Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Перегонка, ректификация и эвапорация для очистки воды



Для очистки сточных вод применяют простую перегонку, перегонку с водяным паром или инертными носителями, азеотропную перегонку и ректификацию в присутствии перегретого водяного пара. Специфичность процесса очистки сточных вод этими методами обуславливается относительно малыми концентрациями примесей и необходимостью практически полного выделения их из сточных вод.

Простую перегонку проводят в установке периодического или непрерывного действия путем постепенного испарения сточной воды, находящейся в перегонном кубе. Образующиеся пары конденсируются в конденсаторе-холодильнике, и дистиллат поступает в сборник. Применяют ее для очистки сточных вод от примесей, температура кипения которых значительно ниже температуры кипения воды (ацетон, метиловый спирт и т.п.). Для очистки сточных вод от многих органических соединений можно использовать простую и азеотропную ректификацию. Простую ректификацию проводят в ректификационных колоннах тарельчатого или насадочного типа. Сточная вода в жидкой фазе подается на верхнюю тарелку (или насадку) такой колонны, с которой отводятся пары, являющиеся конечным продуктом (органические примеси воды - бензол, хлорбензол, бутилацетат и др.). Сточная вода с нижней тарелки колонны поступает в парциальный кипятильник, в котором за счет подачи тепла подвергается частичному выкипанию, образуя поток паров, возвращающихся в колонну в качестве парового орошения. Остальная часть очищенной воды отводится в качестве конечного продукта.

При азеотропной ректификации применяется разделяющий компонент, который образует с одним из компонентов сточной воды азеотроп (желательно гетерогенный) с минимальной температурой кипения. В результате отгоняется более летучая азеотропная смесь, а в кубовом остатке содержится практически чистый второй компонент (вода). Разделяющий азеотропный агент подается в колонну азеотропной ректификаци сверху, откуда и удаляется азеотропная смесь, направляемая на расслаивание в сепаратор, из которого азеотропный агент вновь подается в колонну ректификации. Извлеченный компонент после расслаивания в сепараторе поступает в отгонную колонну для очистки от растворенного в нем азеотропного агента.

Пароциркуляционный метод (эвапорация или отгонка с водяным паром) заключается в ректификации сточных вод в отгонной (отпарной) колонне с использование циркулирующего водяного пара и последующей отмывке абсорбцией (регенерации) циркулирующего пара с помощью щелочи или других реагентов.



Пароциркуляционный метод применяется в основном для отгонки из сточных вод органических веществ, являющихся слабыми электролитами. В основе эвапорационного метода очистки лежит закономерность распределения малых концентраций веществ между жидкой и паровой фазами, согласно коэффициенту распределения К:

К = Спв ,

где Сп, Св - концентрации примеси соответственно в паре и воде.

 

15.Электрохимические методы очистки воды: электрокоагуляция, электрофлотация, электрохимическое окисление и восстановление, электродиализ.

Электрохимические методы позволяют извлекать из воды ценные продукты при относительно простой автоматизированной технологической схеме очистки, без использования химических реагентов. Недостатки - большой расход электроэнергии и металла, загрязнение поверхности электродов, что требует их очистки.

В процессе электрохимической очистки токсичные вещества могут превращаться в нетоксичные или малотоксичные соединения, переходить в газообразное состояние, выпадать в осадок, флотироваться в виде пены, осаждаться на катодах (металлические осадки).

Метод очистки сточных вод в электролизере с растворимыми электродами называется электрокоагуляцией. Для изготовления анодов используют железо (сталь), алюминий, магний. При наложении электрического поля металлический анод растворяется, на нем выделяются пузырьки кислорода:

Ме ® Меn+ + nе, 2Н2О ® О2­ + 4Н+ + 2е,

на катоде происходит преимущественно разряд молекул воды и выделение водорода:

2О + 2е ® Н2­ + 2ОН.

Выделяющиеся на электродах пузырьки газа флотируют примеси и одновременно с электрокоагуляцией идет процесс электрофлотации. Перешедшие в воду катионы металла, железа или алюминия, встречаясь с гидроксильными группами, образуют гидроксиды металлов в виде хлопьев, наступает интенсивная коагуляция:



Меn+ + nОН ® Ме(ОН)n.

Одновременное образование хлопьев коагулянтов и пузырьков газа определяет совместное протекание процессов коагуляции и флотации, поэтому такие установки называются электрокоагуляционно-флотационными.

В процессах электрохимического окисления вещества, находящиеся в сточной воде, полностью распадаются с образованием СО2, NH3 (или N2 ) и воды или образуют простые и нетоксичные вещества, которые можно удалить другими методами. При электрохимическом восстановлении на катоде могут быть рекуперированы металлы.

Процесс очистки сточных вод электродиализом основан на разделении ионизированных веществ под действием электродвижущей силы, создаваемой в растворе по обе стороны мембран. Электродиализ осуществляется в многокамерных электродиализаторах под действием постоянного электрического тока, направленного перпендикулярно плоскости мембран. В простейшем случае электродиализатор состоит из двух-трех камер, отделенных одна от другой диафрагмами. Одна мембрана - анионитовая, отделяет камеру, где помещают анод, другая катионитовая, камеру с катодом. Мембраны для электродиализа изготовляют в виде гибких листов прямоугольной формы или рулонов из термопластичного полимерного связующего и порошка ионообменных смол. Катоды и аноды изготовляют из стойких к окислению материалов: платины, магнетита, графита, платинированного титана.

 

16.Термическое концентрирование минерализированных сточных вод.

Для концентрирования растворов в промышленности используют термическое концентрирование в выпарных установках: одно- и многоступенчатых с выпарными аппаратами различных конструкций, с естественной и принудительной циркуляцией.

В установках вымораживания концентрирование минерализо-ванных вод основано на том, что концентрация солей в кристаллах льда значительно меньше, чем в растворе и процесс вымораживания заключается в том, что при температуре ниже температуры замерзания чистая вода образует кристаллы пресного льда, а рассол с растворенными в нем солями размещается в ячейках между этими кристаллами.

Кристаллогидратный процесс состоит в концентрировании воды с гидратообразующим агентом (аммиак, пропан, хлор, фреоны, СО2 и др.) и образовании кристаллогидратов. При переходе молекулы воды в кристаллогидраты концентрация растворенных веществ в воде повышается. При плавлении кристаллов образуется вода, из которой выделяются пары гидратообразующего агента. Процесс может происходить при температуре ниже и выше температуры окружающей среды, в первом случае необходимо применение холодильных установок, во втором - нет.

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!