КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Очистка методом адсорбции
В зависимости от характера сорбционного взаимодействия адсорбата и адсорбента различают физическую, активированную и химическую адсорбцию. Физическая адсорбция – обусловлена силами межмолекулярного взаимодействия Ван-Дер-Ваальса, протекает с высокой скоростью и имеет низкую теплоту адсорбции. Адсорбция протекает мономолекулярно. Физическая адсорбция характерна для веществ, адсорбируемых из парогазовой фазы, а при адсорбции в растворе осложнена физико-химическим взаимодействием адсорбата, адсорбтива и адсорбента. Активированная адсорбция – обусловлена взаимодействием адсорбата и адсорбента с образованием поверхностного соединения. Активированная адсорбция избирательная, необратимая реакция, с повышением температуры скорость адсорбции увеличивается, характеризуется высокой теплотой адсорбции. Хемосорбция – химическая реакция, которая протекает на поверхности адсорбента. Одним из основных критериев оценки адсорбционных свойств адсорбента является изотерма адсорбции – зависимость активности адсорбента от концентрации адсорбата в условиях равновесия. Для описания изотермы адсорбции наибольшее применение получили уравнения Ленгмюра (66) и Фрейндлиха (67):
где А – максимальная адсорбция; В – константа равновесия, зависящая от температуры; Сравн – равновесная концентрация адсорбата, мг/л;
где и – эмпирические константы, зависящие от температуры. Скорость процесса адсорбции определяется внешней (перенос вещества из газового ядра к поверхности адсорбента) и внутренней диффузией в порах адсорбента. Наиболее активным и широко применяемым адсорбентом для очистки является активированный уголь. Он очищает загрязнённые воды преимущественно от органических соединений. Регенерация активированного угля – это один из основных вопросов, который возникает при адсорбционной очистке сточных вод.
Для удаления органических веществ с поверхности активированного угля используют динамическую десорбцию, смещение равновесного состояния системы осуществляется с изменением концентрации адсорбата и температуры. При деструктивной регенерации применяют процессы окисления хлором, озоном, кислородом и термическую. Схема адсорбционной очистки представлена на рисунке 4.
ОА ОА ОА А – адсорбент; ОА – отработанный адсорбент; ЗВ и ОВ – загрязнённая и очищенная вода; 1 – аппарат с мешалкой; 2 – отстойник Рисунок 4 – Технологическая схема адсорбционной очистки Эфективным является использование активированного угля в «кипящем» слое (рис. 5).
Рисунок 5 – Аппараты с «кипящим» слоем активированного угля с одной (слева) и с несколькими перегородками (справа) 4.2. Очистка морской воды от нефтепродуктов [2, 3, 6]
Способы очистки нефтесодержащих вод (НВ). Технология очистки НВ от углеводородов (УВ) определяется требованиями, предъявляемыми к глубине очистки. Способы очистки НВ: а) отстаивание; б) флотация: - пневматическая; - напорная; в) электрохимическая очистка; г) адсорбция; д) озонирование; е) биохимическая очистка; ж) жидкофазное окисление – заключается в окислении органических примесей кислородом воздуха при температуре не выше 350°С. Известны такие способы очистки НВ, как обработка в электрическом, магнитном, ультразвуковом полях [2, 3, 6]. Биологические способы очистки НВ. Путидойл – препарат очистки морской воды от НВ. Путидоил способен очищать воду с загрязнением УВ до 25 мг/л и грунт до 10 кг/м2, имеет широкий спектр окислительной активности (перерабатывает до 20 компонентов сырой нефти, включая асфальтосмолистые фракции). «Путидойл» снижает содержание канцерогена типа бенз(a)пирена в остаточных продуктах распада нефти в 10 раз. Стойкий к химическому загрязнению воды. «Путидойл» работает в аэробной среде и гибнет в анаэробных условиях.
