Выбор метода очистки сточных вод от фенолов
нцентрацию фенолов в воде от 450 до 22 мг/л [21]. Емкость анионита при
этом достигает 70 % (масс.). Введение в раствор минеральных солей (NaCL и
Na2SO4 ) уменьшает емкость анионитов. Следует отметить, что емкость
анионита АВ-17 по фенолу постоянна при изменении рН в пределах 6-12, а
анионит ЭДЭ-10П имеет максимальную емкость при рН=8,5 [5]. Поглощение
фенола смолой КУ-21 пропорционально концентрации фенола в воде и
значительно увеличивается при уменьшении крупности частиц смолы, что служит
дополнительным подтверждением физического характера адсорбции фенола из
воды катионитами. Положительные результаты получены при извлечении фенолов
из сточных вод газосборников коксохимического производства с помощью
сульфоугля [21].
Значительную поглотительную способность имеют аниониты – сополимеры, в
частности продукты полимеризации и сополимеризации производных
винилпиридина [5], способные к комплексообразованию с фенолами.
ЭЛЕКТРОСОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА
Успех применения электросорбционной технологии во многом зависит от
эксплутационных характеристик используемых сорбентов, к которым
предъявляются следующие требования: стойкость к окислению, химическая,
механическая, гидролитическая устойчивость, достаточная сорбционная
ёмкость, отсутствие загрязняющих органических и неорганических примесей.
Традиционно в качестве адсорбентов используют активированные угли.
При погружении пары пористых электродов (один является катодом, второй
- анодом) в сточную воду происходят следующие процессы.
Неорганические катионы и анионы притягиваются к поверхности пористого
электрода и адсорбируются под влиянием электрического поля. В некоторых
случаях (например, при адсорбции ионов тяжелых металлов) катионы
разряжаются на поверхности катода (катодное восстановление до чистых
металлов) и таким образом выводятся из сточной воды.
В стадии регенерации, при смене полярности электродов, адсорбированные
анионы и катионы поступают в воду, сбрасываемую в дренаж.
Органические вещества разрушаются в межэлектродном пространстве по трём
механизмам:
1. Анодное окисление (разрушение в анодном пространстве)
2. Разрушение атомарным кислородом, образующимся в анодном
пространстве. Он частично вступает в окислительную реакцию с органическими
веществами, ассоциирует в молекулы и растворяется в воде, а избыток
удаляется в газообразном виде.
3. Окисление активным хлором, если в сточной воде содержатся хлорид-
ионы. Водный раствор, содержащий хлор и продукты его гидролиза (CL2, HOCL,
CL2O, CLO-, CLO3 -) является сильным окислителем [20].
Описанные реакции интенсифицируются с увеличением напряжения и силы
тока.
Отработку технологии доочистки сточных вод от примесей методом
электросорбции осуществлена на реальных сточных водах ОАО «Ярославская
перевалочная нефтебаза». Сточные воды, усреднённый состав которых
представлен в Таблице 5.
Первоначально сточные воды проходят предварительную очистку от
нефтепродуктов и взвешенных загрязнений при пропускании их через систему,
содержащую две нефтеловушки и отстойник. В противном случае загрязнения
забивают поры, агломерируют между собой, образуя в порах и на поверхности
гранул угля «вторичную перегородку», которая участвует в процессе
улавливания механических примесей, увеличивает толщину слоя и препятствует
прохождению жидкости.
Более высокая концентрация нефтепродуктов, по сравнению с приведённой
выше, приводит к снижению эффективности и срока работы адсорбента
вследствие блокирования «активных центров» и забивки пор.
Таблица 5. Состав сточных вод до и после очистки.
| | |Концентрация, МГ/ДМ3 |
|Состав сточной воды |ПДС | |
| | |Исходная |Очищенная |
| | |сточная вода |сточная вода |
|РН |6.5-8.5 |7.46 – 7 |6.5 |
|Сульфаты |29.4 |60.3-41.3 |следы |
|Хлориды |16.8 |452.4-340.1 |10.2 |
|Железо общ |0.19 |6.4-3.2 |0.24 |
|Фенолы |0.004 |0.23 - 0.0625 |0.005 |
|Нефтепродукты |0.264 |6.1-4,0 |0,064 |
|СПАВ |0,1 |0,82-0,5 |0,02 |
|Кальций |41.4 |274,05-83,7 |19,64 |
|Натрий |12 |370-220 |5,5 |
Отработанные в процессе сорбции ионообменные фильтры регенерируют
электрохимическим способом. Расход электроэнергии на процессы адсорбции и
регенерации определяет экономичность процесса в целом.
