ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Регенерационные методы переработки отходов из "Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде" Стремление максимально использовать химические соединения, находящиеся в отходах, способствовало широкому применению регенерационных методов переработки отходов. [c.484] Экстракция [5.24, 5.31, 5.33, 5.55]. Метод основан на различной растворимости извлекаемого химического соединения в воде и растворителе, используемом в качестве экстрагента. Чем лучше извлекаемое соединение растворено в экстрагенте, чем больше разница температур кипения между ними, чем более химически устойчиво извлекаемое соединение к экстрагенту и чем меньше оно растворяет в себе экстрагента, тем более эффективен этот метод. Экстрагент должен равномерно распределяться в объеме обрабатываемой воды, обладать высоким коэффициентом распределения, иметь низкую растворимость в воде и отличающуюся от воды плотность. Как правило, применение метода экономически оправдано при концентрациях извлекаемых соединений более 3 кг/м . [c.484] Десорбция (отдувка) примесей [5.28, 5.37, 5.55, 5.58]. Метод основан на удалении органических и неорганических соединений через открытую водную поверхность с использованием инертного газа или воздуха. Десорбция обусловлена более высоким парциальным давлением газа над раствором, чем давление в окружающей атмосфере. Степень удаления соединений из сточных вод зависит от их природы и повышается с ростом температуры раствора и концентрации растворенных солей и с увеличением поверхности контакта фаз. Десорбированное соединение направляется на дополнительную регенерацию путем адсорбции или обезвреживания термическими или химическими методами. [c.485] Эффективность естественной десорбции через 5—6 суток составляет 50—60 %. Как правило, для очистки сточных вод естественная десорбция не применяется из-за загрязнения атмосферного воздуха токсичными соединениями, Десорбцию осуществляют в аппаратах различного типа в токе инертного газа и пара при обычных условиях или при повышенной температуре, под давлением иля в вакууме. Расход газа или пара на отдувку примесей зависит от вида десорбируемых соединений, состава воды и условий ведения процесса. Для удаления СОг из сточной воды расходуется 15—20 м воздуха на 1 м воды при плотности орошения в насадочной колонне 60 м /(м2-ч) для колец Рашига и 40 м /(м Х X ч) для хордовой насадки. При отдувке С5г и ПгЗ оптимальный расход воздуха 10 м /м стока при плотности орошения 12 м7(м Х Хч). При десорбции в вакууме расход воздуха может быть снижен до 3 м /м стока с увеличением плотности орошения до 60 м /(м2-ч). Расход воздуха уменьшается также с повышением температуры стока, подвергаемого очистке. Для десорбции аммиака расход воздуха при 95% извлечении составил 3000 мV(м ч). Самостоятельное применение метода, как правило, не обеспечивает требований санитарных норм. [c.485] Обратный осмос и ультрафильтрование. Метод основан на разделении растворов фильтрованием через мембраны с диаметром пор 1 нм (обратный осмос) и 5—200 нм (ультрафильтрование). Эти мембраны пропускают молекулы воды и непроницаемы для гидратированных ионов солей или молекул недиссоциированных соединений. От обычного фильтрования такой процесс отличается возможностью отделять частицы меньших размеров. Давление, необходимое для очистки методом обратного осмоса, 6—10 МПа, а для ультрафильтрования 0,1—0,5 МПа. В качестве материала мембран используются ацетатцеллюлоза, полиамиды и другие полимеры толщиной 100—200 нм [5.22, 5.24, 5.55, 5.64]. [c.485] Повышение температуры стока до 30—40°С увеличивает производительность мембран за счет снижения вязкости фильтрата. Однако нагрев стока более 40 °С нежелателен, так как прочность мембран нарушается вследствие гидролиза. По отношению к различным ионам селективность мембран характеризуется рядом AI Zn d Mg Са Ва SOT Na F К l Br Г NOa H . Степень извлечения ионов колеблется от 35 до 99,5 %. [c.486] С ростом концентрации разделяемого раствора проницаемость мембран уменьшается, с ростом давления —увеличивается. После процесса очистки получается фильтрат, обедненный на 90—99,5 % исходными соединениями, и концентрат, направляемый на дальнейшую переработку. [c.486] Очистку сточных вод до санитарных норм этот метод самостоятельно чаще всего не обеспечивает. Наиболее целесообразно совмещать его с адсорбцией и ионным обменом. [c.486] Адсорбция [5.24, 5.31, 5.55]. Метод основан на поглощении одного или нескольких компонентов твердым веществом — адсорбентом — за счет притяжения молекул под действием сил Ван-дер-Ваальса. Адсорбционный метод нашел широкое применение в промышленности при регенерации органических