряд других.
Если ПАВ не диссоциированы или слабо диссоциированы, то они могут
успешно извлекаться углями из сточных вод. Поскольку поверхность углерода
электронейтральна, адсорбция на углях определяется в основном
дисперсионными силами взаимодействия. ПАВ, находящиеся в сточных водах в
виде мицелл, сорбируются наиболее полно.
Из многих марок активных углей для очистки сточных вод от ПАВ лучшим
считается уголь КАД. Наиболее распространенным методом регенерации углей
является термический при температурах 250—400°С с последующей активацией
адсорбента при температурах 800—900°С в среде азота, углекислого газа или
паров воды.
В установках очистки сточных вод адсорбцией на активированном угле
применяется гранулированный уголь. Известны попытки заменить его
порошкообразным, так как последний в 3— 4 раза дешевле гранулированного.
Кроме того, у порошкообразного активированного угля более быстрая кинетика
адсорбции вследствие сокращения пути внутренней диффузии молекул
органических веществ и увеличения внешней поверхности. Регенерация этого
угля осуществляется в специальной печи во взвешенном слое при 650—870°С в
течение нескольких секунд при недостатке кислорода. Однако потери
порошкообразного угля при регенерации составляет 15%, что в 3 раза выше,
чем гранулированого. Стоимость регенерации порошкообразного угля примерно в
2 раза больше, чем гранулированного. Помимо этого возникает много
технологических затруднений при работе с порошкообразным углем, и в
настоящее время предпочтительнее применять гранулированные активированные
угли.
При разработке способов очистки воды с помощью активированных углей
следует учитывать, что эти адсорбенты целесообразно применять на стадиях
доочистки вод, содержащих небольшие концентрации ПАВ (не более 100—200
мг/л).
1.4 Очистка воды с помощью ионообменных смол и полимерных адсорбентов
Крупные органические ионы, как правило, поглощаются ионитом с высокой
степенью избирательности. Сорбция ионитами протекает более эффективно из
разбавленных растворов с содержанием ПАВ менее 100 мг/л. Анионоактивные ПАВ
сорбируются среднеосновными и сильноосновнымй ионитами, причем для
регенерации ионитов рекомендуется использовать водно-органические растворы
солей. Внедрение технологических схем очистки сточных вод с помощью
динамического ионного обмена сдерживает тем, что необходима установка
большого числа ионитовых фильтров со сравнительно коротким рабочим циклом,
после чего необходима их регенерация, связанная с большими затратами
энергии и средств на переработку продуктов регенерации (элюатов). Учитывая
также высокую стоимость ионитов и их дефицитность, очистка воды от ПАВ
методом ионного обмена может рекомендоваться лишь в тех случаях, когда к
воде предъявляются повышенные требования в части отсутствия ПАВ.
Литературных данных по применению полимерных адсорбентов для
извлечения ПАВ недостаточно. Исследованные адсорбенты по эффективности
значительно уступают активированному углю. В динамических условиях ПАВ,
содержащие в молекуле гидрофобные бензольные кольца, адсорбируются
достаточно хорошо. Возможно, полимерные адсорбенты могут быть более
эффективными при условии модификации их путем обработки реагентами,
повышающими сродство поверхности полимеров к адсорбируемым веществам.
1.5 Очистка воды пенообразованием
Метод заключается в адсорбции ПАВ на границе раздела фаз раствор-газ и
в непрерывном снятии поверхностного слоя пены, Таким образом могут быть
удалены многие ПАВ, но необходимо найти оптимальные условия выделения и
создать соответствующую аппаратуру.
Большое влияние на степень извлечения ПАВ оказывает их концентрация в
стоках. Пенное - концентрирование ПАВ эффективно и уместно лишь при
извлечении малых количеств ПАВ в результате резкого увеличения объема
Пенного продукта с ростом концентрации вещества.
При очистке пенной флотацией стоков, содержащих контакт Петрова (смеси
сульфокислот) степень очистки при исходной концентрации ПАВ 400—1200 мг/л
составила 31%. При извлечении ПАВ ОП-7 с содержанием их в стоках до 200
мг/л степень извлечения составила 65%. Эффективность очистки стоков от ПАВ
пенообразованием зависит от ряда других факторов: рН среды, размера
пузырьков барботируемого газа, высоты слоя раствора, температуры, наличия
других ионов в растворе. Поэтому в каждом случае проводится подбор
оптимальных условии проведения процесса флотации. Например, в работе
отмечается, что степень извлечения алкилсульфатов натрия является
наибольшей при скорости подачи воздуха 12 мл/(мин*см2) поперечного сечения
аппарата при высоте слоя раствора не менее 10 см.
