Известно, что вещества, являющиеся хорошо биологически окисляемыми, обычно плохо адсорбируются, и наоборот, хорошо сорбирующиеся вещества часто оказываются устойчивыми к биоокислению. Благодаря удачному дополнению преимуществ и устранению основных недостатков адсорбции и биологического окисления совместный процесс биосорбции прекрасно зарекомендовал себя для очистки сточных вод различного состава.
Активный уголь регенерируют в основном термическими методами: паром в полочных печах и в печах со взвешенным слоем, либо мокрым окислением.
Отказаться от регенерации сорбентов и тем самым избежать затрат, связанных со стадией регенерации, позволяет замена дорогих угольных адсорбентов различными отходами производства. В качестве таких дешевых сорбентов в системах биологической очистки были предложены природные глинистые материалы, зола из газогенераторов Винклера и другие материалы, обладающие адсорбционными свойствами.
Замена активного угля дешевым отходом производства - золой тепло электростанций -позволила избежать необходимости регенерации адсорбента, а однократная его дозировка предотвратила увеличение зольности активного ила и дополнительную нагрузку на систему насосов. Дополнительные дозы ила в количестве 10…50% использовали лишь в случае значительных залповых возмущений в поступающем потоке, а также при пуске очистных сооружений после длительных простоев по технологическим причинам.
Перспективы практического использования биосорбционных технологий связаны с применением новых эффективных и дешевых сорбционных материалов, развитием исследовательских работ по изучению феномена альтернативных способов регенерации традиционных адсорбентов - активных углей.
Заменой активным углям могут служить буроугольный полукокс, бурый уголь , кокс , торф . Однако следует иметь в виду, что емкость этих адсорбентов существенно меньше, чем у активированных углей, и они могут быть использованы только для очистки сточных вод.
В последнее время появились новые высокоэффективные адсорбенты - углеводородные волокнистые материалы (УВМ). УВМ обладают большим объемом микропор (> 1.5 см 2 /г). Для сравнения у активированного угля АГ-3 объем микропор равен 0.2 см 1т. Структура перового пространства УВМ представляет собой совокупность элементарных волокон толщиной от 1 до 5 мкм, в которых на стадии активации вытравливаются поры размером в пределах 0.5…50 нм. Благодаря такой структуре процесс установления адсорбционного равновесия в УВМ протекает на порядок быстрее, чем в обычных активированных углях.
Прочностные свойства перечисленных выше УВМ невысоки, при эксплуатации УВМ марки АНМ наблюдается суффозия, то есть вынос частиц материала. Карбонетканол - более прочный материал, но пока не налажено его серийное производство.
УВМ еще дороги, но простая электрическая регенерация (причем нагревательным элементом может служить сам материал) делает эти адсорбенты более перспективными, чем активированные угли.
Реализация биосорбционного способа очистки промышленных стоков химической промышленности приведены в таблице 6.[46]
Таблица 6.
Эффективность биосорбционного способа очистки промышленных стоков.
Варианты биосорбционной технологии |
Источник образования сточных вод |
Состав сточной воды, мг/л |
Степень очистки, % |
ПАУ, 0,5 кг/м 3 , однократная дозировка |
Нефтепереработка, органический синтез |
ХПК – 440…1400
СПАВ – 5…5,5
Фенол- 2,3…6,7
Взвешенные вещества-19…39 |
66…92
88…99,9
99,9
67…96,7 |
Зола теплоэлетростанций, 0,5 кг/м 3 , однократная дозировка |
Нефтепереработка, органический синтез |
ХПК – 440…1400
СПАВ – 5…5,5
Фенол- 2,3…6,7
Взвешенные вещества-19…39 |
50,5…87,3
80,5…97,5
99,7
29,3…92,6 |
Зола теплоэлетростанций, 0,4 кг/м 3 , однократная дозировка |
Нефтехимия, производство синтетических каучуков |
ХПК – 180…500
Сульфиды-13…60
СПАВ- 0,4…1,5
Взвешенные вещества- 10…20 |
60…96
99,9
16…40
99,7…99,9 |
Сопоставительный анализ регенеративных методов позволяет заключить следующее. Для очистки больших объемов воды эффективнее используется адсорбционный метод.
Введение мочевины в среду в качестве добавки приводит к снижению концентраций фенола в стоках примерно в 10 раз. Мочевина оказывает селективное ускоряющее воздействие на биоочистку, то есть увеличивается скорость биоразложения только фенола, в то время как на другие компоненты сточной воды заметное влияние не замечено.
|