Metoda de sorbție pentru curățarea apelor reziduale. Tehnologii moderne de înaltă tehnologie

ESEU

Sorția și metodele de schimb de ioni de purificare a apelor reziduale, se discută gama de concentrații de poluanți pentru metoda de adsorbție. Un număr de sorbenți sunt discutate. Procese de regenerare.

Cuvinte cheie:

Aplicație

Se știe că adsorbţie Metodele sunt utilizate în tratarea apei, în tratarea apei pentru adâncime purificarea apelor uzate De la substanțele organice dizolvate după purificarea biologică, în instalațiile locale purificarea stoculuiDacă concentrația acestor substanțe în apă este mică și nu se descompun din punct de vedere bologic sau sunt puternic oxice și hidrometalurgice. Limita superioară a aplicației sorbție Metode 1000 mg / l. Limită inferioară de utilizare a 5 mg / l. Utilizarea instalațiilor locale este considerată recomandabilă dacă substanța este bună adsorbitcu un mic consum specific adsorbant.Și concentrația poluantului se apropie de limita superioară. Sistemele de tratare a sorbției funcționează la concentrații scăzute ale poluantului (până la 100 mg / l), debitul linear ridicat și coeficienți de distribuție ridicată sorbat. în sorbent. Comparativ cu mortarul. aplica sorbierepentru neutralizare apă uzată de la fenoli, erbicide, pesticide, compuși nitro-aromatici, surfactanți, coloranți, metale grele etc. Avantajul metodei este eficiență ridicată, oportunitate purificarea apelor uzate conținând un număr de substanțe toxice, precum și de extragerea și recuperarea acestor substanțe. Există o mare varietate pe piață sorbente. Adsorbţie tratamentul cu canalizare pot fi regenerative, cu o îndepărtare a unei substanțe de la adsorbant. și eliminarea acestuia. Poate fi distructiv la care a fost extras de la deşeuri apă Substanțele sunt distruse împreună cu adsorbantul. Eficienţă adsorbția de curățare a stocului atinge 80-95% și depinde de natura chimică adsorbant., valorile suprafeței de adsorbție și disponibilitatea acesteia, de la structura chimică Substanța poluantă și forma chimică a locației sale în mediu. Aplicăm în principal regenerativ sorbție purificarea stocului, cu metode originale de regenerare și de eluare media.

Adsorbanți

La fel de sorbente Utilizați foarte următorul diferite substanțe: Active cărbune, sorbente sintetice Și unele producție de deșeuri (cenușă, zgură, straturi, rumeguș etc.). Sorbente minerale - lut, gel de silice, alumino și hidroxizi de metal sunt utilizați pentru adsorbția diferitelor substanțe de la apă uzată relativ rare, deoarece energia interacțiunii cu moleculele de apă este mare și uneori depășește energia adsorbţie. Cea mai versatilă ieșire adsorbanți Cărbunările active sunt, totuși, ele trebuie să aibă un anumit complex de proprietăți. Cărcoanele active ar trebui să interacționeze slab cu moleculele de apă și cu substanțe organice, să fie relativ mari (cu o rază eficientă de pori de adsorbție în intervalul de 0,8-5,0 sau 8-50 a) astfel încât suprafața lor să fie disponibilă pentru moleculele organice . Cu un mic timp de contact cu apa coase ei trebuie să aibă o înălțime adsorbţie Capacitate mare Selectivitate și reținere scăzută cu regenerare. În conformitate cu ultima condiție, costurile reactivilor pentru regenerarea cărbunelui vor fi mici. Cărbunele trebuie să fie durabile mecanic, rapid cu o scurgere, au un monodissens de compoziție granulometrică. În procesul Purificarea stocului Se utilizează un adsorbanți cu granulație fină cu particule de particule de 0,25-0,5 mm și cărbuni foarte dispersate cu particule de mai puțin de 40 microni. Cărbunele trebuie să aibă o activitate catalitică scăzută în ceea ce privește reacțiile de oxidare, condensarea etc., ca unii substanțe organicesituat în apă uzatăsunt capabili să oxideze și să se ducă la trecere curent. Aceste procese sunt accelerate de catalizatori. Substanțele zilnice sunt înfundate adsorbantceea ce face dificilă regenerarea la temperaturi scăzute. În cele din urmă, ele trebuie să aibă un cost redus, să nu reducă capacitatea de adsorbție după regenerare și să ofere un număr mare de cicluri de muncă. Practic, orice material care conține carbon poate fi materii prime pentru cărbune activ: cărbune, lemn, polimeri, nutritive, pulpă și hârtie și alte industrii. Capacitatea de adsorbție a cărbunelui activ este o consecință a unei suprafețe și a unei porozități foarte dezvoltate. Carboc. și carboopagii sunt granulari sorbente de carbon. Acestea se referă la materiale mai largi, suprafața lor specifică de la 10 la 100 m 2 / g (.v.kișlev, dpposhkus, ya.i.yashin baze moleculare de cromatografie de adsorbție.-m.: Chimie, 1980). Ei au o capacitate mare de sorbție, durabilă mecanic, dar atât de costisitoare încât sunt utilizați numai în cromatografie. ÎN epurare a apelor uzate Cărbunele sunt încă utilizate, deși sunt create materiale mult mai eficiente.

Bazele procesului de adsorbție

Substanțe bine adsorbate de la apă uzată cărbuni active, au o izotermă convexă adsorbţie, și adsorbing slab - concav. Izoterm de adsorbție a unei substanțe situate în apă rezidualăDetermină modul experimental. Dacă in. apă reziduală Există mai multe componente, pentru a determina posibilitatea adsorbției lor comune pentru fiecare substanță, se găsește valoarea energiei libere diferențiale standard și determină diferența dintre valoarea maximă și minimă. Dacă diferența este mai mult decât o valoare critică, este posibilă adsorbția comună a tuturor componentelor. Dacă această condiție nu este respectată, atunci curățarea se efectuează secvențial în mai multe etape. Rata de proces adsorbţie depinde de concentrație, natura și structura dizolvată în stoc Substanțe, temperatura apei, tipul și proprietățile un adsorbant.. În procesul general adsorbţie constă din trei etape: transferul de substanță de la apă uzată La suprafața boabelor adsorbant. (Regiunea de difuzie externă), de fapt procesul de adsorbție, Mișcarea substanței în interiorul cerealelor adsorbant. (Regiunea intradifusion). Se crede că viteza însăși adsorbţie Mare și nu limitează viteza globală a procesului. În consecință, etapa de limitare poate fi o difuzie externă sau internă. În unele cazuri, procesul este limitat atât de aceste etape. În regiunea de difuzie exterioară, rata de transfer de masă este determinată în principal de intensitatea turbulențelor de curgere, care depinde în primul rând de viteza fluidului. În regiunea intradifuzie, intensitatea transferului de masă depinde de tipul și mărimea porilor adsorbantului, de la formele și dimensiunea boabelor sale, pe mărimea moleculelor de substanțe adsorbante, de la coeficientul de conductor de masă. Având în vedere toate aceste circumstanțe, determină condițiile în care adsorbţie curățenie deşeuri Apele sunt cu o viteză optimă. Procesul este recomandabil să se desfășoare cu astfel de moduri hidrodinamice, astfel încât acesta să fie limitat în regiunea intradifuzie, a cărei rezistență poate fi redusă prin schimbarea structurii adsorbantului și reducerea dimensiunii cerealelor. Pentru calcule orientative, se recomandă să se ia următoarele valori ale vitezei și diametrului cerealelor. adsorbant.: viteza de 1,8 m / h și dimensiunea particulelor este de 2,5 mm. La valori mai mici decât cele specificate, procesul este limitat de regiunea de difuzie exterioară, la valori mari - în intradifuzie.

Instalații de adsorbție

Procesul de adsorbție purificarea apei de mare conduce cu agitare intensivă adsorbant. Cu apă, când filtrați apa printr-un strat adsorbant. sau într-un pat fluidizat la instalațiile de acțiune periodică și continuă. Cu amestecare adsorbant. ASA DE apa coase Cărbunele active sub formă de particule este de 0,1 mm și mai puțin. Procesul este realizat în unul sau mai mulți pași. 15-20% suspensie de cărbune sunt furnizate de sus și de mai jos apa coase. Excesul de cărbune este îndepărtat în colecție.

Producem și furnizăm module de sorbție alfa-7xc-7xc, precum și diverse filtre de presiune. Non-Perm adsorber. Aveți o încărcătură superioară confortabilă, care este un avantaj cu o poluare puternică a scurgerii, când este necesar să se efectueze o regenerare profundă a sorbentului.

