- •Учебно-методические разработки для самостоятельной работы студентов по курсу «Теоретические основы защиты окружающей среды»
- •Часть II
- •Специальные методы очистки сточных вод и основные методы сепарации твердых отходов
- •Введение
- •Глава 1. Химические методы очистки сточных вод
- •1.1 Нейтрализация
- •1.1.1. Нейтрализация смешиванием
- •1.1.2. Нейтрализация добавлением реагентов
- •1.1.3. Нейтрализация фильтрованием кислых вод через нейтрализующие материалы
- •1.2. Нейтрализация кислыми газами
- •1.2.1. Окисление и восстановление
- •1.2.2. Окисление пероксидом водорода
- •1.2.3. Окисление кислородом воздуха
- •1.2.4. Озонирование
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2. Явление осмоса и его использование при очистке сточных вод
- •2.1. Осмотическое давление
- •2.2. Биологическая роль осмотического давления
- •2.3. Законы осмотического давления
- •2.4. Термодинамика осмотического давления
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Физические основы электродных процессов при очистке сточных вод от примеси
- •3.1. Явления электролиза, поляризации и перенапряжения
- •3.1.1 Электролиз
- •3.1.2. Кривая напряжения
- •3.1.3. Электродвижущие силы разложения
- •3.1.4. Потенциал разложения
- •3.1.5. Концентрационная поляризация
- •3.1.6. Деполяризация
- •3.1.7. Перенапряжение
- •3.2. Электрокапиллярные явления
- •3.2.1. Зависимость поверхностного напряжения от заряда
- •3.2.2. Влияние адсорбции на электрокапиллярную кривую
- •3.2.3. Проблема абсолютных потенциалов
- •3.3. Электрокинетические явления
- •3.3.1. Диффузионный двойной слой и электрокинетический потенциал
- •3.3.2. Емкость двойного слоя
- •3.3.3. Электроосмос
- •3.3.4. Потенциал течения
- •3.3.5. Электрофорез
- •3.3.6. Потенциалы осаждения
- •3.4. Электрохимические методы очистки сточных вод
- •3.4.1. Анодное окисление и катодное восстановление
- •3.4.2. Электрокоагуляция
- •3.4.3. Электрофлотация
- •3.4.4. Электродиализ
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4. Физические основы процессов переработки твердых бытовых отходов
- •4.1. Процессы измельчения и дробления
- •4.1.1. Назначение операций дробления и измельчения
- •4.1.2. Степень дробления и измельчения
- •4.1.3. Стадиональность и схемы дробления и измельчения
- •4.1.4. Удельная поверхность диспергированного материала
- •4.1.5. Современные представления о разрушении твердого материала
- •4.1.6. Механические свойства твердых тел при простых видах деформации
- •4.1.7. Законы дробления
- •4.1.8. Способы дробления, классификация машин для дробления и измельчения
- •4.2. Процесс грохочения
- •4.2.1. Основные понятия и назначение грохочения
- •4.2.2. Просеивающая поверхность
- •4.2.3. Способы определения гранулометрического состава
- •4.2.4. Ситовый анализ
- •4.2.5. Характеристики крупности
- •4.2.6. Аналитическое представление характеристик крупности
- •4.2.7. Дифференциальные функции распределения по крупности
- •4.2.8. Вычисление поверхности и числа частиц по уравнениям суммарной характеристики крупности
- •4.2.9. Эффективность процесса грохочения
- •4.2.10. «Легкие», «трудные» и «затрудняющие» частицы
- •4.2.11. Вероятность прохождения частиц через отверстия сита
- •4.2.12. Факторы, влияющие на процесс грохочения
- •4.3. Электромагнитная сепарация. Физические основы процесса
- •4.4. Электростатическая сепарация. Физические основы процесса
- •4.5. Электродинамическая сепарация
- •4.6. Сепарация твердых материалов по коэффициенту трения
- •4.7. Сепарация на основе явления смачиваемости
- •4.8. Аэросепарация
- •4.9. Составление балансной схемы переработанного твердого сырья
- •4.9.1. Баланс материалов при переработке твердых отходов
- •4.9.2. Технологические и технико-экономические показатели переработки твердых отходов
- •Контрольные вопросы
- •Варианты домашнего задания по курсу «Теоретические основы защиты окружающей среды»
- •1. Отстаивание, сгущение, осветление.
- •2. Флотация
- •3. Экстракция
- •4. Дробление и грохочение
- •5. Измельчение и классификация
- •6. Магнитное и электрическое разделение
- •Примеры выполнения домашних заданий
- •Темы заданий для курсовых работ по курсу «Теоретические основы защиты окружающей среды»
- •Пример выполнения курсовой работы
- •Литература
- •Оглавление
- •Глава 1. Химические методы очистки сточных вод 6
- •Глава 2. Явление осмоса и его использование при очистке сточных вод 20
- •Глава 3. Физические основы электродных процессов при очистке сточных вод от примеси 31
- •Глава 4. Физические основы процессов переработки твердых бытовых отходов 73
Контрольные вопросы
Что понимается под процессом электролиза?