В качестве электродов используют нержавеющую сталь марки 17Х18Н9Т.
Адсорбентом служит активированный уголь марки БАУ. Адсорбент располагается
в межэлектродном пространстве, которое разделяется диэлектрической
мембраной.
Напряжение, подаваемое на электроды, согласно исследованиям [23]
варьируется от 2 до 30 В, соответственно с ростом напряжения увеличивается
сила тока с 43 мА до 0.2 А и температура в межэлектродном пространстве от
15°С до 60°С.
В Таблице 1 приведён состав очищенной сточной воды после второй ступени
очистки при напряжении 25 В и силе тока 0.2 А.
Как видно из Таблицы 1, электросорбционная технология обеспечивает
обезвреживание сточных вод сложного состава до ПДС. Кроме того, сокращается
водопотребление из внешних источников за счёт возврата очищенной воды в
технологический цикл.
К достоинствам данного метода очистки можно отнести:
1. Отсутствие реагентов, а следовательно, уменьшение количества отходов.
В ходе очистки дополнительной минерализации не происходит.
2. Комплексная очистка по всем видам представленных загрязнений.
3. Невысокие энергетические затраты.
Адсорбционная очистка
Адсорбция является универсальным методом, позволяющим практически
полностью извлекать примеси из жидкой фазы. Адсорбционный метод основан на
преимущественной адсорбции молекул загрязнений под действием силового поля
в порах адсорбента.
Адсорбционная очистка эффективна во всем диапазоне концентраций
растворенной примеси, однако ее преимущества проявляются наиболее полно по
сравнению с другими методами очистки при низких концентрациях загрязнений.
Наиболее распространенными адсорбентами для очистки воды являются
активированные угли. Максимальная очистка достигается при увеличении
времени контакта воды и адсорбента до 30…50 мин. Обычная скорость течения
воды через адсорбер составляет 10 м3 /ч.
Очистка воды от молекулярно растворенных органических веществ может
производиться на отечественных активированных углях марок ОУ, КАД-иодный,
БАУ, ДАК, СКТ, АР, АГ и других. Принципы подбора активированных углей для
адсорбционной очистки до сих пор не выработаны. Считается, что для удаления
из сточной воды низкомолекулярных веществ активированные угли должны
обладать развитой микро-макропористой структурой, Для адсорбции из воды
крупных молекул рекомендуется использовать активированные угли с развитой
мезо-макропористостью [42].
При проведении процесса очистки воды ориентируются на оптимальную
регенерацию. Поэтому в отечественной практике очистки применяют
активированный уголь КАД-иодный [43,44].
Удельная поверхность активированных углей равняется 500…1000 м 2 /г,
Сорбционная емкость – 150…500 мг общего органического углерода на 1 г
активированного угля, степень удаления органических веществ – 90…100%.
Способность активных углей сорбировать значительное количество
кислорода из воды и их каталитические свойства позволяют добиться
значительного увеличения эффективности очистки (в несколько раз) за счет
химического окисления токсичных низкомолекулярных соединений. Одним из
вариантов применения озонирования является насыщение воды озоном перед
сорбционной обработкой. Доза озона составляет 2…3 мг/л при к.п.д. процесса
97…100%.
В качестве другого варианта использования активных углей можно назвать
метод окисления сорбированных веществ микроорганизмами, так называемую
биосорбцию [45]. В этом процессе высокие скорости очистки достигаются за
счет концентрирования компонентов биохимической реакции (субстрата,
кислорода, ферментов и микроорганизмов) на поверхности пор сорбента. В
сорбционном процессе с предварительным озонированием воды единицей объема
активного угля сорбируется и окисляется на 30…50% больше органических
соединений, чем при обычной биосорбции.
Биосорбцию реализуют в традиционных сооружениях (аэротенках,
биофильтрах, фильтрах) или в специальных установках. Количество
загрязнений, изъятых с помощью активного угля в процессе биосорбции, обычно
в 2…10 раз превышает максимальную сорбционную емкость активного угля в
статических условиях, вне биологического процесса.
БИОСОРБЦИОННЫЙ СПОСОБ ОЧИСТКИ
Биосорбционный метод реализуется с применением различного рода
дисперсных материалов, в присутствии которых ведется биологическая
трансформация компонентов сточных вод. По отношению к компонентам сточных
вод эти материалы могут быть активными (активированные угли и т.п.) или
инертными (песок, стеклянные шарики, керамзит и т.д.). Инертные материалы,
сорбируя микроорг
| |  скачать работу |
Выбор метода очистки сточных вод от фенолов |