Regenerarea adsorbantă

Cea mai importantă etapă a procesului curățarea sorbției iadului este regenerarea cărbunelui activ. Substanțele adsorbite din cărbune sunt îndepărtate prin desorbție cu vapori de apă saturată sau supraîncălzită sau gaz inert încălzit. Temperatura aburului supraîncălzit în același timp (cu o suprasolicitare de 0,3-0,6 MPa) este de 200-300 ° C și inert: gaze 120-140 ° C. Consumul de abur în timpul distilatului substanțelor volatile este de 2,5-3 kg pe 1 kg de substanță distilată, pentru fierbere de 12,5-30 kg. După desorbție, perechea condensează și substanța este îndepărtată din condens. Pentru regenerarea cărbunelui, se poate folosi extracția (desorbția fazei lichide) cu fierbere organică cu fierbere și ușor de distilat cu solvenți cu feribot cu apă. Cu regenerare cu solvenți organici (metanol, benzen, toluen, dicloretan etc.), procesul este realizat în timpul sau fără încălzire. La sfârșitul desorbției, solvenții de reziduuri din cărbune sunt îndepărtați cu un feribot ascuțit sau gaz inert. Pentru desorbție Electroliții organici slabi adsorbiți sunt tradusă într-o formă disociată. În același timp, ionii intră în soluția închisă în porii cărbunelui, de unde le spală apa fierbinte, soluție acidă (pentru îndepărtarea bazelor organice) sau a soluției alcalii (pentru îndepărtarea acidului). În același timp, datorită ionizării, molecula de sorbat este încărcată și datorită acestui lucru sunt desorbite. În unele cazuri, substanța adsorbită este regenerată de transformarea chimică la o altă substanță care este extrasă mai ușoară din adsorbant. În cazul în care substanțele adsorbite nu reprezintă valori, efectuați regenerarea distructivă prin reactivi chimici (oxidare cu clor, ozon sau termic). Regenerarea termică se efectuează în cuptoarele diferitelor structuri la o temperatură de 700-800 ° C într-un mediu fără oxigen. Regenerarea conduce un amestec de produse cu combustie cu gaz sau de combustibil lichid și vapori de apă. Este asociat cu pierderea piesei de carbon sorbent. (15-20%). Metode biologice de regenerare a cărbunelui, în care substanțele adsorbite sunt oxidate biochimic. Această metodă de regenerare extinde în mod semnificativ utilizarea sorbentului, dar lungime și consumatoare de timp.

Exemple curățarea adsorbției

Adsorbţie tratamentul cu canalizare Din NiProproducts, conținutul căruia în apă este în intervalul de 1400 mg / l, produce cărbuni de CAD la conținutul rezidual de cel mult -20 mg / l. Coal este regenerat de solvenți (benzen, metanol, etanol, clorură de metilen). Solventul și nitrurile sunt separate prin distilare. Reziduurile solventului din cărbune îndepărtează cu un abur ascuțit. Pentru extragerea fenolilor din apele reziduale, sunt utilizate cărbune active de diferite mărci. Capacitatea ridicată de absorbție are cărbuni minori selective cu o structură poroasă ridicată, precum și colțurile mărcilor IgM-90, CAD (iod), Bau, OU (uscat), AG-3, AP-3. Gradul de extracție a fenolilor de către aceste cărbuni variază de la 50 la 99%. Containerul de sorbție scade cu o creștere în mijlocul mediului și la pH \u003d 9 este de 10-15%. La o concentrație de fenoli de până la 0,5 g / l, valoarea de adsorbție corespunde dependenței exponențiale. Regenerarea cărbunelui se efectuează într-o metodă termică în cuptoare sau cuptoare multi-capăt cu un strat de fierbere la o temperatură de 870-930 ° C. În același timp, 10-15% din adsorbant este pierdut. În regenerarea cărbunelui cu solvenți (etil etilic, benzen, alcaline), regenerarea atinge 85, 70 și 37%, respectiv. Este posibilă eliminarea fenolilor din cărbune și apă de amoniac.

In unele cazuri curățarea apei uzate De la fenoli este posibil să se efectueze cu ajutorul unor sorbente ca diatomite, tremură, zgură, cocs, turbă, silicagel, nisip de cuarț, ceramzit, ceramiculită etc. adsorbţie Containerul lor este mic. Pentru silicagel, este de 30%, iar pentru o jumătate de pat doar 6%. Practic, disfenalizarea apelor reziduale este realizată utilizând sulfat de fier, modificată prin poliacrilamidă și carboximetil celuloză ca sorbent. Lignina, impregnată cu glandă de clor, este capabilă să sorbitizeze până la 92% -Fenol la concentrația ultimului 3-9 mg / l. Cărbunele active sub formă de pulberi sunt aplicabile pentru a elimina pesticidele clororganice din apă la concentrația reziduală de 10 -B. mg / l. Cele mai mari containere au cărbuni de OU-A, KAD, BAU, CT. Tratamentul de adsorbție al producției de apă reziduală a preparatelor insecticide "PRIMA-7" și "Dichlofos" de la componentele toxice la concentrații extrem de admise se realizează la un consum specific de cărbune AG-3 -0,06 g / l și viteză de filtrare 2 m / h. Pentru a îndepărta cantitățile mici de surfactanți din apele uzate (nu mai mult de 100-200 mg / l), se utilizează purificarea adsorbției AG-5 și BAU, a cărei capacitate de adsorbție este la OD-10 15%. În plus, poate fi utilizat un antracit activ (capacitate - 2%) și sorbenți naturali (turbă, argilă, cărbuni bruni etc.), precum și zgură și cenușă, capacitatea de sorbție depinde de pH-ul mediului. De exemplu, surfactanții anionici sunt sorbed de zgură cel mai bine într-un mediu neutru. Procesul cel mai eficient rezultă în cazul în care surfactantul este într-o soluție sub forma unui micel. Proces curățenieacestea sunt efectuate în coloane de filtrare cu un strat fix de cărbune, care trec apă de jos la o viteză de 2-6 m / s. Anterior, substanțele suspendate trebuie îndepărtate din apă. Regenerarea cărbunelui se realizează prin apă caldă, soluții apoase de acizi (pentru a elimina surfactanții de schimb de cationi) sau alcalii (pentru a elimina surfactanții anionici), precum și lichidele organice care dizolvă agenți tensioactivi. Pentru adsorbția surfactanților, pot fi utilizate precipitarea hidroxizilor de aluminiu și de fier, sulfide de cupru și fosfați de calciu, care se formează atunci când se adaugă coagulantul la apele uzate. Hidroxidele de hidroxizi au o structură mare de pori. Suprafața specifică a porilor lor este de 100-400 m 2 / g. Atunci când studiați procesul de adsorbție al OP-7, se constată că izotermele au o curbă complexă constând din trei secțiuni. Cu o creștere a pH-ului sorbției apelor reziduale OP-7 adsorbant scade. Adsorbția afectează, de asemenea, conținutul apei reziduale electrolitice și masa sorbentului. Introducerea poliacrilamului în apa reziduală intensifică procesul de scădere a fulgilor de hidroxid și crește recipientul adsorbițional. Avantajul sorbenților de carbon este un cost relativ scăzut. Lipsa lor constă într-o tendință de distrugere mecanică, oxidare. Cărbunele sunt prost sorbed de substanțe polare. Sorbenții de carbon granulați au un cost ridicat. Densitatea scăzută și hidrofobicitatea complică foarte mult sorbentul așezat în strat, ca rezultat al cărcoanelor cu ele au un număr scăzut de plăci teoretice. În ultimii ani, sorbenții au apărut, care combină proprietățile ridicate de sorbție, costuri reduse, densitate ridicată și capacitatea de a sorbit substanțele polare. În special, ele aparțin sorbentului ODM.Sorbent odm. - material filtrat granulat al culorii teracotului (portocaliu deschis) din materii prime naturale, cu conținutul componentelor principale: Si02 până la 84%; FE. 2 o3 nu mai mult de 3,2%; Al 2 o 3 , MGO, CAO - 8%. Toxicitatea evacuării apoase satisface cerințele sanitare.

Masa medie în vrac, kg / m 3: 680-720.

Suprafață specifică, M 2 / G: 120-180.

Rezervor complet de sorbție, G / G: 1.3.

Capacitatea de umiditate,%: 80-95.

Rezistență mecanică condiționată,%: 0,85.

Șlefuirea,%: 0,22.

Abrasabilitate,%: 0,09.

Porozitatea totală,%: 80.

Volumul porilor interne, cm3 / g: până la 0,6.

Refractor, OS: 1400.

Pe bază de petrol pentru produse petroliere, mg / g: 900.

Capacitatea de schimb de ioni, muls / g: la 1,2 pentru sărurile dizolvate CR, NI și alte metale grele.

Capacitatea de schimb de ioni pentru CAO, MGO, MG / G: până la 950.

Coeficientul de distribuție al radionuclizilor este de 103-104.

Toxicitatea evacuării apoase satisface cerințele igienice.

Eficacitatea specifică a radionuclidelor naturale nu este mai mare, BC / kg: 80.

