Материалы студентам (рефераты, курсовые, дипломные) » Проект очистки масло-шламовых сточных вод завода Топливная аппаратура электрохимическим методом » Характеристика методов очистки масло-шламовых стоков. » Очистка воды адсорбцией на углях

В большинстве случаев адсорбционной очистки сточных вод используется неизбирательный обратимый процесс физической адсорбции, обусловленной силами межмолекулярного взаимо­действия Ван-дер-Ваальса, протекающий с высокой скоростью. Соединения адсорбируются в недиссоциированном состоянии, физическая адсорбция осложнена физико-химическим взаимо­действием адсорбата (адсорбируемого вещества), адсорбтива (растворителя) и адсорбента.

Адсорбенты, применяемые для очистки воды, должны удов­летворять ряду требований: иметь большую сорбционную ем­кость; обладать высокой механической прочностью; легко реге­нерироваться; иметь низкую стоимость. Большая поверхность адсорбции свойственна веществам и материалам, обладающим сильно развитой пористой структурой или находящимся в тонкодисперсном состоянии.

В процессе очистки сточных вод от ПАВ могут применяться следующие адсорбенты: активированные угли, ионообменные смолы, неорганические осадки, различные сорта ископаемых уг­лей, полимерные сорбенты.

Активированные угли давно известны как эффективные сор­бенты органических веществ из водных растворов. Адсорбенты имеют макро-, переходные и микропоры. Макропоры имеют сред­ний радиус более 10-7 м и удельную поверхность 0,5—2,0 м2/г и не играют заметной роли в сорбционной емкости, являясь транс­портными каналами, по которым адсорбируемые молекулы про­никают вглубь частиц адсорбента. Переходные поры имеют эф­фективные радиусы в интервале от (1,5—1,6)*10-9 до 10-7 м и удельную поверхность 20—100 м2/г и в них адсорбируются ве­щества с крупными молекулами. Средние радиусы микропор ме­нее (1,5—1,6) •100-9 м и удельная поверхность 200—850 м2/г.

По соотношению объемов различных пор активированные угли делятся на следующие типы: первый структурный тип, со­держащий преимущественно тонкие микропоры (менее 2*10-9м); второй структурный тип с размерами пор (2—З)*10-9 м; сме­шанный структурный тип, содержащий в равной степени как микропоры, так и макропоры. Для адсорбции газов предпочти­тельнее угли первого и второго типов, а для очистки сточных вод—третьего типа. Такими углями являются угли марок КАД, БАУ, АР-3, АГ и ряд других.

Если ПАВ не диссоциированы или слабо диссоциированы, то они могут успешно извлекаться углями из сточных вод. По­скольку поверхность углерода электронейтральна, адсорбция на углях определяется в основном дисперсионными силами взаимо­действия. ПАВ, находящиеся в сточных водах в виде ми­целл, сорбируются наиболее полно.

Из многих марок активных углей для очистки сточных вод от ПАВ лучшим считается уголь КАД. Наиболее распростра­ненным методом регенерации углей является термический при температурах 250—400°С с последующей активацией адсорбен­та при температурах 800—900°С в среде азота, углекислого газа или паров воды.

В установках очистки сточных вод адсорбцией на активиро­ванном угле применяется гранулированный уголь. Известны по­пытки заменить его порошкообразным, так как последний в 3— 4 раза дешевле гранулированного. Кроме того, у порошкообраз­ного активированного угля более быстрая кинетика адсорбции вследствие сокращения пути внутренней диффузии молекул ор­ганических веществ и увеличения внешней поверхности. Регене­рация этого угля осуществляется в специальной печи во взве­шенном слое при 650—870°С в течение нескольких секунд при недостатке кислорода. Однако потери порошкообразного угля при регенерации составляет 15%, что в 3 раза выше, чем гранулированого. Стоимость регенерации порошкообразного угля примерно в 2 раза больше, чем гранулированного. Помимо этого возникает много технологических затруднений при работе с по­рошкообразным углем, и в настоящее время предпочтительнее применять гранулированные активированные угли.