Адсорбенты и ионные обменники в процессах очистки природных и сточных вод.
| Категория реферата: Рефераты по химии
| Теги реферата: вулканы доклад, новшество
| Добавил(а) на сайт: Chuchumashev.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 6 | Следующая страница реферата
Косвенно сорбционная способность ПАУ характеризуется его фенольным
числом - числом милиграммов активного порошкообразного угля, требуемого для
снижения концентрации фенола в 1 л воды с 0.1 до 0.01 мг при перемешивании
воды с активным углем в течение 1 ч. Чем выше фенольное число угля, тем
меньше его сорбционная способность в отношении фенола, тем хуже, как
правило, этот уголь будет сорбировать из воды вещества, обуславливающие
привкусы и запахи воды. ПАУ, применяемые на фильтровальных станциях для
удаления из воды привкусов и запахов, должны иметь фенольное число не более
30; хорошие образцы активных углей имеют фенольное число менее 15.
Практика обработки воды ПАУ на Тюменском водопроводе показала, что из числа порошкообразных углей наиболее эффективен уголь марки А-щелочной. В каждом конкретном случае марка ПАУ должна подбираться пробной обработкой воды в лабораторных условиях, при этом должны ставится опыты как с предварительным хлорированием воды, так и без него.
ПАУ, применяемый для удаления из воды веществ, которые придают ей
привкусы и запахи, может вводится как перед отстойниками так и после них, непосредственно перед фильтрами. Однако введение в воду пред фильтрами
возможно только в тех случаях, когда его доза не превосходит 5-7 мг/л при
длительном применении угля и 10-12 мг/л при кратковременном, эпизодическом.
При поступлении на фильтры большого количества активного угля потеря
напора в них обычно быстро растет и резко возрастает расход промывной воды.
Двухслойные фильтры лучше обычных приспособлены к осветлению воды, содержащей ПАУ. При малых дозах активный уголь целесообразно вводить в воду
после отстойников; в этом случае сорбционная способность угля используется
более полно, чем при введении его в воду перед отстойниками, в которых
уголь быстро оседает, не успев сорбировать содержащиеся в воде органические
вещества.
Реализация процесса углевания на требует значительных капитальных затрат, необходимо лишь строительство блока приготовления и дозирования ПАУ и склада ПАУ.
Вследствие сильного пыления и взрывоопасности ПАУ в сухом виде в воду
вводят редко. Обычно предварительно готовят суспензию 2-10% ПАУ в воде, которую и направляют в основной поток обрабатываемой воды. Дозу ПАУ
выбирают с учетом загрязненности воды и сорбционных свойств угля. В нашей
стране (1982 г) как правило, Dу=1-5 мг/дм3, в Финляндии 5-15 мг/дм3, в ФРГ
(водозаборы на Рейне) 25-40мг/дм3, во Франции 5-40 мг/дм3, в Англии и США 5-
30 мг/дм3.Большие дозы ПАУ свидетельствуют о сильной загрязненности
источников зарубежом.
Постоянное использование ПАУ для водоподготовки обычно не выгодно из- за нерентабельности и невозможности его регенерации и потерь при дозировании.
Для постоянной сорбционной обработки воды используют гранулированные активные угли (ГАУ), которые можно регенерировать, что снижает стоимость очистки воды, хотя ГАУ и дороже, а их применение требует больших капитальных затрат. Фильтрование через ГАУ дает воду лучшего и более постоянного качества по сравнению с углеванием (срок службы ГАУ при очистке природных вод - от 2 до 30 мес)
Одно из традиционных направлений использования активных углей в водоподготовке - дехлорирование питьевой воды, реализуемое на угольных фильтрах. Высоту фильтра назначают в зависимости от скорости фильтрования, начальной и конечной концентрации свободного хлора.
Дехлорирующие фильтры регенерируют один раз в месяц горячим раствором соды или едкого натра. До регенерации 1 кг ГАУ дехлорирует 50-100 м3 воды.
Механизм дехлорирования воды на ГАУ состоит из сорбции и последующего разложения хлорноватистой кислоты. Ион OCl- менее реакционноспособен и хуже сорбируется чем HOCl, поэтому сдвиг рН, приводящий к увеличению степени диссоциации HOCl(H++OCl-, снижает дехлорирующий эффект.