Domeniul de aplicare: pH 5-10.

Porozitate Intercontrolle,%: 42-52.

Capacitatea de sorbție în condiții statice, mg / g (activitate dinamică, mg / g):

Aluminiu - unu 1,5 (700);

Fier - până la 9,0 (850);

Produse petroliere - până la 9,0 (170);

Fenol - până la 16.0.

Materialul este raft chimic, stabil mecanic, umectat cu apă și poate fi regenerat prin calcinarea la o temperatură de 600 ° C.

Mulți ani de experiență sorbent. ODM în complexele de tratare a apelor reziduale a ALFA a confirmat calitățile de sorbție în mod constant ale sorbentului. Sorbentul a fost livrat cu succes de la Ural la Chukotka, rezistă impactului temperaturilor scăzute. Creșterea proprietăților de sorbție se manifestă atunci când se aplică degradarea electrochimică în distrugerea electrochimică în modulele electrochimice.

in afara de asta purificarea stocului, sorbent.operat cu succes pe tratarea apei, în special pe fabricile de bere Irkutsk și în condiții dure, pe apă caldă.

Având în vedere situația dificilă cu bând apă Pentru majoritatea Rusiei, un astfel de material este relevant pentru tratarea apei. Domeniul preferat - Tratarea apei a apelor naturale care conțin impurități de fier, concentrații moderate de rigidizări și săruri de suspensie.

Pentru o utilizare corectă sorbentetrebuie să cunoașteți proprietățile, propriul know-how pe aplicarea acestora pentru un anumit tip de ape reziduale. Am studiat sorbenții în laboratorul nostru, am câștigat experiență în aplicarea acestora în timpul punerii în funcțiune și experimentare. Prin urmare, suntem capabili să exercităm sortarea apelor reziduale într-un timp scurt și de înaltă calitate.

Pe emisiile de echipamente ale facilităților de tratare cu sorbenți, condițiile de funcționare a acestora pot fi consultate cu autorul acestei publicații prin e-mail [E-mail protejat]

Pentru a implementa procesul de curățare a sorbției, aplicăm atât filtrele de adsorbante fără presiune, cât și cele libere, efectuate în plastic, înox. Cu o străinătate pricepută a acelor și a altora, avantajele lor sunt pe deplin manifestate. În particular, adsorbanții alfa-8xca non-presiune cu o acoperire transparentă de sus fac posibilă observarea procesului de sorbferință, selectați probele adsorbante, pentru a extrage rapid și clăti sorbentul și sunt preferabile la sarcini specifice înalte pe materialul filtrului. În timp ce adsorbții de presiune funcționează automat la concentrații scăzute și oferă o eficiență mai mare de sorbție.

În plus față de sorbentii standard, avem ocazia de a produce sorbente speciale, foarte selectivi, configurate la o anumită sorbat

Materialele publicate pe site sunt protejate în conformitate cu Legea privind drepturile de autor. Legea Federației Ruse din 9 iulie 1993 N 5351-I "privind drepturile de autor și drepturile conexe" (modificată la 19 iulie 1995, 20 iulie 2004) și nu poate Fiți folosit fără permisiunea autorului.

Cuvinte cheie: Sistem de recrutare, revendicare, sorbent, sorbție, purificare, ioni, cathionică, anionită, amphitare, sorbat, regenerare

Introducere ................................................. ....................... .... 3.

Metode de ape solide .............................................. .. 4.

Metode de curățare ............................................. 6

Concluzie ................................................. ...................... 1/1/1/1

Lista de referinte ............................................... ............. 13.

Introducere

Apa reziduală este un mediu favorabil pentru dezvoltarea diferitelor microorganisme, inclusiv patogene, care sunt agenți patogeni și distribuitori de boli infecțioase. Polutarea mediului, apele reziduale creează simultan condiții pentru apariția diferitelor boli și epidemii umane. În plus, canalele pot conține substanțe toxice (acizi, alcalii, săruri etc.), care pot provoca otrăvirea organismelor vii și moartea plantelor. Apele uzate trebuie îndepărtate așezări, orașe și întreprinderi industriale. Înainte de a fi descărcate la rezervoare, acestea ar trebui să fie purificate, în caz contrar, rezervoarele de suprafață și sursele de apă subterane vor fi contaminate, iar utilizarea acestora pentru aprovizionarea cu apă și scopuri de uz casnic va fi imposibilă.

În râuri și alte rezervoare există un proces natural de auto-curățare a apei. Cu toate acestea, se desfășoară încet. În timp ce evacuările interne industriale erau mici, râul înșiși s-au confruntat cu el. Datorită creșterii bruscă a deșeurilor de rezervor, nu mai este configurată cu o astfel de poluare semnificativă. A fost nevoie să neutralizați, să curățați apele reziduale și să le eliminați.

Tratarea apelor uzate - Tratamentul apelor uzate pentru a distruge sau a elimina substanțele nocive de la acestea. Eliberarea apelor uzate din poluare este o producție complexă. În aceasta, ca în orice altă producție există materii prime (ape reziduale) și produse finite (apă purificată).

Metode solide de apă uzată

Curățarea apelor reziduale este distrugerea sau îndepărtarea poluanților, dezinfecționarea și îndepărtarea organismelor patogene.

Există o mare varietate de metode de curățare care pot fi împărțite în următoarele grupe principale pentru principiile principale utilizate:

- Mecanical Acestea se bazează pe procedurile de filtrare, filtrare, soluționare, separare inerțială. Permiteți separarea impurităților insolubile. Conform costurilor, metodele de curățare mecanică se referă la una dintre cele mai ieftine metode.

- Produse chimice Folosit pentru a elibera impurități anorganice solubile din apele uzate. La procesarea apelor reziduale cu reactivi, acestea sunt neutralizate, decolorare și dezinfecție. În procesul de curățare chimică, se poate acumula o cantitate suficient de mare de precipitat.

- fizico-chimice În același timp, coagularea, oxidarea, sorbția, extracția, electroliza, ultrafiltrarea, curățarea schimbului de ioni, osmozele inverse sunt utilizate. Aceasta este o metodă de curățare de înaltă performanță, caracterizată prin costuri ridicate. Permite curățarea apelor reziduale din particule fin și grosiere, precum și compușii dizolvați (cu excepția compușilor adevărați dizolvați - de exemplu, săruri).

- biologicAceste metode se bazează pe utilizarea microorganismelor absorbind poluanții apelor reziduale. Filtrele bio cu un regizor bacterian subțire sunt utilizați, iazuri biologice cu locuirea lor cu microorganisme, aerotanks cu IL active de la bacterii și microorganisme.

Metodele combinate sunt adesea utilizate folosind diferite metode de curățare în mai multe etape. Utilizarea uneia sau a unei alte metode depinde de concentrarea și nocivitatea impurităților.

Metode de curățare

Sorția este una dintre metodele universale de curățare profundă din substanțele organice dizolvate ale unor astfel de industrii reziduale, cum ar fi celuloză cocos-chimică, sulfat, sinteza clororganică, semi-produs, coloranți etc. pentru a îndepărta substanțele organice determinate de MIC, purificarea biologică este potrivit. Pentru a elimina substanțele organice persistente determinate de CCD, curățarea biologică nu este eficientă. Chiar și apele reziduale bine purificate după purificarea biologică are contaminare cu substanțe organice, valoarea căreia de către COD este de 20-120 mg / l. Aceste substanțe includ taninuri, lignine, eteri, substanțe proteice și alte poluări organice, având cromaticitate și mirosuri, pesticide, cum ar fi DDT și altele. Tratarea apelor reziduale de sorbție este utilizată atât înainte de tratamentul biologic, cât și după acesta. ÎN În ultima vreme Este investigată posibilitatea înlocuirii purificării biologice a producției și a sorbției apelor reziduale menajere.

Spre deosebire de procesul biochimic care fluctuează temperatura și efectul toxicității pentru sorbție nu au o valoare atât de mare, este, de asemenea, mai ușor de rezolvat îndepărtarea precipitațiilor și automatizării, complexe pentru stațiile de curățare biologică. Cele trei tipuri de sorbție sunt utilizate.

Adsorbţie - Absorbția substanței de către suprafața cel mai adesea a absorbantului solid. Dispozitivele în care apare adsorbția se numește adsorbante.

Absorbţie- Absorbție, însoțită de difuzarea substanței absorbite în adâncimea sorbentului cu formarea de soluții. În cele mai multe cazuri, absorbții de absorbție sunt lichide. Dispozitivele în care apare acest proces se numește absorbante sau scruber.

Hemosorbtie - Adsorbția, însoțită de efectul chimic al substanței absorbite cu sorbentul. Chemisorbția este utilizată în tehnică atunci când dioxidul de carbon absorbit, oxid de azot, amoniac etc. Procesul este de obicei realizat în turnuri umplute cu o duză poroasă prin care se filtrează apă purificată cu apă reziduală.