При исследовании пенной флотации с додецилбензосульфонатом натрия в
присутствии иона кальция установлено, что наилучшая флотация обеспечивается
при рН=8. Ионы кальция связывают додецилбензосульфонат в адсорбционном слое
и этим способствуют лучшему протеканию процесса флотации. Эффективность
процесса зависит от величины поверхности раздела фаз, ионной концентрации
додецилбензосульфоната, размера зеркала сточных вод во флотаторе,
концентрации ионов кальция.
Флотационную очистку стоков, содержащих 120 мг/л
алкиларилсульфокислот, предлагается проводить с использованием гидроксидов
железа и алюминия при рН=8—9. Применение флотации вместо отстаивания
позволяет снизить объем образующегося осадка с 17—18 до 3,3% и сократить
время обработки воды с 2—5 ч до 0,7 ч: Отмечается, что при увеличении
концентрации ПАВ до 500—600 мг/л ухудшения качества очистки не происходит.
Большое значение в достижении необходимой эффективности очистки имеет
размер пузырьков газа. Чем больше размер флотируемых частиц, тем больше
должен быть радиус пузырьков, необходимых для флотации. К методам насыщения
жидкости пузырьками воздуха или газа относятся подача воздуха через
пористые материалы, механическое диспергирование воздуха, флотация с
выделением воздуха из раствора, биологическая флотация, электрофлотация.
Экспериментально установлено, что размер пузырьков в вакуумных машинах
составляет 0,2—0,5, в компрессионных 0,1—0,2 и в электрофлотационных
0,04—0,2 мм.
6 Применение электрохимических методов для очистки стоков
Как показывает практика применения электрохимических методов, они
обладают существенными преимуществами перед традиционными методами
обработки воды. И в первую очередь они дают возможность в большинстве
случаев отказаться от применения реагентов, реагентного хозяйства, что
наряду со снижением стоимости электроэнергии, позволяет прогнозировать на
ближайшее время еще более широкое их распространение.
7 Электрокоагуляция
Этот метод зачастую оказывается более эффективным, чем реагентная
коагуляция. Так, при очистке стоков от анионоактквных ПАВ типа сульфанол
достигается степень очистки 81,8% при плотности тока 0,5—0,7 А/дм2. Очистку
проводили при повышенной температуре (40—55°С) с использованием железных и
алюминиевых электродов при плотности тока 0,4—2,6 А/дм2 в проточном и
стационарном режимах. Образующийся на поверхности электрокоагулятора пенный
продукт удаляли скребковым устройством в пеносборник. Сточные воды,
содержащие ПАВ, также обрабатывали перед электрокоагуляцией хлоридом
кальция, который предотвращал пассивацию электродов и соответственно
увеличивал эффективность очистки, которая завершалась в течение 15—20 мин
при плотности тока 1,0— 1,2 А/дм2. Концентрацию сульфанола удалось снизить
с 850 до 40 мг/л и взвешенных веществ с 5460 до 25 мг/л при
продолжительности электрокоагуляции 20 мин и плотности тока 2,5 А/дм2.
Расход электроэнергии составил при этом 16 кВт-ч/м3.
Электрокоагуляционная очистка проводится при различных значениях рН
среды. Например, очистку стоков от алкилсульфонатов осуществляют при
рН=11—11,5. В этом случае в качестве щелочного реагента используется оксид
кальция. При.использовании анода из алюминия, а катодов из меди при
плотности тока до 3 А/дм2 за 20—30 мин содержание алкилсульфонатов
снижается с 3600 до 42,5 мг/л.
Небольшие концентрации ПАВ (около 100 мг/л) удаляют электрокоагуляцией
без добавления нейтрализующих агент. При плотности тока 0,23—0,7 А/дм2,
времени
| |  скачать работу |
Проект очистки масло-шламовых сточных вод завода Топливная аппаратура электрохимическим методом |
