Ім'я файлу: ргз_колісник_хт119а.docx
Розширення: docx
Розмір: 71кб.
Дата: 14.05.2023
скачати
Пов'язані файли:
Види досліджень у педагогіці.odt

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦИОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

« ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ »
Кафедра Хімічної технології неорганічних

речовин, каталізу і екології
розрахункове завдання

з дисципліни:

«ТЕХНОЛОГІЇ ПИТНОЇ ВОДИ ТА ВОДОПІДГОТОВКА У ВИРОБНИЦТВАХ НЕОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН»




Виконала студентка групи: ХТ-119а Колісник Анна Юріївна

Викладач: Кобзев Олександр Вікторович


Харків 2022

Зміст

  1. Вступ…………………………………………………………………2

  2. Методи очищення води від фосфатів……………………………...3

  3. Опис технологічної схеми………..……………………….………4-7

  4. Літературні джерела………………………………………………...7

Вступ

Технологічні процеси очищення стічних вод від неорганічних забруднень часто ускладнюються фактом наявності у стічних водах кількох речовин, які можуть ускладнювати процес адсорбційного очищення води. Часто саме такі причини визначають необхідність застосовувати модифіковані сорбенти.

Сьогодні фосфати є чи не найнебезпечнішим компонентом, що спричиняє погіршення якості природних вод. Враховуючи те, що адсорбційні технології уможливлюють вилучати навіть слідові концентрації забруднень, важливим є підбір селективного сорбенту для поглинання фосфат - іона.

Природні цеоліти, зокрема клиноптилоліт різних родовищ, добре зарекомендували себе як іонообмінні матеріали та сорбенти для очищення природних і стічних вод. Клиноптилоліт застосовують для дезактивації радіоактивних стічних вод від 137Cs, 90Sr, 60Co, 144Pr, 144Ce (при цьому обмінна ємність клиноптилоліту щодо важких металів у 30 разів вища за іонообмінні смоли).

Методи очищення води від фосфатів

В наш час існує велика кількість різноманітних методів видалення фосфатів зі стічних вод. Фосфати можуть бути видалені такими методами :

  • Хімічними;

  • Фізико-хімічними;

  • Біологічними;

  • Комбінованими.

Для очищення стічних вод промислових підприємств від фосфатів необхідний комплексний підхід. Як було сказано вище, стічні води мають різний хімічний склад. Але жоден з методів не дає змоги повністю вилучити фосфати із стічної води. Найприйнятнішим з точки зору технології та ресурсозбереження є вилучення фосфатів за допомогою природних сорбентів . Для вилучення фосфат-іона доволі ефективними є цеоліти, проте встановлено, що поглинання фосфатів відбувається за механізмом хемосорбції після співосадження вивільнених за рахунок іонного обміну катіона фосфатної солі на обмінні катіони цеоліту – Ca2+ та Mg2+, за схемою:





Отже, утворення нерозчинних солей фосфатної кислоти забезпечує ефективне виділення фосфат-іона.

Опис технологічної схеми

Основні вимоги, які ставляться до схем очищення стічних вод із застосуванням фізикохімічних методів очищення – ефективність очищення і економічність проектів каналізаційних очисних споруд, відповідність сучасним вимогам охорони довкілля.



Технологічна схема адсорбційного вилучення фосфатів модифікованим сорбентом:

1-1– вихідна вода на очищення; 1-2 – вода після очищення на скидання або повторне використання; 1-3 – вода; 2-1 – мулова вода; 3-1 – ущільнений осад; 4-1 – неущільнений осад; 5-1 – NН4OH; 6-1 – NаOH; 7-1 – аміачна вода; 8-1 – аміачно-повітряна суміш; 9-1 – СІ2; 10-1 – осад; 11-1 – повітря; 1, 14 – грати; 2 – пісковловлювач; 3 – флотатор; 4 – фільтр з піщаним і керамзитовим завантаженням; 5 – резервуар фільтрованої води; 6 – повітродувка; 7 – адсорбер з цеолітовим завантаженням; 8, 20 – змішувач; 9 – витратні баки реагентів; 10 – резервуар з рідким хлором; 11 – контактний резервуар; 12 – резервуар для збору промивної води фільтрів; 13 – осадоущільнювач; 15 – центрифуга; 16 – транспортер; 17 – бункер осаду; 18 – резервуар для NН4OH; 19 – бак їдкого натру; 21 – відстійник; 22 – градирня; 23 – абсорбер; 24 – бункер з аміачною водою; 25 – резервуар з водою; Н1-6 – насос

Були розроблені комплекси очисних споруд продуктивністю 10 тис. м 3 на добу із застосуванням фізико-хімічних методів глибокого очищення побутових і близьких за складом забруднень промислових стічних вод, включаючи очищення від фосфорних сполук, за таких вихідних даних і вимог:

– концентрація забруднень, що поступають на очищення стічних вод за БСКповн – до 500 мг/л, за ХСК – 700 мг/л, за завислими речовинами – 500 мг/л, за загальним фосфором – 20 мг/л, за загальним азотом – 50 мг/л;

– концентрація забруднень очищених стоків не повинна перевищувати за БСКповн і завислими речовинами – 8мг/л, ХСК – 50 мг/л, загальним фосфором – 20 мг/л, загальним азотом – 25 мг/л

– концентрація забруднень, що поступають на очищення стічних вод за БСКп, – до 500 мг/л, за ХСК – 700 мг/л:

– за завислими речовинами – 500 мг/л,

– за загальним фосфором – 20 мг/л,

– за загальним азотом – 50 мг/л.

Концентрація забруднень очищених стоків не повинна перевищувати за БСКп і завислими речовинами 8 мг/л, ХСК – 50 мг/л:

– загальним фосфором – 20 мг/л.

Стічна вода поступає на грати (1), де відбувається очищення від грубодисперсних частинок розмірами м. З метою захисту тонкошарових відстійників та ступені. На першому ступені встановлені вертикальні грати з прозорами 16 мм, на другому ступені – самоскидальні струнні грати з прозорами 10 мм. Потім у тангенціальному пісковловлювачі (2) вода очищається від дрібнодисперсних частинок розмірами м. Після попереднього видалення частинок, які осідають у полі сил гравітації передбачається флотація у флотаційному апараті (3). Цей метод дає змогу очистити стічну воду від частинок розмірами м, що здійснюється за допомогою повітря, яке подається із повітродувки (6). Штучно створений у рідкому середовищі висхідний потік газових пухирців захоплює і відносить з собою до поверхні рідини частинки жиру, суспензії , утворюючи шар піни. Піна видаляється з поверхні рідини на подальшу обробку.

Проведені дослідження показали, що цей метод дає ефект очищення від жирів на 90 – 95%, від завислих речовин – 90 – 96%.

Стічні води у процесі освітлення звільняються не тільки від осідаючих завислих частинок, але і від колоїдних забруднень, а також від частини розчинених органічних забруднень.

З флотатора вода за допомогою насоса подається на фільтри з піщаним завантаженням, які призначені для затримання пластівців і залишкових забруднень. Напрямок фільтрації знизу вверх, промивка фільтрів водоповітряна. Очищення стоків від розчинених органічних сполук передбачене на фільтрах з керамзитовим завантаженням (4). Для створення у завантаженні аеробних умов і стійкої біологічної плівки стічну воду насичують повітрям за допомогою плвітродувки (6) шляхом аерації верхнього шару води над завантаженням .Система аерації виконана з поліетиленових труб з отворами, направленими вгору. Після фільтрів з пористим завантаженням вода самопливом поступає у резервуар від фільтрованої води (5).