O varietate de materiale poroase artificiale și naturale sunt folosite ca sorbente: corpuri activate, cenușă, tăiere de cocs, geluri de silice, alumino, argilă și teren activ. Acesta din urmă constituie o clasă mare de sorbenți naturali care au o capacitate semnificativă de absorbție fără nici o prelucrare suplimentară, care este avantajul lor față de sorbenții artificiali.

Cei mai importanți indicatori ai sorbenților sunt porozitatea, structura porilor, compoziția chimică.

Conform structurii suprafeței poroase, sorbenții sunt împărțiți în dimensiuni fine, grosiere și amestecate. Mărimea potențialului de sorbție este mai mare în sorbenții cu dimensiuni fine, totuși, ele nu sunt întotdeauna disponibile pentru a absorbi poluarea apelor uzate. Cărbunele activate sunt de obicei disponibile pentru absorbția solidelor moleculare. Sorbentii naturali (tuffs, diatomite) sunt capabili de a absorbi grupe de molecule.

Datorită afinității chimice a sorbenților la poluarea recuperabilă, cele mai frecvente sorbente de carbon sunt recomandabile să se aplice la îndepărtarea de la apă nu sunt implicați sau substanțe slab disociate de origine organică.

Activitatea sorbantului este caracterizată de cantitatea de substanță absorbită în kg pe 1 m 3 sau 1 kg de sorbent; Activitatea poate fi exprimată în fracțiuni sau procent din masa sorbentului.

Activitatea statică a sorbantului este cantitatea maximă de substanță absorbită de momentul în care echilibrul este unitatea sau masa sorbentului la o temperatură constantă a apei și concentrația inițială a substanței.

Activitatea dinamică a sorbentului este cantitatea maximă de substanță absorbită de unitatea de masă sau volumul sorbentului până când substanța sorbed apare în filtrat atunci când apa reziduală este trecută prin stratul de sorbent. Activitatea dinamică este întotdeauna sub statică. De exemplu, în adsorbții industriali, activitatea dinamică a cărbunelui activ este de 45 - 60% statică.

Adsorbția carbonului activat granular este efectuată în filtre în vrac sau în aparatul de fluidizare a cărbunelui.

Filtrarea printr-un strat fix de carbon activ în filtrele în vrac este fabricată din partea de sus în jos sau de jos în sus (figura 1.).

Smochin. 1. Diagrama medicilor de adsorbție utilizând antracit activat

Fluxuri: i - apă reziduală pentru curățare; II - antracit regenerat; III - antracit activat; Apa reziduală IV pe filtre de schimb ioni; V - antracit proaspăt pentru activare; VI - vapori de apă; VII - gaz natural; VIIII-dispozitiv gaze; 1 - adsorber; 2.3-Cuptor, respectiv, regenerarea și activarea antracit

În acest caz, este planificată să pre-curățați apele uzate din substanțele suspendate pe filtrele de nisip, deoarece prezența lor în cantitatea de mai mult de 10 g / m3 determină o creștere rapidă a pierderilor de presiune în filtrele de sorbție. Cea mai frecvent practicată funcționare secvențială a filtrelor de sorbție cu rate de filtrare a apei de la 1-2 la 5-6 m / h prin încărcarea cu dimensiunea granulei de la 1,5-2 până la 5-6 mm. Filtrele cu un strat fix de cărbune sunt utilizate cel mai rațional în curățarea regenerativă a apelor de lucru a atelierului. Atunci când desorbția, efectuată prin solvenți chimici sau aburi, nu numai restaurarea capacității de sorbție a cărbunelui, dar și extracția produsului având valoare tehnică se realizează.

În aparatul cu fluidizare a carbonului activ, apa reziduală este redusă de jos cu vitezele de 7-10 m / h. În același timp, cărbunele cu o dimensiune a particulei de 0,5-1 mm este agitat de curgerea ascendentă a apei și, deoarece este saturată de plăcile superioare la cele inferioare. Particulele mici ponderate de poluare a apelor reziduale sunt scoase din adsorber și pot fi îndepărtate împreună cu scurgerea altor ateliere de lucru pe instalațiile comune de tratare a apelor reziduale. Astfel de tratare a apelor reziduale locuiesc cerințe sporite pentru colțul activat, deoarece este supus abraziunii semnificative la fluidizare și hidrotransport.

Adsorbția carbonului activ în pulbere. Scăderea dimensiunii particulelor de carbon activate este puțin afectată pe capacitatea limită a sorbentului, dar afectează foarte mult viteza de adsorbție. Carbonul activat sub formă de pulbere cu o dimensiune a particulelor de aproximativ 10 microni atinge 90% din starea de echilibru în mai puțin de 19 minute, iar pentru cărbunele granulate va fi necesar timp de mai multe zile.

Procesul de curățare care utilizează cărbune pulbere curge în mai multe etape. La fiecare etapă, se efectuează agitarea carbonului activ cu apă reziduală și reactiv (polielectrolytom), flocularea și susținerea. Apă de cusut din ultima etapă este filtrată printr-un filtru de nisip pentru detenția carbonului activ, care nu poate fi separat prin apărarea.

O utilizare și mai mare a capacității de sorbție poate fi realizată într-un proces în mai multe etape. Pulpa de cărbune este pompată spre canalizare din pașii ulteriori la cele anterioare. Dezavantajul unei astfel de instalații este în vrac.

În Misi numit V. V. Kuibyshev, a fost dezvoltată o metodă pentru tratamentul cu canalizare cu filtrare prin carbon activat fin. Metoda se bazează pe utilizarea filtrelor rele ca adsorbante. Schema tehnologică este reprezentată de mai multe filtre rele. Primul dintre acestea cu încărcarea pulberii auxiliare de filtrare (diatomit, perlit etc.) este stabilită la detenția poluării suspendate. Filtrele ulterioare sunt adsorbere cu o suprafață dezvoltată a contactului de fază datorită faptului că carbonul activat fin dispersat este amplasat pe o suprafață semnificativă a filtrelor de denumire. Blatochiile din schemă sunt organizate de dispozitivele de comutare cu cărbune inexectat spre apele uzate. Stratul de filtru de pe suprafața interioară a filtrului este montat din suspensia rezervorului utilizând pompa. Eliminarea (spălarea) materialului uzat este efectuată prin curent invers al apei. Flirtul a fost spălat după pierderea de presiune din IT 0,36 MPa, spălat de cărbune - numai de la primul, dar cursul apei adsorberului în timpul epuizării capacității sale de sorbție.

Această schemă a fost testată pentru curățarea apelor reziduale de la trinitrotoluol cu \u200b\u200bconcentrația inițială de 50 g / m3 și finala nu mai mare de 0,5 g / m 3. Atunci când apa aplică 2 m 3 / h pe 1 m 2 a suprafeței de filtrare, cele mai bune opțiuni sunt adsorbția în trei etape la consumul de carbon al mărcii OMA în fiecare etapă de 2,5 kg / m 2 (0,13 kg de cărbune / m 3 de apă) și frecvența frecvenței de reîncărcare a adsorberilor / \u003d 2,5 ori pe zi sau o adsorbție în patru etape la consumul de cărbune a mărcii CAD 5 kg / m2 (0,193 kg de cărbune / m3 de apă) și / \u003d 1,85 ori pe zi

O astfel de schemă oferă apă purificată de înaltă calitate, atât prin conținutul de substanțe suspendate, cât și prin conținutul contaminanților organici dizolvați. În sistemul de curățare sunt implicate cantități mici de apă și cărbune, care predeterminează compactitatea echipamentului.

Operațiile de adsorbție și de separare a apei și a cărbunelui sunt combinate. Cărbunele în același timp este semnificativ mai puțin susceptibil.

Pentru a restabili capacitatea de sorbție, carbonul activat petrecut în timpul procesului de adsorbție este de obicei supus regenerării prin solvenți chimici, feribotului sau tratamentului termic.

Regenerarea termică a carbonului activ este efectuată în cuptoare multi-înfășurare. Timpul total de ședere al cărbunelui din cuptor variază de la 30 la 60 de minute la o temperatură de la 600 la 900 ° C. Pierderea cărbunelui este de la 5 la 10%.

După purificarea adsorbției, devine posibilă reutilizarea apelor reziduale într-un sistem de alimentare cu apă circulantă. Utilizarea apelor reziduale tehnologice într-un sistem de alimentare cu apă circulantă rezolvă nu numai sarcina de a salva apa proaspătă, ci și reabilitarea radicală a corpurilor de apă.

Dezavantajul tratamentului cu sorbția a apelor reziduale este costul său relativ ridicat.

Concluzie

Printre metodele fizico-chimice de curățare a apelor reziduale din produsele petroliere, cel mai bun efect oferă sorbția pe cărbuni.