Система приема и обработки НВ. Прием НВ осуществляется с помощью вакуум-баллона, расположенного в трюме. С помощью вакуум-баллона НВ поступают в цистерну нефтесодержащих вод, каскадный отстойник. Предусмотрен забор НВ из вакуум-баллона насосом АНС-60, а также выдача НВ из цистерны-отстойника этим же насосом на берег или на специальное судно. Цистерна НВ (каскадный отстойник), расположенная в корпусе, разделена на четыре секции, соединенные между собой с помощью трубопроводов с каскадными отстойниками нефтепродуктов при последовательном пропускании через них НВ. Процесс очистки включает следующие стадии (рис. 6): - отстаивание – всплывшие нефтепродукты через воронки, установленные в верхней части каждой секции, отводятся в цистерну нефтеотходов; - флотация – отстоявшаяся нефтесодержащая вода из цистерны-отстойника поступает во флотатор при давлении 0,3-0,6 кгс/см2. Во флотаторе образуется пена – слой нефтепродуктов, которые периодически удаляются. Сброс нефтепродуктов производится при работе установки в автоматическом режиме. Выделенные нефтепродукты и пена отправляются на сжигание в инсениратор; - окисление озоном эмульгированых нефтепродуктов – озон получают в озонаторном агрегате, охлаждение производится забортной морской водой; - фильтрование – в процессе работы установки происходит загрязнение фильтра. Промывка фильтра осуществляется подачей горячей воды от системы водоснабжения. Сброс промывной воды после фильтра осуществляется в секцию каскадного отстойника;
Рисунок 6 – Принципиальная схема очистки НВ ССКПО
- жидкофазное окисление – нефтепродукты окисляются кислородом воздуха при температуре 350°С, концентрация в очищенной сточной воде нефтепродуктов 0,05 мг/л, что позволяет непосредственный сброс в море. Биологическая очистка сточных вод Метод биологической очистки основан на способности микроорганизмов использовать как питательную среду многие органические и некоторые неорганические соединения, которые содержатся в морской воде. При биологической очистке часть веществ, которые окисляются микроорганизмами, используется в процессах биосинтеза. Экономический ущерб от загрязнения гидросферы НВ. Экономический ущерб, Ув, грн./год, от загрязнения морской среды рассчитывается по формуле [3, 5, 6]:
где g – численное значение – 144 грн./усл.т, оценка ущерба от годового сброса в водоем с корректировкой на назначение водоема; – степень использования хозяйственных водоемов, величина задается в отраслевом плане – (0,1-0,2) и (2,6-3,79); М – приведенная общая масса годового сброса НВ в море, усл.т/год.
где Аi – показатель относительной опасности сброса i-того вещества в водоем, усл.т/т УВ, равен величине обратной ПДК по i-му загрязнителю; mi – масса годового сброса i-той примеси, т/год. mi = Gi = ci Vмс * Фгод, т/год. (57) Если в водоем сбрасывается несколько видов отходов однонаправленного действия, то величина ущерба определяется аддитивно. Для устранения отмеченных недостатков предлагается ресурсосберегающая технология очистки НВ, которая включает в себя следующие стадии: - отстаивание нефтепродуктов; - напорная флотация; - коагуляция нефтепродуктов; - адсорбция нефтепродуктов на эффективном сорбенте. По данным исследования сорбент снижает концентрацию нефтепродуктов от 15-20 мг/л до 0,03 мг/л [2, 3, 6], что позволяет сброс в морскую среду.. Выводы Приобретены практические навыки выполнения расчётов с определением уровня экологической опасности морской среды. Проведены санитарно-гигиенические оценки, разработаны технические, организационные и экономические мероприятия по снижению уровня экологической опасности морской среды.
Освоена методика расчетов определения уровня экологической опасности морской среды. Рассчитана концентрация соединений тяжёлых металлов (мышьяка, ртути, свинца) в морской среде (привести конкретные значения). Рассчитана концентрация нефтепродуктов (углеводородов, бензола, толуола) в морской среде (привести конкретные значения). Выполнены санитарно-гигиенические оценки морской среды по биологической опасности совокупного воздействия загрязнителей (привести конкретные значения). Разработаны технические предложения по снижению уровня экологической опасности морской среды от соединений тяжёлых металлов и нефтепродуктов. Список рекомендуемой литературы
Дата добавления: 2017-01-14; Просмотров: 170; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |