ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адсорбционные методы очистки сточных вод из "Очистка сточных вод предприятий хлорной промышленности " В соответствии с данными [44] для адсорбции органических веществ из водных растворов применяются углеродистые пористые материалы (различные типы активированных углей) либо органические синтетические сорбенты. Активированные угли, предназначенные для очистки промышленных сточных вод, должны обладать свойствами, не обязательными для углей, используемых для адсорбции газов и паров растворителей. [c.120] Угли должны быть относительно крупнопористыми, чтобы их поверхность была доступна для веществ, попадающих в отходы. Они должны обладать небольшой удерживающей способностью при регенерации, возможно дольше противостоять истиранию, а также легко смачиваться водой. [c.120] В зависимости от применения активированные угли должны иметь определенный гранулометрический состав. В большинстве случаев желательно, чтобы эти угли (особенно применяемые для регенеративной очистки) обладали минимальной каталитической активностью по отношению к реакциям окисления, конденсации и другим процессам, приводящим к необратимой сорбции либо к обесцениванию извлеченных из сточных вод продуктов. [c.120] В процессах первой группы используют главным образом порошкообразные активированные угли для удаления из растворов красящих и смолообразных веществ [43]. Эти процессы наиболее просты в технологическом оформлении, но менее экономичны. [c.120] Уголь (5—10 г/л) вводят в обрабатываемые растворы и перемешивают в чанах с мешалками в течение 30—40 мин, затем выгружают на фильтр-прессы или нутч-фильтры и после промывки уничтожают. Так как сорбция протекает в статических условпях, уголь насыщается до остаточной концентрации (наименьшей в данном процессе), что, естественно, приводит к увеличению его расхода. Для повышения сорбционной емкости активированных углей используется принцип противотока, создаваемого при последовательном перекачивании жидкостей через ряд емкостей с углем. Но при этом необходимо устанавливать дополнительные баки с мешалками. [c.120] В последнее время вместо порошкообразных углей применяют зернистые. Это особенно целесообразна для второй группы процессов, где предусматривается регенерация адсорбента. Наиболее распространено для этой группы процессов фильтрование жидкости через неподвижный слой адсорбента. [c.120] Основные теоретические предпосылки по динамической адсорбции газов и паров опубликованы в работах [41, 45, 46]. [c.121] В одной из первых работ по динамике сорбции растворенных веществ [47] было показано, что закономерности, установленные для адсорбции газов из потока воздуха, применимы также к процессам фильтрования водных растворов через различные адсорбенты. Однако в отличие от адсорбции в системе газ — твердое тело, где газ-носитель в большинстве случаев сорбируется незначительно, молекулы органических веществ, оседающих в порах твердого поглотителя, должны вытеснять из них молекулы жидкой среды, т. е. адсорбция из растворов всегда является адсорбцией из смеси. Естественно, что адсорбция из жидкой фазы сопровождается значительно большим, чем в газах, сопротивлением внутренней диффузии. [c.121] Существенно различаются коэффициенты диффузии в жидких и газообразных средах. В водных средах коэффициенты диффузии растворенных веществ равны примерно 10 см /с, а в газовых средах— 10 см /с. При фильтровании жидкости через слой адсорбента возможно образование застойных зон (особенно при ламинарном режиме течения), что приводит к увеличению времени, необходимого для установления постоянной скорости продвижения фронта адсорбционной волны. [c.121] Эти различия свидетельствуют о том, что на процесс адсорбции из жидкой фазы значительно большее влияние оказывают гидродинамические факторы и, прежде всего, скорость потока. Существенное влияние на кинетику процесса оказывает также пористая структура активированных углей и главным образом размеры микропор, величина зерен сорбента, молекулярная масса или размер молекул адсорбируемых веществ, вязкость жидкой среды, растворимость и т. д. В связи с этим можно представить трудность математического описания процесса адсорбции, поэтому проекти-ровайие промышленных адсорбционных установок, как правило, осуществляется на основе данных, полученных в лабораторных или полупроизводственных условиях. [c.121] Первые два положения могут быть выполнены при проведении процесса сорбции в динамических условиях, т. е. осуществлении контакта слоя активированного угля с потоком жидкости. При этом полностью извлекается целевой компонент. [c.121] Для создания благоприятных условий массообмена следовало бы использовать в качестве адсорбентов мелкозернпстые угли -с частицами размером 0,5—1,5 мм и вести процесс при высокой скорости потока, однако это связано с техническими затруднениями, в частности с увеличением сопротивления системы, потерями угля и т. д. Поэтому выбор технологической схемы и оптимальных условий процесса осуществляют в зависимости от конкретных условий производств. [c.122] В настоящее время для проведения процессов адсорбции в динамических условиях применяют гранулированные угли, имеющие несколько худшие массообменные свойства, однако позволяющие значительно интенсифицировать процесс. [c.122] При прохождении раствора через слой сорбента по мере насыщения угля фронт адсорбции постепенно перемещается вдоль оси фильтра до тех пор, пока не будет отработана вся масса угля, при этом адсорбент будет насыщен и может наступить проскок растворенного вещества за слоем сорбента. После этого слой угля следует заменить или подвергнуть регенерации. [c.122] Защитное действие такого слоя фильтра зависит от высоты )ильтра, природы растворенной примеси, динамической активности слоя сорбента, скорости фильтрования, размера зерен, площади сечения и т. д. [c.122] При достаточной высоте слоя угля процесс адсорбции протекает в две стадии первая характеризуется формированием фронта адсорбции, вторая — равномерно-поступательным движением его в слое сорбента. Защитное действие (т. е. способность к адсорбционному поглощению) начальных участков слоя, площадь поперечного сечения которого равна 5, выражается кривой, выпуклой частью направленной к оси I (в координатах К/5—1). Здесь V — объем пропущенного раствора. Начиная со слоя высотой 1п, защитное действие каждой единицы высоты является постоянным, что приводит к линейной зависимости между У 8 и L (вторая стадия процесса). [c.122] При прочих равных условиях защитное действие фильтра возрастает при увеличении динамической активности сорбента и способности к адсорбции растворенного вещества. Как известно, динамическая активность слоя сорбента определяется статической активностью сорбента и скоростью сорбции. При повышении температуры статическая активность в большинстве случаев снижается, а скорость сорбции возрастает. [c.122] Из имеющихся в литературе данных можно заключить, что влияние температуры на защитное действие фильтра практически незначительно [49]. При прочих равных условиях защитное действие фильтра, выраженное через объем отфильтрованной воды,, прямо пропорционально площади фильтра. [c.123] Результаты многочисленных исследований указывают на то, что удельная скорость потока и средний размер зерен угля относятся к одним из наиболее важных параметров, определяющих режим динамического поглощения растворенного вещества, а следовательно и защитное действие слоя, и рациональное использование угля в адсорбере [50—52]. При увеличении скорости потока и диаметра зерен сорбента снижается защитное действие фильтра [52]. [c.123] В настоящее время установлено, что при скорости потока У= = 3 см/мин в диаметре зерен й—2,Ъ мм происходит резкое изменение режима динамического поглощения веществ из растворов. При значениях V п й менее указанных скорость проникновения растворенных веществ в зерна больше скорости подачи вещества к зерну, т. е. в данном случае лимитирующую роль играет внешняя диффузия и проскок наступает тогда, когда практически вся поверхность зерен отработана. [c.123] Вернуться к основной статье