Sorția este procesul de absorbție a unei substanțe de la înconjurător corp solid sau lichid. Corpul absorbitorului se numește sorbentul absorbit de sorbat. Absorbția substanței se deosebește de întreaga masă a sorbentului lichid (absorbție) și stratul de suprafață de sorbent solid sau lichid (adsorbție). Sorția, însoțită de interacțiunea chimică a sorbantului cu o substanță absorbabilă, se numește chemisorbție.

Sorția este una dintre cele mai multe metode eficiente Purificare profundă de la întreprinderile de canalizare organice dizolvate ale industriei petrochimice.

Materialele poroase diferite sunt folosite ca sorbente: cenușă, cocs, turbă, geluri de silice, alumino, argile active etc. Sorbentele eficiente sunt atomi de carbon de diferite mărci. În funcție de sfera de aplicare a metodei de curățare a sorbției, locația adsorberilor în complexul total de instalații de tratare a apelor reziduale, compoziția apelor reziduale, forma și dimensiunea sorbentului etc. Atribuiți unul sau alt sistem de curățare și tip de sorbferință de adsorber. Cel mai simplu filtru este cel mai simplu filtru, care este o coloană cu un strat fix de sorbent, prin care apele reziduale sunt filtrate. Cea mai rațională direcția direcțională de filtrare a fluidului este de jos în sus, deoarece în acest caz există o umplutură uniformă a întregii secțiuni transversale a coloanei și bulele de aer sau gaze care se încadrează în stratul de sorbent împreună cu apă reziduală sunt relativ ușor înlocuit.

Bibliografie

F.v. Stolberg Ecologia orașului. K.: LIBRA, 2000.

L.S. Alekseev controlul calității apei. M.: INFRA-M, 2004.

SI. Rozanov Ecologie globală. Sf. Petersburg: Ed. "LAN", 2003.

LL. PALIA, YA.Y. Karu, H.A. Melder, B.N. Repin Manual de purificare a apelor naturale și reziduale. M.: Horsis. Sk., 1994.

Yu.v. Voronov, E.V. Alekseev, V.P. Salomeev, E.a. Drenaj Pugachev. M.: INFRA-M, 2007.

IN SI. Korobkin, L.V. Ecologie. Rostov n / d: ed. "Phoenix", 2000.

Metode de sorbție

Metodele de sorbție se bazează pe absorbția radionuclizelor de fază solidă în mecanismele schimbului de ioni, adsorbția, cristalizarea și altele.

Sorția se desfășoară în condiții dinamice și statistice. Cu sorbție dinamică, filtrarea deșeurilor lichide inițiale se efectuează continuu prin sorbent și cu sorbție statică, contactul de timp al celor două faze se efectuează atunci când se agită cu o diviziune suplimentară.

Sorbția dinamică se desfășoară în filtre umede sau în vrac. Diferența constă în faptul că sorbenții sunt utilizați în filtre în vrac sub formă de material durabil granular; În filtrele de numire, materialele anorganice și organice de origine artificială și organică sunt folosite ca sorbent.

Pentru purificarea deșeurilor radioactive lichide din radionuclizi, sorbenți (ioniți) de astfel de tipuri cum ar fi KU-51-7, KU-2-8 (cationul acidului sylnic), AB-17-8 (anion de legare foarte mare), A-31 și an-2fn (anioni de acasă jos), vermiculită. Sorbenții sunt produse sub formă de granule care sunt înmuiate într-o soluție specială pentru a activa. Toți sorbenții listați au coeficienți de purificare ridicată și proprietăți bune de filtrare.

Reacțiile eterogene de schimb de ioni sunt reversibile, ceea ce permite regenerarea sorbentului, dar determină crearea condițiilor pentru leșierea radionuclizilor în timpul depozitării sorbentului uzat. Capacitatea de schimb a sorbentului este aproape toate utilizate pe sorbția macrosconenților - săruri, datorită asemănării acestora cu proprietățile microcomponenților. Apoi, pentru a curge sorbția microcomponenților (radionuclizi), este necesar să se efectueze desalting preliminar. În caz contrar, va duce la regenerări frecvente ale sorbentului și, în consecință, la o creștere a costului de curățare.

Deșeurile radioactive lichide cu salinitate ridicată sunt neprofitabile pentru curățarea cu sorbenții organici datorită faptului că regenerarea sorbentului necesită 2-2,5 multiple de exces de teren și acid (este necesar costul purificării).

Situația apare inversă pentru radionuclizi, în care proprietățile sunt diferite de proprietățile macrocomponenților. Radionuclizii multivalenți sunt bine sorbed pe cation în prezența ionilor de sodiu. Prin urmare, ionii de sodiu nu sunt sorbiți în deșeurile radioactive lichide, ceea ce duce la o scădere vizibilă a volumului regeneratorului, a deșeurilor secundare și a frecvenței regenerării.

Utilizarea sorbenților organici sintetici vă permite să îndepărtați toate radionuclizii în formă de ioni din deșeurile radioactive lichide. Dar astfel de sorbeni au anumite restricții asupra cererii care se vor dezvolta în dezavantaje grave. Când se utilizează astfel de sorbanți de radionuclizi într-o formă moleculară și coloidală din deșeurile radioactive lichide nu sunt șterse. De asemenea, dacă există coloiduri sau substanțe organice cu molecule mari în deșeuri radioactive lichide, atunci sorbentul își pierde proprietățile și eșuează datorită înfundării porilor.

În practică, înainte de a efectua schimbul de ioni pentru a elimina particulele coloidale, se utilizează filtrarea filtrelor WAM. Utilizarea metodei de coagulare în loc de filtrare duce la formarea unor cantități mari de deșeuri. Compușii organici ai deșeurilor radioactive lichide sunt îndepărtate prin ultrafiltrare. Unul dintre principalele dezavantaje ale utilizării schimbului de ioni pentru curățarea deșeurilor radioactive lichide este necesitatea pregătirii preliminare a acestor deșeuri.

Pentru curățarea deșeurilor lichide de înaltă calitate, sorbenții organici sintetici nu sunt utilizați în funcție de instabilitatea lor la efectele radiațiilor foarte active. Un astfel de impact duce la distrugerea sorbentului.

Pentru a asigura un grad ridicat de curățare, procesul de curățare a schimbului ionic este efectuat în două etape. În prima etapă, sărurile și cantitățile mici de radionuclizi sunt îndepărtate din deșeuri lichide și deja în a doua etapă, este posibil să se îndepărteze direct nuclizele din deșeurile lichide desalterate. Regenerarea sorbentului este făcută de contracurent. Pentru a crește performanța filtrelor, viteza de la începutul ciclului este setată la (90h100) m / h și la sfârșitul ciclului scade la valori în (10H20) m / h.

Curățarea deșeurilor desalificate face posibilă utilizarea filtrelor de acțiune mixte eficiente (regenerarea lor este dificilă) și filtrele rele, având în vedere faptul că atunci când curățați astfel de deșeuri, nevoia de regenerare este minimă. Datorită încărcării ridicole a anionicii și a cationiților în formațiunile de H + și a acestuia, efectul anti-niponal este eliminat și aceasta duce la o creștere a gradului de curățare și la posibilitatea creșterii vitezei de filtrare la 100 m / h.

Toate deșeurile radioactive lichide conțin în una sau altă cantitate de suspensie, care au tendința de sorbție de schimb molecular și de ioni. De asemenea, produsele de coroziune cu fier hidratat, mangan, cobalt și nichel pot microcomponenții sorbit. În acest sens, se propune separarea suspendării pentru o îmbunătățire semnificativă a gradului de purificare a deșeurilor lichide.

Pentru a elimina astfel de componente din deșeuri ca 137 CS, 99 SR, 60 CO, se utilizează adăugarea de sorbent selectiv, în acest caz - Nanoglyn (Montmorillonite), care asigură o curățare de 98% din aceste componente. Sorția pe componentele selective sunt efectuate în combinație cu coagularea.

Depunerea chimică este una dintre opțiunile eficiente pentru sorbția statică. Avantajele metodelor chimice includ costuri reduse, disponibilitatea reactivilor, posibilitatea de a elimina microcomponentele radioactive în formele de ioni și coloidale, precum și prelucrarea deșeurilor lichide saline.

Caracteristica principală a precipitațiilor chimice este selectivitatea diferiților microcomponenți, în special la 137 CS, 106 RU, 60 CO, 131 I, 90 SR. Coagularea și înmuierea sunt metode de depunere chimică; La aplicarea acestor metode, curățarea din radionuclizii în formele de coloid, ionice și moleculare este purificată.

Atunci când se utilizează CACO3 și MGOH 2 înmuiere și MGGOH2 sunt precipitate și servesc colectoare pentru 90 SR, care sunt îndepărtate prin cristalizare cu CACO 3. De asemenea, utilizarea acestei metode vă permite să eliminați 95 ZR și 95 NB.

