23 Застосування адсорбційних методів обробки води.Назвіть адсорбенти, які застосовують у процесах водоподготовки.

Адсорбцией называется концентрирование вещества на границе раздела фаз или в объёме пор твёрдого тела. В процессе адсорбции участвуют минимум как 2 агента.Сущность метода заключается в следующем: при контакте жидкости с твёрдым телом молекулы жидкости могут переходить на поверхность этого тела и удерживаться на ней.

В водоподготовке используют сорбенты как гидрофобные, так и гидрофильные. Гидрофобные: различные марки углей и активированных углей

Гидрофильные: природные алюмосиликаты, силикогели, цеолиты.

Метод адсорбции применяют для удаления из воды примесей 3 группы классификации Кульского.

- углевание прир. воды с целью удаления окрашенных соединений

- дезодарация и дехлорирование в процессах водоподготовки питьевой воды.

- для извлечения ценных органических компонентов

- для доотчистки биологических очищенных сточных вод и для доочистки после экстракции.

24 Триступенева схема знесолення води.

Конструкції зворотньоосмотичних установок вибирають залежно від якості солоної води, конструкції апаратів та вартості електроенергії.Багатоступінчасті схеми використовують з витратою фільтрату першого ступеня як вихідну воду в наступних ступенях.Триступеневу схемою можна застосовувати для різних потреб і отримувати воду різної якості – від питної до знесоленої.

Вихідну солону природну воду хлорують і подають у фільтр, очищена вода направляється в зворотньоосмотичний апарат першого ступеня. З нього опріснена вода зливається у проміжний бак, звідки частина води подається споживачу, а решту – для знесолення в другому ступені. Фільтрат із 2-го ступеня надходить у місткість, звідки частково подається споживачеві, а решта – на 3-й ступінь – фільтр змішаної дії.ФЗД дає змогу отримувати глибокознесолену воду.

25. Обгрунтуйте вибір і наведіть конструкції апаратів адсорбційної очистки води

У різноманітних варіантах технологічних схем з використанням адсорбції застосовують головним чином три типи масообмінних апаратів, які принципово різняться умовами контакту адсорбенту та очищуваної води: з щільним нерухомим шаром, псевдозрідженим шаром та примусовим перемішуванням (механічним або пневматичним). Інші типи адсорбційних апаратів за умовами масообміну між рідиною та адсорбентом можна розглядати здебільшого як модифікації цих 3-х типів.

Принцип роботи апаратів з щільним нерухомим шаром адсорбенту полягає у фільтруванні рідини крізь нерухомий шар до проскакування у фільтрат речовин, що вилучаються із води. Такі апарати виготовляють закритими (напірними) у вигляді сталевих циліндричних колон, розрахованих на роботу під тиском, або відкритими (безнапірними) у вигляді резервуарів прямокутного або круглого перерізу. Ці апарати прості і надійні у застосуванні.

Схема вертикального напірного адсорбера:

1 — корпус; 2 — нерухомий шар активованого вугілля; З — відбійник; 4 — трубопровід подавання стічної води, щo очищується; 5 — трубка для скидання повітря; 6 — люк

Схема безнапірного залізобетонного адсорбера:

1 — корпус; 2 — активоване вугілля; З — жолоб для збирання очищеної води; 4 — дренажна система; 5 — підтримувальні шари з гравію; Є — трубопровід подавання води для спушування; 7 — трубопровід подавання очищуваної води; 8 — трубопроводи поверхневого промивання шару адсорбенту

Істотно зменшити об’єм необхідної кількості активованого вугілля дають змогу апарати безперервної дії з щільним шаром адсорбенту, який рухається.

Схема адсорбера з рухомим шаром адсорбенту:

1- корпус; 2, 6, 9, 10 - регулювальні клапани; 3- трубопровід для подавання свіжого адсорбентy; 4,7 - розподільні ґратки; 5 — трубопровід для відведення очищеної води; 8 - трубопровід для відведення відпрацьованої частини вугілля на регенерування; 11- трубопровід для підведення води, яка очищується

Для адсорбційного вилучення розчинених органічних речовин з води на очисних спорудах великої потужності використовують апарати з псевдозрідженим шаром адсорбенту (активованого вугілля). Ці апарати мають ряд переваг:

• можливість використання зерен адсорбенту відносно малих розмірів (0,2 - 1,0 мм);

• невеликий гідравлічний опір шару;

• велика рухливість часточок у псевдозрідженому шарі, яка дає змогу без особливих ускладнень вести безперервний процес адсорбції;

• можливість створення відносно простих конструктивно та надійних в експлуатації апаратів великої потужності.

Схеми адсорберів безперервної дії з псевдозрідженим шаром активованого вугілля:

a — одноярусний; б — багатоярусний з перетічними трубами; в — з секціонуванням шару адсорбенту; 1 — опорні ґратки; 2— розподільні ґратки; З — адсорбент; 4 — жолоб для очищеної води; 5 — підживлювальна лійка сухого дозування вугілля; 6 — ерліфт; 7 — шар гравію

Апарати з примусовим перемішуванням використовують головним чином для адсорбційного очищення стічних вод порошкоподібним активованим вугіллям, яке має ряд переваг перед гранульованими адсорбентами. По-перше, це нижча вартість порошкоподібного вугілля, яка становить від 1/4 до 1/3 вартості гранульованого, а також більша швидкість поглинання розчинених речовин, що зумовлено зменшенням шляху внутрішньої дифузії органічних молекул та збільшенням зовнішньої поверхні адсорбенту. Слід також відзначити зручність гідравлічного транспортування водної суспензії порошкоподібного вугілля в системах очищення стічних вод. В апаратах з порошкоподібним активованим вугіллям застосовують механічне, гідравлічне чи пневматичне перемішування адсорбенту з рідиною. Для механічного перемішування доцільно використовувати лопатеві, турбінні або пропелерні мішалки.

Схеми апаратів з лопатевою, турбінною та пропелерною мішалками:

1- корпус апарата; 2 - вал; 3 - мішалка; 4 - відбивні перегородки

В адсорбційних апаратах з пневматичним перемішуванням примусовий рух рідини та порошкоподібного активованого вугілля зумовлений підведенням енергії з потоком повітря, яке вводять апарат через розподільний пристрій. В хімічній промисловості пневматичне перемішування стисненим повітрям рекомендується в тих випадках, коли рідина, яку перемішують, має хімічну активність і швидко руйнує механічні мішалки. В технології адсорбційного очищення стічних вод пневматичне перемішування широко застосовують для проведення так званого біоадсорбційного очищення стічних вод.