Адсорбція домішок стічних вод

Адсорбційні методи широко застосовуються для глибокого очищення стічних вод від розчинених органічних речовин після біохімічного очищення, а також у локальних установках, якщо концентрація цих речовин у воді незначна і вони біологічно не розкладаються або є дуже токсичними.

Перевагою методу є висока ефективність, можливість очищення стічних вод, що містять кілька речовин, а також рекуперація цих речовин. Адсорбційне очищення води може бути регенеративне (з вилученням речовини з адсорбенту і його утилізацією) і деструкційне (вилучені з стічних вод речовини знищуються разом з адсорбентом).

Ефективність адсорбційного очищення складає 80-95 % і залежить від хімічної природи адсорбенту, адсорбційної поверхні, хімічної будови вилучення речовини і її стану у розчині. Швидкість процесу адсорбції залежить від концентрації, фізико-хімічної природи і структури розчинених речовин, температури води, типу і властивостей адсорбенту.

У загальному випадку процес адсорбції складається з 3-х стадій:

1) перенесення речовини зі стічної води до поверхні зерен адсорбенту (зовнішньодифузійна область);

2) безпосередньо адсорбційний процес;

3) перенесення речовини всередині зерен адсорбенту (внутрішньодифузійна область).

Оптимальний процес адсорбції доцільно здійснювати при інтенсивних гідродинамічних режимах, щоб він лімітувався у внутрішньодифузійній області, опір якої можна знизити змінюючи структуру адсорбенту та зменшуючи розміри зерна. Для орієнтовних розрахунків рекомендується приймати значення швидкості 1,8 м/год і діаметр зерна - 2,5 мм. При значеннях нижче зазначених, процес лімітується у зовнішньодифузійній області, при більш високих - у внутрішньодифузійній області.

Процес адсорбційного очищення стічної води здійснюють при інтенсивному перемішуванні адсорбенту з водою, при фільтруванні води через шар адсорбенту або на установках періодичної і безперервної дії.

Процес здійснюють в одну або декілька стадій.

де m - витрата адсорбенту; Q - об'ємна витрата стічних вод; С_п і С_к - початкова

і кінцева концентрації забрудненої стічної води; a - коефіцієнт адсорбції.

Витрату адсорбенту на кожну ступінь знаходять за формулою

а необхідну кількість ступенів визначають наступним чином

У динамічних умовах процес очищення здійснюють при фільтруванні стічної води через шар адсорбенту. Швидкість фільтрування залежить від концентрації розчинених речовин і коливається від 2-4 до 5-6 м³/(м^2.год). Адсорбент застосовують у вигляді часток розміром 1,5-5 мм.

Адсорбовані речовини з вугілля вилучають десорбцією за допомогою насиченої або перегрітої водяної пари, або нагрітого інертного газу. Температура перегрітої пари при надлишковому тиску 0,3-0,6 МПа дорівнює 200-300°С, а температура інертних газів 120-140°С. Витрата пари при відгонці легколетких речовини складає 2,5-3,0 кг на 1 кг речовини, для висококиплячих - у 5-10 разів більше. Після десорбції пару конденсують, а речовину вилучають з конденсату.

1.2.3