Cesiul (137 CS) este îndepărtat prin depunerea ferocanidelor de fier, nichel (cel mai eficient), cupru și zinc, în timp ce coeficientul de curățare este de 100.

Rutheniul (106 RU) și cobalt (60 CO) sunt slab concentrate în precipitații datorită numărului mare de forme chimice. Îndepărtarea de ruteniu este realizată de sorbenți cum ar fi sulfura de cadmiu, sulfura de fier, sulfura de plumb. Purificarea cobaltului este eficientă pe oxihidrații de crom și mangan. Iodul radioactiv 131 I este făcut de coaching-ul cuprului sau argintului.

Precipitațiile chimice sunt completate prin proceduri de separare a fazelor. În separarea fazelor, cea mai mare parte a deșeurilor lichide și concentrația de nămol este în curs de desfășurare. Separarea fazelor este făcută prin filtrare sau expunere la sistem printr-un câmp de putere, care poate fi gravitațional (sugestii și clarificatori) și inerțial (centrifuge). Datorită formării unor volume mari, o pulpă de umiditate foarte ridicată, se folosește extrem de rar, se folosesc extrem de rar, folosind clarificator pentru acest lucru. Luminarea în astfel de dispozitive merge cu viteze mari și oferă un grad ridicat de purificare.

Pentru lichidarea suplimentară, se efectuează filtrarea. Utilizarea filtrelor în vrac oferă o filtrare mai subtilă, astfel de filtre au o performanță mai mare, iar cu regenerarea lor este formată o cantitate mică de deșeuri. Filtrele în vrac au fost mai frecvente datorită simplității și fiabilității, în ciuda formării unui număr mare de deșeuri secundare în timpul regenerării.

Metodele de sorbție sunt cele mai frecvente pentru eliberarea cromului din apele uzate de galvanizare. Ele pot fi împărțite în trei soiuri:

1) Sorbția pe carbon activ (schimb de adsorbție);
2) sorbția pe ionică (schimb de ioni);
3) Metoda combinată.

Metoda de adsorbție.

Metoda de adsorbție este una dintre metodele eficiente pentru extragerea metalelor neferoase din apele uzate de galvanizare. Cărbunele activate sunt folosite ca sorbente, sorbente sintetice, deșeuri de producție (cenușă, zgură, rumeguș etc.).

Sorbente minerale - argile, geluri de silice, aluminies și hidroxizi de metal pentru adsorbția cromului din apele uzate sunt folosite, deoarece energia interacțiunii lor cu molecule de apă este mare - uneori depășește energia de adsorbție.

Cele mai versatile din adsorbante sunt colțurile activate, dar trebuie să aibă anumite proprietăți:

- Interacționează slab cu moleculele de apă și binele
- cu substanțe organice;
- să fie relativ coenprimanți;
- aveți un container de adsorbție ridicat;
- au o capacitate redusă de restrângere în timpul regenerării;
- au o rezistență ridicată;
- posedă o umezeală ridicată;
- au activitate catalitică scăzută;
- Au un cost redus.

Procesul de extracție a adsorbției cromului hexavalent din apele uzate se efectuează cu amestecare intensivă a adsorbantului cu o soluție, când se filtrează soluția prin stratul adsorbant sau într-un strat pseudo-trăit pe instalațiile periodice și continue. Când se amestecă adsorbantul cu o soluție, carbonul activat sub formă de particule cu un diametru de 0,1 mm și mai puțin. Procesul este realizat în unul sau mai mulți pași.

Aproape de cercetători au studiat adsorbția cromului pe carbonul activat ca funcție de pH.

S-a stabilit că cromul (VI) este ușor adsorbit pe un unghi activat sub formă de anioni, cum ar fi HCRO4 - și CRO4 2-. În unele lucrări, se arată că pre-procesarea adsorbanților acid azotic Mărește capacitatea lor de sorbție de către Chrome (VI).

Există o metodă de adsorbție a cromului din apele uzate atunci când se utilizează lignină solidă. Sa stabilit că procesul de sorbție depinde de pH-ul soluției și de doza de lignină. Timpul optim de contact al soluției cu lignină este de 1 oră. Ca un sorbent, carbonul activ este utilizat în principal, alți sorbenți sunt utilizați extrem de rar. Pe măsură ce sunt oferite alte sorbente în diferite studii:

a) deșeurile industriei de preparare (carton cu tulpină sorbed de zaharomyces carlsbergensis;
b) rumeguș din lemn, de preferință pin tratate cu un copolimer de vinil de monoetanolamină cu ester de vinil 4-metilazagepta-3,5-diode -1,6-diol (SVEMVE);
c) material vegetal (nămol de lignină, celuloză etc.);
d) rumeguș de fier;
e) zeoliți, geluri de silice, bentonite;
e) argile;
g) vermiculită.

Avantajele metodei

1) Curățarea la MPC.
2) posibilitatea îndepărtării comune a diferitelor impurități prin natură.
3) Lipsa poluării secundare a apei purificate.
4) posibilitatea de recuperare a substanțelor sorbed.
5) Abilitatea de a rambursa apa purificată după ajustarea pH-ului.

Dezavantaje ale metodei

1) Cost ridicat și deficiență de sorbenți.
2) Sorbenții naturali se aplică unui cerc limitat de impurități și concentrațiilor acestora.
3) echipamentul voluminos.
4) Consumul ridicat de reactiv pentru regenerarea sorbentului.
5) Formarea deșeurilor secundare care necesită o curățare suplimentară.

Metoda de schimb ionică.

Îndepărtarea schimbului de ioni a metalelor din apele uzate permite valorile de recuperare cu un grad ridicat de extracție. Schimbul de ioni este procesul de interacțiune cu o soluție de fază solidă, care are proprietăți pentru a schimba ionii conținute în acesta, pe ionii prezenți în soluție. Substanțele care alcătuiesc această fază solidă se numesc ionici. Metoda de schimb de ioni se bazează pe utilizarea cationiților și a agionilor care sunt sorbed din cationii de apă reziduală tratată și de anionii de săruri dizolvate. În procesul de filtrare, schimbul de schimburi și anioni se înlocuiesc cu cationi și anioni extrași din apele reziduale. Aceasta duce la epuizarea capacității metabolice a materialelor și a nevoii de regenerare a acestora.

Cea mai mare importanță practică pentru tratarea apelor reziduale a fost achiziționată de rășini de schimb de ioni sintetici - compuși de înaltă moleculari ale căror radicali de hidrocarburi se bazează pe o plasă spațială cu grupări funcționale cu schimb de ioni fixate pe ea. Plasa de hidrocarburi spațiale se numește matrice, iar ionii de schimb - contracarari. Fiecare contraion este conectat la ionii încărcați opțional numiți ancora. Reacția schimbului de ioni urmărește după cum urmează:

RH + NACL \u003d ARN + HCI,

când contactați cationia,

unde R este o matrice cu ioni fixați; N - antide,

ROH + NACL \u003d RCL + NaOH,

când contactați anionul.

Pentru a extrage din apele reziduale ale producției de galvanizare a cotelor de crom trivalent, N-Cation, ioni cromate CRO32- și bicromate CR2O72- sunt îndepărtați pe anionic AB-17, AN-18P, AN-25, AM-P, AM-8. Capacitatea cromului anionic nu depinde de dimensiunea pH-ului în intervalul de la 1 la 6 și este redusă semnificativ cu creșterea pH-ului mai mult de 6.

La concentrația unui crom hexavalent într-o soluție de la 800 la 1400 EV / L, anonita anionită AV-17 este de 270-376 mol * EQ / M 3.

Regenerarea unor anionică foarte legată se efectuează cu o soluție de sodiu caustică 8 - 10%. Eloare conținând 40-50 g / l de crom hexavalent pot fi direcționate către producția de monocromat de sodiu, iar apa purificată este refolosită.

Bazat pe Vlgu, tehnologia de curățare locală a apelor reziduale care conțin crom, a fost dezvoltată pentru a extrage compuși grei metale neferoase, inclusiv. Și sorbția cromului pe un anonat foarte legat. Gradul de purificare a apei pe această tehnologie este mai mare de 90 - 95%. Apa purificată corespunde GOST 9.317-90 și este destul de potrivită pentru utilizarea în sistemele de ape închise.

Filtre ECOS-2 în VNiicht, Sorbenți: În NTC "Musorb" (proeminent, regiunea Moscova), MP "Căutare" (Ashgabat), Tet (Dolgoprudny, regiunea Moscova), VNIICHT (Moscova).

Inovan Umwelttechnik GmbH & Co KG a dezvoltat o instalare bloc modulară a sistemului REMA conceput pentru a purifica apele reziduale din metale grele. Blocul unic este o coloană de schimb de ioni în care sunt instalate 4 casete înlocuibile pe verticală. În procesul de curățare, apele reziduale sunt trecute în mod constant prin aceste casete de jos în sus.

Gradul de contaminare a rășinii schimbătoare de ioni este determinat utilizând indicatori.