растворителей, очистке газов, паров и жидкостей. Достоинство его — возможность адсорбции соединений из многокомпонентных смесей, а также высокая эффективность при очистке низкоконцентрированных сточных вод. В качестве адсорбентов могут служить практически любые твердые материалы, обладающие развитой поверхностью. Наиболее эффективными адсорбентами являются активные угли (АУ). Адсорбент в процессе очистки используется многократно, после чего его подвергают регенерации. При регенерации образуются водные растворы или газы, которые необходимо дополнительно обработать с целью утилизации уловленных соединений [5.32, 5.33, 5.52]. [c.486] Регенерация адсорбента является одним из основных вопросов при адсорбционной очистке, от решения которого зависит возможность применения метода и его стоимость. Для удаления органических веществ с поверхности углей применяют вытеснительную десорбцию. В качестве десорбирующего агента используют воздух, инертные газы, насыщенный и перегретый пар. При использовании воздуха температура не превышает 120—140°С, для перегретого пара 200—300°С, для инертней газов 300—500°С. Соединения удаляют с поверхности активных углей также водными растворами кислот, щелочей и солей. При очистке газов ог соединений фтора адсорбент подвергался регенерации 2—3 % раствором NaOH на 99,5%, 3% раствором Naj Oa —на 60—65 %, 3 7о раствором NH4OH —на 15%, водой —на 18,7%. Потери адсорбента при регенерации—2—4 г/м газа. Расход воды и регенерационного раствора на 1 м адсорбента составил 10 м . [c.486] Расход пара на регенерацию адсорбента обычно составляет 7 кг/кг уловленного соединения. Расход воздуха или инертных га зов на охлаждение и сушку угля 70 mVm угля. [c.486] Скорость адсорбции зависит от концентрации, природы и структуры улавливаемых соединений, температуры, pH среды, вида и свойств адсорбента. В общем случае процесс адсорбции складывается из трех стадий переноса соединения к поверхности адсор--бента, собственно адсорбции, переноса соединений внутри зерна адсорбента. На первой стадии процесс лимитируется скоростью движения очищаемого газа или сточной воды, а на третьей — видом адсорбента и размером его пор, формой и размером его зерен, размером молекул адсорбируемых соединений. [c.487] В промышленности адсорбция осуществляется в аппаратах периодического и непрерывного действия. Интенсификация процессов адсорбции идет по пути использования псевдоожиженного слоя адсорбентов. Так, при очистке сточных вод от фенола в псевдо-ожиженном слое адсорбента 0,8—3 м достигнута производительность 9,2—15 м /(м -ч) при степени извлечения 99,9% и исходной концентрации 1 г/л. [c.487] Скорость установления ионного равновесия зависит от гидродинамического режима, концентрации химических соединений в стоках, структуры зерна ионита. На обменную емкость ионообменных материалов оказывает влияние абсолютная концентрация катионов и анионов, конкурирующих за места в ионите. [c.487] Для очистки газов от анионов кислот нашли применение ионообменные фильтры из волокна ВИОН АП-1. Емкость волокна для НР 10%, скорость газа в фильтре 0,05 м/с. При начальной концентрации 100—250 мг Р/м достигнута степень очистки 95 %. Регенерация фильтров осуществляется водой в количестве 1 м на 3 кг уловленного соединения. [c.488] Использование метода для очистки многокомпонентных газовых смесей, что характерно для химической промышленности, пз-за разных скоростей сорбции и десорбции анионов, чаще всего проблематично. [c.488] Метод применим в основном для очистки сточных вод и газов, не содержащих взвешенных частиц, так как наличие последних приводит к забивке пор смолы, снижению ее емкости и ухудшению процесса очистки. [c.488] Метод позволяет извлечь из воды более токсичные ионы, заменив их менее опасными получить стоки, однородные по катионам и анионам, которые в дальнейшем могли бы быть использованы. [c.488] Абсорбция (физическая) [5.15, 5.31, 5.36, 5.52, 5.53, 5.56]. Метод основан на различной растворимости газов при поглощении одного или нескольких компонентов газовой смеси жидким поглотителем. В качестве поглотителей используется вода, водные растворы солей, а также органические растворители. [c.488] Абсорбционный процесс включает ряд стадий диффузию улавливаемого компонента из газовой смеси к границе раздела газообразной и жидкой фаз диффузию компонента в пленке, сопровождаемую растворением этого компонента в жидкой фазе диффузию компонента от пленки в объем жидкой фазы. В результате образуются насыщенный улавливаемым компонентом жидкий поглотитель и газ, который, как правило, содержит во много раз больше извлекаемого соединения, чем указано в санитарных нормах. [c.488] Вернуться к основной статье