2. Отчистка отходящих газов на заводах технического углерода

В промышленном производстве основная причина образования вредных веществ – технологические процессы, связанные с переработкой исходного сырья. Формирующиеся при этом вредные вещества выделяются вместе с отходящими газами в атмосферу, загрязняя ее пылевидными отходами и токсическими соединениями. Для снижения вредных органических, пылевидных и других компонентов отходящих газов в промышленности применяют различные методы их очистки, выбор которых определяется составом и концентрацией газов.

Углерод технический (сажа) – высокодисперсный продукт неполного сгорания или частичного разложения углеводородов, содержащихся в природном и промышленном газах, а так же в нефтяных и каменноугольных маслах. Состоит главным образом из углерода (не менее 90%); содержит 0,3 – 0,8 НІ; до 10% хемосорбированного ОІ; 0,05 – 0,5% минеральных примесей. Средний диаметр частиц (преимущественно сферической формы) 10 – 40 нм; плотность: 0,8 – 1,95 г/смі.

Применяемое в производстве сажи газообразное сырье содержит пыль, влагу, сероводород, нафталин и другие примеси, подлежащие удалению. Операции очистки газа от пыли, смолы и влаги осуществляются чаще всего на установках, где этот газ получается. Для очистки газа от пыли применяются пылеосадительные камеры, принцип работы которых основан на осаждении частиц пыли при изменении скорости или направления газа. Более полная очистка газа от пыли достигается в батарейных циклонах, в которых взвешенные в газе частицы под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам циклона и выпадают в его нижней части. Для очистки увеличенных капель смолы газ пропускают через каплеуловитель, заполненный насадкой. Освобождение газа от паров воды производится путем охлаждения. Очистка газа от нафталина и сероводорода может осуществляться сухими способами (для очистки применяются твердые вещества) и мокрыми способами (для очистки применяются растворы).

При очистке коксового газа от паров нафталина используют каменноугольное или соляровое масло. Очистка коксового и естественного газа от сероводорода может осуществляться твердыми поглотителями – гидратом окиси железа (являющимся составной частью болотной руды) в присутствии гашеной извести. Наиболее распространенными методами очистки газа, используемого для производства сажи, являются этаноламиновый и мышьяково-содовый. При очистке газа от сероводорода этаноламиновым способом одновременно с сероводородом улавливается и двуокиси углерода, наличие которой в газе отрицательно сказывается на процессе сажеобразования.

3. Оборудование для биохимических методов очистки. Биофильтры

Основным элементом биофильтра является фильтрующий слой, обеспечивающий сорбцию компонентов очищаемой воздушной смеси и последующую деструкцию их микроорганизмами, находящимися в этом слое. В качестве материала фильтрующего слоя используют компост, торф, опилки, овощные очистки и другие материалы природного происхождения, содержащие минеральные вещества, необходимые для питания микроорганизмов. При этом оптимальное содержание влаги в фильтрующем слое составляет от 40 до 60% от веса материала носителя. Фильтрующий слой может также содержать различные добавки, улучшающие его пористость /пористые стеклянные, фарфоровые или полиэтиленовые гранулы/ и сорбционные свойства /активированный уголь/ и/или обеспечивающие поддержание постоянства pH в фильтрующем слое /известняк, мел.

Принцип действия биоскруббера отличается тем, что абсорбция примесей, подлежащих удалению из очищаемого воздуха и их разложение с участием микроорганизмов, осуществляются последовательно в различных аппаратах. Так, в абсорбере происходит переход загрязняющих примесей и кислорода из воздуха в воду. Воздух из абсорбера выходит очищенным, а загрязненная вода поступает в аэротенк, где происходит ее микробиологическая регенерация. Прошедшая стадию биологической очистки вода подвергается фильтрации для отделения основной массы клеток и вновь подается в абсорбер.

Принцип действия биореактора с омываемым слоем заключается в том, что очистка загрязненного воздуха от примесей происходит во время прохождения воздушного потока через слой биокатализатора, представляющего собой носитель, покрытый биопленкой, образованной микроорганизмами на его поверхности, и помещенный на поддерживающие полки, установленные в специально изготовленном корпусе и орошаемые водой или минеральным раствором, содержащим необходимые для микроорганизмов элементы

Биофлуид Е Для небольших расходов, где приток сточных вод имеет большой коэффициент неравномерности поступления, мы предлагаем комбинацию: первичный отстойник - погружной биофильтр - вторичный отстойник. В погружном биофильтре биологическая пленка располагается на пластмассовых дисках с развитой поверхностью, которые надеты на ось на расстоянии от 1 до 2 см друг от друга. Вместо дисков могут использоваться пластмассовые элементы различных форм. Процесс очистки происходит следующим образом: ось с дисками находится в постоянном медленном вращении, таким образом, что часть диска периодически смачивается сточной водой, то есть микроорганизмы биопленки, образовавшейся на дисках, периодически получают питание из сточной жидкости, а периодически - кислород. Потребление электроэнергии таким биофильтром невелико. Стоимость его строительства сравнима со стоимостью строительства биофильтров других конструкций. Применение погружных биофильтров возможно при осуществлении процессов нитрификации и денитрификации. При этом нитрификация проводится в аэробном режиме (Биофлуид Е-N). Денитрификация осуществляется, к примеру, в тех случаях, когда погружной биофильтр полностью покрыт водой и расположен перед обычным биофильтром (Биофлуид Е-DN). АЧБ

Для больших объектов (и больших расходов) более рациональным является схема: первичный отстойник - аэротенк - вторичный отстойник. Очистка сточных вод в аэротенках происходит за счет смешивания сточных вод с возвратным активным илом из вторичного отстойника и зоны аэрации. Бактерии, находящиеся в хлопьях ила, поглощают растворенные вещества органические загрязнения и оседают во вторичном отстойнике. После осаждения во вторичном отстойнике активный ил опять направляется в аэротенк для осуществления процесса очистки. Так как бактерии размножаются очень быстро, то при большой нагрузке на сооружение концентрация активного ила становится очень большой, поэтому избыточный активный ил необходимо периодически удалять. Он отводится к первичному отстойнику, где смешивается с сырым осадком и далее осадочная смесь направляется на сооружения обезвоживания и утилизации осадка (например, установки OZK). В противоположность биофильтрации аэрация, рециркуляция и смешивание сточных вод с активным илом в аэротенке происходят искусственным путем. К аэротенку подводятся сточные воды, возвратный активный ил и воздух. Методы подвода могут быть весьма разнообразны. Воздух подводится ко всему резервуару; если возможно управление подачей кислорода, то необходимо подавать в начале сооружения большее количество кислорода и меньшее - в конце сооружения. Системы аэрации в АЧБ пневматические. Сжатый воздух подается в сооружение под давлением через пористые аэраторы.

Список литературы

1. Варенков А. Н., Костиков В. И. Химическая экология и инженерная безопасность металлургических производств: Учебное пособие. – М.: Интернет Инжиниринг, 2000. – 382 с.

2. Загрязнение атмосферного воздуха. Окружающая среда. Энциклопедический словарь-справочник. Т. 1, 2. М.: Прогресс, 1999 г.

3. Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П. Экология. – М.: Издательский дом «Дрофа», 1995 г.

4. Чернова Н.М., Былова А.М., Экология: Учебное пособие. – М.: Просвещение, 1988 г.

5. Чуйкова Л. Ю. «Общая Экология» – М.: Астрахань, 1996 г.

Размещено на Allbest.ru