La fabrica "Soilomash" (Kirov) a introdus procesul de purificare a industriilor industriale galvanice din ioni de crom cu materiale fibroase. Pentru sorbția anionilor de crom, se utilizează materialul Vion AC-1, care are grupări de vinilpiridiniu foarte legat cu 1,1 - 1,2 mg * echiv. / G. A făcut două coloane de sorbție din oțel rezistent la coroziune, câte 50 litri. Sorția de crom depinde de concentrația sa în soluția inițială. Deci, dacă concentrația este de până la 10 mg / l, atunci nu este detectată în filtru. Cu toate acestea, la concentrația de anion crom 75 mg / l și mai mare, conținutul său în filtratul 0,04 - 0,01 mg / l, care este permis la un ciclu închis. Efectul concentrației inițiale a soluției de crom pe conținutul său în filtrat se datorează razei de ioni înalte de CR2O72-, provocând dificultăți sterice atunci când sorbția pe hemosorbantul fibrelor. Cu un conținut ridicat de crom, reduceți viteza de alimentare a soluției la coloana de sorbție. În acest caz, gradul de purificare crește. Atunci când se atinge saturația coloanelor de sorbție, ele sunt îndepărtate din suport și transportate la separarea procesării galvanochimice pentru regenerarea materialului chemisorbațional și a eluei de reciclare. Regenerarea Vion AS-1 se efectuează cu o soluție de Na2CO3. În acest caz, 50 litri de soluție sunt turnați în fiecare coloană și lăsați-o timp de 3 ore. Operația ulterioară constă în spălarea filtrului cu apă.

Un studiu a fost efectuat 8 sorbente fibroase utilizate pentru a curăța apele reziduale din ionii metale grele (AG, HG, CR, CD, FE). Este instalat faptul că sorbenții fibrici ai pan-mazării, pan-ttto-μcc și fibre de cărbune purifică în mod eficient apele reziduale din ioni de metale grele. Ele sunt ușor regenerate prin tratarea acizilor și pot fi utilizate în mod repetat pentru curățare. Din soluția obținută după regenerarea fibrelor, este posibil să se evidențieze metalele și să le reutilizeze.

Materiale de schimb de ioni sintetizate pe bază de deșeuri și deșeuri de producție tricotate care conțin poliester, fibră de poliacrilonitril.

Sa stabilit că fibrele de schimb ionic sintetizate prezintă proprietăți de schimb de ioni selective.

În condițiile de laborator, selecția cromului a fost studiată din apele reziduale de spălare a atelierelor de galvanizare utilizând rășini schimbătoare de ioni (rășini schimbătoare de ioni în tipul "Wolfatit" Stamps SWb, SZ, SL, SBK, AD-41 și carbonul activat timbre ca) și sorbenți carbonați.

Sistemul Krebs & Co.ag (Germania) al companiei "Krebs & Co.ag" (Germania) include un filtru preliminar, supape, conducte, pompe, dispozitive de control al calității apei pentru rezistența electrică și coloanele de schimb de ioni cu două integrat cu o capacitate de 1,5 - 4 m 3 / h. Una dintre coloane este folosită pentru un scop direct, celălalt este regenerat de altul în acest moment. Sistemul descris este alcătuit din module individuale și, prin urmare, ușor montat și dezmembrat.

Avantajele metodei

1) posibilitatea de curățare a cerințelor MPC.
2) Returnarea apei purificate la 95% în cifra de afaceri.
3) posibilitatea de a elimina metalele grele.
4) posibilitatea de curățare în prezența liganzilor eficienți.

Dezavantaje ale metodei

1) Necesitatea de a pre-purifica apa reziduală din uleiuri, surfactanți, solvenți, organici, substanțe suspendate.
2) Consumul ridicat de reactivi pentru regenerarea ionică și prelucrarea rășinii.
3) necesitatea unei separări preliminare a apei de spălare din concentrate.
4) echipamente voluminoase, rășină cu costuri ridicate
5) Formarea deșeurilor de eluație secundară care necesită o prelucrare suplimentară.

3 februarie 2005

În prezent, diverse tehnologii sunt utilizate pentru curățarea apelor uzate industriale. Cel mai frecvent este reactivul, în care ionii metale grele (CR3+, Ni2+, Cu 2+, Zn2+, CD2+, Fe 3+ etc.) sunt traduse în hidroxizii aproape insolubile cu aceste metale cu Un reactiv alcalin. Și ieșiți din mediul acvatic cu setarea și filtrarea. Pe măsură ce reactivi alcalini au intrat în stocul curățat, se utilizează soduri (calcinate sau caustice) sau o lămâie urâtă ca (OH) 2 (lapte de var).

Metoda de reactiv pentru curățarea apelor reziduale are un număr de defecte.

În primul rând, concentrația de ioni de metale grele și indicatorul de hidrogen (pH) în apele reziduale se schimbă în mod constant. Tehnologia de ajustare a pH-ului este foarte inerțială și nu poate oferi o schimbare în timp util a dozei necesare de reactiv alcalin. Această circumstanță duce la o traducere incompletă a ionilor de metale grele în hidroxizii lor și astfel de ioni dincolo de stațiile de epurare a apelor reziduale din compoziția apelor reziduale purificate. Mai mult, concentrația de metale grele în timpul patrimoniului lor sub formă de ioni poate fi de zece ori pentru a depăși MPC. În al doilea rând, atunci când aplicării reactivilor mărește suferințele deja ridicate a apelor reziduale purificate, care poate servi ca un obstacol suplimentar atunci când sunt utilizate în mod repetat în operațiunile tehnologice.

Traducerea ionilor de metale grele în hidroxizii lor prin ea însăși o metodă tehnologică bună, dar implementarea acestuia prin adăugarea unui reactiv alcalin, urmată de susținerea și filtrarea prin filtrele de nisip convenționale, reduce semnificativ eficiența și fiabilitatea, ca regulă, apele uzate purificate nu pot fi refolosite datorită calității lor scăzute.

Problema asigurării purificării de înaltă calitate a apelor reziduale contaminate trebuie rezolvată prin simplificarea schemei tehnologice, a proiectării constructive și a funcționării stațiilor de tratare a apei în timp ce crește simultan gradul de purificare, versatilitate, fiabilitate, precum și siguranța mediului a procesului tehnologic , posibilitatea de automatizare maximă și chiar complet a acesteia.

Având în vedere cerințele arse realizate între metode bine-cunoscute pentru curățarea apelor reziduale ale magazinelor de galvanizare la standardele specificate (schimbul de ioni, membrana, sorbția), cea mai promițătoare este sorbția, cu condiția ca adsorbantul aplicat în procesul tehnologic să fie capabil să efectueze o lungă perioadă de timp (luni și chiar ani) pentru a-și îndeplini funcțiile de purificator de apă, adică purificarea apei filtrate prin intermediul întregului complex de impurități dăunătoare în acesta la restabilirea activității de sorbție a adsorbantului prin intermediul regenerării efectuate direct în structura filtrului.

Metoda de sorbție pentru curățarea apelor naturale și reziduale care utilizează cărbune activată și zeoliți este cunoscută de mult timp. Cu toate acestea, el nu a găsit răspândită datorită faptului că acești adsorbanți sunt filtrarea materialelor de utilizare unică. Regenerarea carbonului activ și a zeoliților Operațiunea costisitoare și consumatoare de timp și în condițiile instalațiilor de tratare a apei active sunt practic realizate, deoarece este necesară descărcarea materialului din filtru, activând-o în afara stației de tratare a apei pe o instalație specială, Livrarea materialului degenerat înapoi la stația de tratare a apei și încărcarea acesteia în structura filtrului. Dacă vă deplasați pe calea utilizării unică a adsorbenților, apoi pe lângă costurile de îmbunătățire a înlocuirii materialelor, există o posibilitate de pericol pentru mediu, deoarece costurile economice mari sunt necesare pentru eliminarea fiabilă a adsorbantului contaminat de evacuare.

Dezavantaje ale metodei de sorbție a tratării apelor reziduale

Dezavantajele operaționale și economice ale metodei de sorbție de purificare a apei reziduale cu adsorbanți tradiționali sunt eliminați atunci când tratarea apei adsorbantului, care are o activitate ridicată de suprafață a boabelor, permițând restabilirea capacității de sorbție prin simplă tehnologică, pe termen scurt Timpul de regenerare efectuat direct în structura filtrului. Cea mai eficientă bază pentru obținerea adsorbanților cu proprietăți reglementate orientate poate servi minerale de aluminosilicat, deoarece în structura lor, pot fi administrate aproape orice aditivi de origine organică și minerală, ceea ce va da suprafețele boabelor. Proprietăți necesare.