Какие химические процессы протекают на катоде?
Какие химические процессы протекают на аноде?
Всегда ли обратимы процессы электролиза?
Что понимается под электродвижущей силой разложения?
Что такое явления поляризации в гальванической цепи?
Что понимают под электродвижущей силой разложения? Совпадает ли электродвижущая сила разложения по величине с электродвижущей силой элемента? Если нет, то почему? Если да, то почему?
Что понимает под потенциалом разложения? В каких случаях разность потенциалов равна электродвижущей силе разложения?
Что такое концентрационная поляризация?
Какие явления называется деполяризацией гальванического элемента?
Что понимается под термином перенапряжения?
Как зависит поверхностное натяжение от заряда на границе между двумя средами?
Что такое электрокапиллярная кривая?
Как абсорбция влияет на электрокапиллярную кривую?
Как на границе раздела двух фаз возникает двойной электрический слой, какое он имеет строение и как связан с электрокинетическим потенциалом?
Как можно определить емкость двойного электрического слоя?
Какое явление называется электроосмосом?
Что такое потенциал течения?
Что понимают под явлением электрофореза?
Что понимают под потенциалом осаждения и может ли это явление найти применение технологии очистки сточных вод?
Перечислите, какие электрохимические процессы широко используются в промышленности для очистки сточных вод?
Приведите пример процессов анодного окисления и катодного восстановления при очистке сточных вод. Можно ли в качестве источника питания для проведения этих процессов использовать источник питания переменного тока?
В чем заключается процесс электрокоагуляции?
В чем достоинство и недостатки процесса электрокоагуляции при очистки сточных вод?
Какой процесс более выгоден коагуляции или электрокоагуляции? Изложите свои соображения.
Что такое процесс электрофлотации и как это процесс используется при очистки сточных вод?
Почему процесс электрофлотации используется для очистки сточных вод? Почему этот процесс позволяет удалять самые мелкие частицы?
Что понимается под процессом диализа?
Что понимается под процессом электродиализа?
В каких аппаратах проводиться процесс электролиза?
Как этот аппарат устроен?
Глава 4. Физические основы процессов переработки твердых бытовых отходов
4.1. Процессы измельчения и дробления
4.1.1. Назначение операций дробления и измельчения
Дробление и измельчение - процессы уменьшения размеров материалов путем разрушения их действием внешних сил, преодолевающих внутренние силы сцепления, связывающие между собой частицы твердого вещества. Принципиально процессы дробления и измельчения не различаются между собой. Условно считают, что при дроблении получают продукты преимущественно крупнее, а при измельчении мельче 5 мм. Для дробления применяют дробилки, а для измельчения - мельницы.
Дробление и измельчение в промышленности являются подготовительными операциями (перед обогащением природных твердых тел или в технологическом процессе материала заданной крупности) и имеют своим назначением разъединение (раскрытие) частичек материала, тесно переплетенных и спресовавшихся между собой. Чем полнее раскрываются (освобождаются одна от другой) частички материала при дроблении и измельчении, тем успешнее последующие технологические процессы.
Иногда частички природных материалов, составляющие куски твердого тела, обладают различными физико-механическими свойствами. После дробления или измельчения таких материалов в специально подобранных условиях одни, более твердые и прочные материалы будут представлены крупными кусками, другие, хрупкие и менее твердые - кусками значительно меньшего размера. Последующий рассев дробленого продукта позволяет отделить одни материалы от других, т. е. произвести более или менее совершенное разделение. Дробление или измельчение в этом случае имеет значение обогатительной операции и называется избирательным дроблением.
Крупность частиц, до которой надо дробить или измельчать исходный материал в частности перед обогащением, определяется размером вкрапленности полезного продукта и процессом, принятым для обогащения данного компонента. Эта крупность устанавливается опытным путем при исследованиях обогатимости каждого продукта.
Дробление применяется не только на обогатительных фабриках. Дроблению и измельчению подвергают различные материалы, используемые в технологических процессах порошковой металлургии: уголь или сланец на электростанциях, сжигающих топливо в пылевидном состоянии; уголь на коксохимических заводах перед коксованием; известняки и доломиты, используемые в качестве флюсов на металлургических заводах; камень с целью приготовления щебня для промышленного и дорожного строительства и т. д. В этих случаях продукты дробления и измельчения используются непосредственно, и процесс дробления имеет самостоятельное значение. Крупность получаемых при этом продуктов устанавливается исходя из требований технологии потребляющих производств.