Для зниження концентрації фосфатів до ГДК = 4 мг/л вода сампливом поступає в адсорбер (7), завантажений клиноптилолітом. Як завантаження застосовується модифікований цеоліт. Модифікацію здійснюють перед технологічним процесом очищення купрум сульфатом. У нашому випадку пропонується застосовувати відпрацьований сорбент після очищення води від іонів важких металів, наприклад. Стічних вод гальванічних цехів. Розмір фракції роздробленого цеоліту повинен становити 1 – 2 мм. Швидкість фільтрування – 5 /год; висота шару завантаження – 1,5 м . Тривалість роботи фільтрів до виведення на регенерацію – дорівнює 5 , 7 діб. Фільтрація здійснюється зверху вниз.

Дезінфекція очищеної води передбачена рідким хлором. Розрахункова доза активного хлору – 3 г/ . Хлорна вода подається з резервуара (10) і через витратні резервуари (9) у змішувач (8). Знезараження відбувається 20 хв. Вода самопливом поступає у контактний резервуар і може бути скинута у водоймище або повторно використана для промислових цілей.

В процесі роботи адсорбційної установки, що входить до технологічної схеми, відбувається насичення активних центрів цеоліту фосфатами, що призводить до проскакування забруднювальних речовин. Для відновлення сорбційних властивостей цеоліту необхідною умовою є регенерація сорбенту.

Завантаження іонообмінних фільтрів, що вичерпало обмінну здатність,регенерують 10 % розчином , двічі пропускаючи його через шар завантаження за допомогою насоса , після цього сорбент може повторно використовуватися для очищення стічних вод гальванічних цехів, а розчинні фосфати можуть утилізовуватися, наприклад, для сільськогосподарських потреб.

Приготування розчину здійснюють у резервуарі (18):



Перед регенерацією завантаження фільтрів розпушують зворотним потоком води ,а після регенерації відмивають фільтрованою водою, яка подається із резервуара (25) насосом . Для відновлення і повторного використання відпрацьованого регенераційного розчину його підлужують каустичною содою (NaOH), яка надходить із бака (19) у змішувач (20) для перемішування, та подають у відстійник регенераційного осаду (21). Із змішувача розчин за допомогою поступає на грати (14), де від нього відділяється осад карбонату кальцію, і та який подають на центрифуги (15) для обробки разом з осадом з осадоущільнювача (13). Пісок з піскоущільнювача ерліфтами подається у бункер для піску. Осад з осадоущільнювача зневоднюється на центрифугах та подається у бункер (16).

Відстояний розчин солі подається на вентиляторну градирню (22), де з нього видаляється аміак. Вільний від аміаку розчин повторно використовується для регенерації клиноптилолітового завантаження, а аміак поглинається водою в обсорбері (23). Аміачна вода збирається у бункері (24) і за потреби подається у (18) для приготування регенераційного розчину.

Мулова вода від осадоущільнювача, зливна вода від бункерів, фугат від центрифуг і вода після промивання фільтрів з бака (12) подаються в головну споруду.

Літературні джерела

  1. Акулова А.В. Адсорбційне очищення стічних вод від сполук фосфору / А.В. Акулова, В.В. Сабадаш // Матер. І Міжнар. наук.-практ. конф. “Екологічна безпека як основа сталого розвитку суспільства”. – Львів: ЛДУ БЖД, 2012. – С.194–196

  2. Сабадаш В.В. Модифікування природних цеолітів іонами металів для інтенсифікації процесу адсорбції фосфатів зі стічних вод / В.В. Сабадаш, А.В. Акулова // Матер. Всеукр. наук.-техн. конф. “Актуальні проблеми харчової промисловості”. Тернопіль, 8–9 жовтня, 2013. – Тернопіль: Вид. ТНТУ, 2013. – C. 176–177.

  3. Акулова А.В. Адсорбційне очищення стічних вод від сполук фосфору / А.В. Акулова, В.В. Сабадаш // Матер. 5-ї Міжнар. студ. наук.-практ. конф. .– Львів – 2012. – С. 8–9.

скачати

© Усі права захищені
написати до нас