Адсорбционная очистка

Сорбция - процесс поглощения вещества из окружающей среды твердым телом или жидкостью. Поглощающее тело называется сорбентом, а поглощаемое - сорбатом. Различают поглощение вещества всей массой жидкого сорбента (абсорбция) и поверхностным слоем твердого или жидкого сорбента (адсорбция). Сорбционная очистка может быть регенеративной (извлеченные вещества утилизируются) и деструктивной (извлеченные вещества уничтожаются).

Адсорбцию широко применяют для глубокой очистки сточных вод от растворенных органических веществ после биохимической очистки, а также в локальных установках, если концентрация этих веществ невелика и они биологически не разлагаются или являются сильно токсичными. достоинства: высокая эффективность, возможность очистки сточных вод, содержащих несколько веществ, а также рекуперации этих веществ.

Процесс адсорбционной очистки ведут при интенсивном перемешивании адсорбента с водой (в статических условиях), при фильтровании воды через слой адсорбента (в динамических условиях) или в псевдоожиженном слое на установках периодического и непрерывного действия.

В качестве адсорбентов используют активные угли, синтетические сорбенты и некоторые отходы производства (зола, шлаки, опилки...).

Наиболее часто используются адсорберы:

- с неподвижным и плотно движущимся слоем поглотителя (сорбция в динамических условиях: частица жидкости перемещается относительно сорбента), применяют при регенеративной очистке с целью утилизации выделенных относительно чистых продуктов (десорбция осущ. паром или химическими растворителями).

Наиболее простым является насыпной фильтр, представляющий собой колонну с неподвижным слоем сорбента, через который фильтруется обрабатываемая сточная вода. В колонне слой зерен сорбента укладывают на беспровальную решетку (с отв. диам. 5-10 мм, шаг 10-20 мм), на которую укладывают поддерживающий слой мелкого щебня и крупного гравия высотой 400-500 мм. Сверху слой сорбента для предотвращения выноса закрывают сначала слоем гравия, затем слоем щебня и покрывают решеткой.

Наиболее рациональное направление фильтрации жидкости - снизу вверх, так как при этом происходит равномерное заполнение всего сечения колонны и относительно легко выделяются пузырьки воздуха или газов из слоя сорбента.

В одной колонне при неподвижном слое угля процесс очистки ведут периодически до проскока, а затем адсорбент выгружают и регенерируют. При непрерывном процессе используют несколько колонн. Сорбционная установка представляет собой несколько параллельно работающих секций, состоящих из трех-пяти последовательно расположенных фильтров. По достижении предельного насыщения головной фильтр отключается на регенерацию, а обрабатываемая вода подается на следующий фильтр. После регенерации головной фильтр включается в работу в схему очистки уже в качестве последней ступени

1,5- подача сточных вод и отведение очищенной воды; 2 - подача сорбента; 6 - выпуск отработанного сорбента; 8 - адсорбционный фильтр

Схема установки с неподвижным слоем адсорбента

- с псевдоожиженным слоем сорбента, при относительно высоком содержании в сточной воде мелкодиспергированных взвешенных частиц, заиливающих сорбенты (псевдоожижение слоя наступает при повышении скорости потока обрабатываемой сточной воды, проходящей снизу вверх, до такой величины, при которой зерна расширившегося слоя начинают интенсивно и беспорядочно перемещаться в объеме слоя, сохраняющего постоянную для данной скорости высоту).

В основном применяются цилиндрические одноярусные адсорберы, представляющие собой колонну, высотой около 4 м с коническим днищем, над которым устанавливается распределительная решетка, на которую загружается активированный уголь слоем 2.5-2.7 м.

1,6- подача сточных вод и отведение очищенной воды; 2 - цилиндрическая колонна; 3 - центральная труба с диффузором; 4 - воронка;

5 - трубопровод для подачи сорбента; 7 - сгуститель сорбен­та; 8 - выпуск отработанного сорбента; 9 - распределительная решетка '

Цилиндрический одноярус­ный адсорбер

Активный уголь через воронку на трубе непрерывно поступает под распределительную решетку. Сточная вода захватывает зерна адсорбента и проходит вместе с ними через отверстия решетки. Над решеткой образуется псевдоожиженный слой, в котором идет процесс очистки. Избыток угля поступает в сборник, оттуда на регенерацию. Очищенная вода отводится через желоба в верхней части колонны. Уносимые частицы угля поступают в тот же сборник.

- с интенсивным перемешиваниемобрабатываемой воды с порошкообразным сорбентом (сорбция в статических условиях: частица жидкости не перемещается относительно частицы сорбента, с дальнейшим отделением сорбента от воды отстаиванием, фильтрованием и т.д.). При последовательном введении новых порций сорбента в очищаемую воду можно очистить ее до любой концентрации.

Схема адсорбционной установки с последовательным введением адсорбента.

1,5- подача сточных вод и отведение очищенной воды; 2 - подача сорбента; 3- резервуары с перемешивающимустройством; 4 - отстойники для отделения отработанного сорбента и воды; 6 - выпуск отработанного сорбента; 7 - система подачи сорбента на предыдущую ступень; 8 - адсорбционный фильтр

Сорбционная установка с последовательным введением адсорбента

В противоточной схеме адсорбент вводят однократно в последнюю ступень и он движется навстречу сточной воде. По этой схеме процесс очистки ведут непрерывно при значительно меньшем расходе адсорбента. Однако эта установка дороже и сложнее в эксплуатации.

Схема адсорбционной установки с противоточным введением сорбента.

1,5- подача сточных вод и отведение очищенной воды; 2 - подача сорбента; 3- резервуары с перемешивающимустройством; 4 - отстойники для отделения отработанного сорбента и воды; 6 - выпуск отработанного сорбента; 7 - система подачи сорбента на предыдущую ступень; 8 - адсорбционный фильтр

Адсорбированные вещества из угля извлекают десорбцией насыщенным или перегретым водяным паром или нагретым инертным газом. Применяют и другие методы.

Дата добавления: 2014-01-05