НЕУГЛЕРОДНЫЕ СОРБЕНТЫ В ПРОЦЕССАХ ВОДООЧИСТКИ
Для очистки воды все большее применение находят неуглеродные сорбенты естественного и искусственного происхождения (глинистые породы, цеолиты и некоторые другие материалы).
Использование таких сорбентов обусловлено достаточно высокой емкостью их, избирательностью, катионообменными свойствами некоторых из них, сравнительно низкой стоимостью и доступностью (иногда как местного материала).
Глинистые породы - наиболее распространенные неорганические сорбенты для очистки воды. Они обладают развитой структурой с микропорами, имеющими различные размеры в зависимости от вида минерала. Большая часть из них обладает слоистой жесткой или расширяющейся структурой.
Механизм сорбции загрязнений на глинистых материалах достаточно сложен и включает Ван-дер-ваальсовые взаимодействия углеводородных цепочек с развитой поверхностью микрокристаллов силикатов и кулоновское взаимодействие заряженных и поляризованных молекул сорбата с положительно заряженными участками поверхности сорбента, содержащими ионы Н+ и Al3+.
Наибольшее распространение глинистые материалы получили для обесцвечивания воды, удаления неорганических примесей и особо токсичных хлорорганических соединений и гербицидов, различных ПАВ.
Природные сорбенты добывают в непосредственной близости от места потребления, что постоянно расширяет масштаб их применения для очистки воды.
Цеолиты - разновидности алюмосиликатных каркасных материалов. Эти материалы имеют отрицательный трехмерный алюмосиликатный каркас со строго регулярной тетраэдрической структурой. В промежутках каркаса находятся гидратированные положительные ионы щелочных и щелочно-земельных металлов, компенсирующих заряд каркаса, и молекулы воды. В адсорбционные полости цеолитов сорбируется лишь молекулы веществ, критический размер которых меньше эффективного размера входного окна, от этого и их второе название - молекулярные сита.
Известно более 30 видов природных цеолитов, но лишь часть из них
образует крупные месторождения (80% концентратов) удобные для промышленной
переработки. Наиболее распространенные природные цеолиты: шабазит (Na2Ca)O(Al2O3(4SiO2(6H2O с размером окон 0.37-
0.50 нм; морденит (Na2K2Ca)O(Al2O3(10SiO2(6.7H2O с размером окон
0.67-0.70 нм; клинопптиломит (Na2K2Ca)O(Al2O3(10SiO2(8H2O
Для получения прочных и водостойких фильтрующих материалов из природных цеолитов их, так же, как и глины, нагревают в печах с хлоридом карбонатом натрия при 10000С.
Обработка поверхности цеолитов кремнийорганическими соединениями делает ее гидрофобной, что улучшает сорбцию нефти из воды.
Природные цеолиты используются в виде порошков и фильтрующих материалов для очистки воды от ПАВ, ароматических и канцерогенных органических соединений, красителей, пестицидов, коллоидных и бактериальных загрязнений.
Кроме цеолитов и природных глин перспективными являются неорганические иониты. Среди них можно выделить следующие:
1. Гранулированные методом замораживания труднорастворимые фосфаты металлов (циркония, титана, хрома, железа, тория, сурьмы и др.), прежде всего, цирконилфосфат (ZrO)m(H2PO4)n с различным отношением m:n, отличающийся высокой емкостью обмена, термической и радиационной устойчивостью и высокой селективностью к ионам цезия, рубидия, калия и аммония, а также таллия. Цирконилфосфат устойчив в концентрированных кислотных и солевых растворах, сохраняя в них высокую ионообменную емкость и избирательность к вышеуказанным катионам.
Цирконилфосфат может быть использован для извлечения из сильнокислых и
сильноминерализованных радиоактивных растворов долгоживущего изотопа 137Cs;
для разделения продуктов радиоактивного распада урана в атомных реакторах:
89Sr-137Cs, 89Sr-144Cs, 90Sr-90U; для отделения 95Nb и 95Zr от 106Ru; для
извлечения ионов таллия из растворов в производстве и при использовании
солей таллия.
Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: военные рефераты, реферат по обже, диплом купить.
Категории:
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 6 | Следующая страница реферата