Proprietatea distinctivă și pozitivă a acestor minerale este "defecțiunea" zăbrească a cristalului și capacitatea de înlocuire cationică. Structura tetraeooktherică stratificată a aluminosilicatilor vă permite să faceți cationi nu numai în latticul dvs. de cristal, ci și în spațiile intermediare și interplanare, precum și în planul bazal al particulelor minerale. Magneziul și calciul pot servi ca astfel de cationi metabolici, care au legături slabe cu suprafața particulelor minerale și în mediul apos se deplasează destul de ușor în soluție.

Cactorii de magneziu și de calciu, după cum arată mulți ani de cercetare la departamentul "Aprovizionarea cu apă și drenaj" al Universității de Stat din St. Petersburg, desfășoară un rol major în procesul de extragere a sorbției poluării apelor reziduale, participând la început (prin impact chimic) în formarea de noi compuși și apoi în crearea structurilor coloidale ale acestor compuși pe suprafața granulelor adsorbante și în spațiul porilor interstanali. Prin urmare, în fabricarea unui adsorbant aluminosilicat în materiile prime, compușii de magneziu și de calciu sunt introduși ca aditiv activat.

O caracteristică tehnologică importantă a adsorbantului de aluminosilicat activat sunt:

abilitatea de a schimba ioniul alcalin pământ și metale alcaline (Mg2 +, Ca 2+, Na +) Datorită "defectuosității" laticii cristale a cationiei, din care este fabricat adsorbantul;
o creștere a indicatorului de hidrogen la 9 în apa profundă prin adsorbant;
apariția pozitivă ζ -Potențială pe marginea secțiunii "Granul adsorbant - lichid" atunci când filtrează apa prin stratul adsorbant;
restaurarea activității de sorbție a unui adsorbant de aluminosilicat activ în raport cu ionii de metale grele prin regenerare efectuate direct în structura filtrului.

În fabricarea unui adsorbant aluminosilicat activat, datorită capacității de schimb de ioni naturali a bazei de aluminosilicat, o parte a aluminiu trivalent prin magneziu și cationi de calciu inclus în activator, precum și umplerea "vacanțelor" în nodurile Crystal Lattice și în spațiul intermediar deasupra cationilor. Ca urmare a unei astfel de modificări directe și a activării materiilor prime de aluminosilicat, se obține un material granular, care, atunci când se deplasează apă printr-un strat de cereale, formează un mediu slab alcalin și un potențial electrocinetic pozitiv. Condiția prealabilă pentru crearea unui mediu alcalin este oxizi de magneziu și calciu formate în structura adsorbantului în procesul de fabricație. Magneziul și oxizii de calciu formează hidroxizi în apă, crescând astfel pH-ul datorită excesului de anioni. Cationle de metale grele, care se încadrează într-un mediu alcalin, reacționează și formează hidroxizi solubili în funcție de schemă:

IU 2+ + 2H - ® IM (OH) 2 ¯;

ME 3+ + 3D - ® IM (OH) 3 ¯.

Produsul de solubilitate a hidroxizilor metalelor grele este semnificativ mai mic (în zeci și de sute de ori) solubilitatea hidroxizilor de magneziu și calciu, prin urmare, echilibrul interacțiunii chimice este deplasat spre formarea de hidroxizi solubili cu metale grele. În plus, cationii metabolici Mg2 + și CA2 + difuze de la adsorbant în apă, care contribuie, de asemenea, la creșterea pH-ului mediului datorită excesului de anioni, legată în viitor în hidroxizii metalelor grele. Difuzia de 2+ și CA2+ Cationi este posibilă datorită fragilității cationiei cationiei. Astfel, micelii de hidroxizi de metale grele sunt formate cu o consolidare suplimentară a acestora în agregate, formarea și creșterea structurii coloidale datorită puterii interacțiunii electrostatice dintre suprafața încărcată pozitiv a granulelor adsorbante și a micelurilor încărcate în mod negativ metale hidroxizi.

În procesul de filtrare a extragerii din apa de metale grele, partea activă a adsorbantului, constând în magneziu și cationi de calciu, care produce în mediu apos, este transportată treptat împreună cu filtratul. Momentul apare atunci când funcțiile de curățare (protectoare) ale adsorbantului sunt insuficiente, iar concentrația de ioni de metale grele dotată cu filtratul depășește MPC-urile instalate. Este necesară activarea adsorbantului, adică reaprovizionarea cationilor de schimb a plecat împreună cu apa.

Când alegeți un activator pentru a restabili proprietățile de sorbție ale adsorbantului, au fost luate în considerare cei trei factori importanți:

În primul rând, activatorul trebuie dizolvat în apă, astfel încât activarea să fie efectuată direct în structura de filtrare;
În al doilea rând, schimbul de ioni într-o serie de cationi ar trebui să fie amplasat mai mare decât calciul și magneziul;
În al treilea rând, această cation trebuie să aibă proprietăți alcaline și să fie ușor accesibilă utilizării practice. Toate aceste condiții sunt în mare parte responsabile pentru cationul de sodiu Na + ca parte a sifonului calcinat.

După cum a arătat practica, prelucrarea unui adsorbant de aluminosilicat activat 3-4% soluție de sodiu calcinat în modul de circulație timp de 30-35 minute restabilește proprietățile de protecție ale adsorbantului, indiferent de numărul de cicluri de regenerare, adică pentru un serviciu lung viaţă. Restaurarea activității de sorbție a încărcăturii de filtrare se efectuează prin tratare cu o soluție de sodă calcinată de 3-4% în modul de circulație cu o intensitate de 3 L × C / m2. Soluția de regenerare este utilizată în mod repetat. Înainte de restabilire, este necesar să se spală sarcina de filtrare cu apă cu o intensitate de 14 L × C / m2.

În 2004, cercetarea (S.-Petersburg) a fost efectuată în orașul Centrul de laborator al Statului Sanitar și Epidemiologic (St. Petersburg). Pentru a studia eficacitatea adsorbantului "Mlintest", apa distilată a fost utilizată ca probă inițială, preparată cu adaosul de reactivi care conțin metale: sulfați de nichel, cadmiu, mangan, zinc, cupru și crom, fier de trei clorură de fier, acid azotic de plumb. Așa cum arată rezultatele cercetării, adsorbul "Mlintest" are capacitatea de a reduce semnificativ concentrația de ioni de metale grele în soluții apoase (masă).

Este implementat tehnologia de curățare a apelor reziduale industriale care utilizează adsorbantul de aluminosilicat activat:

pentru fabricarea de electroplarea la FSUE "Placa de bord Ryazan",
pentru acumulatorul din CJSC "Electrofaging" (St. Petersburg),
OJSC "instalație pentru producția de instrumente de diamant" (regiunea Tomilino Moscova),
SA "MUMOM RADIOSAVOD" (MUMOM),
Ojsc Stupinky Combină metalurgică (regiunea Stupino Moscova),
Ojsc Memer (Smolensk)
și pe o serie de alte întreprinderi.

De exemplu, în compania Mettalurgică Stupinkaya OJSC (Stupino din regiunea Moscovei) Din 2000, se utilizează filtre de presiune cu o capacitate de 3500 m 3 / zi încărcate de adsorbant de aluminosilicat activat (cinci filtre de 16 m 2). Compoziția contaminanților care intră în filtre, mg / l: produse petroliere 20, cr 3+ până la 10, Cu 2+ la 5, Fe 3+ la 10, Al 3+ până la 5, Ni2 + la 10, Zn 2+ la 5 , pH 6-7,5. Compoziția filtratului corespunde valorilor MPC de substanțe nocive pentru rezervoarele de apă pescărești. Regenerarea adsorbantă se efectuează în 5-7 zile cu o soluție de sodă de 3% a sifonului. Removerul adsorbantului este de aproximativ 5% pe an. Costul de purificare de 1 m 3 de canalizare (conform întreprinderii) - 4.5 ruble.

La acest și alte întreprinderi au utilizat adsorbant de aluminosilicat activat cu următoarele caracteristici (conform GOST 51641-2000 "Materiale filtrare granuly. Instrucțiuni tehnice generale"): Dimensiune cereale 0.63-2 mm, Greutatea volumului 0,95-1 g / cm 3, măcinarea la 0,5, abrazitabilitatea până la 5, suprafață specifică de lucru9-12 m 2 / g, valoarea minimă a pH-ului de apă de filtrare6.

Concluzii

Experiența exploatării industriale a acestor obiecte arată că procesul tehnologic de tratare a apelor reziduale se caracterizează prin fiabilitate și economie atunci când calitate superioară. De regulă, apele uzate purificate sunt reutilizate pe nevoile tehnologice. Tranziția întreprinderilor la un ciclu închis de alimentare cu apă va îmbunătăți situația de mediu din regiune, va asigura utilizarea rațională a resurselor de apă.

E. G. Petrov, profesor (St. Petersburg universitate de stat Căi de comunicare);
D. S. Kirichevsky, director al Mineratului CJSC Kvant (St. Petersburg)