Очистка гидросферы от коллоидных частиц загрязнения, методы коагуляции и флотации. Фильтрация, ультрафильтрация, центрифугирование

Очистка гидросферы от коллоидных частиц загрязнения, методы коагуляции и флотации. Фильтрация, ультрафильтрация, центрифугирование

 

Выполнили студент группы 

040908 Винаков Д.В.,

040904 Маслов А.А.

Проверила кандидат химических наук, доцент Глухарева Н.А.

2

 

Основные источники загрязнения гидросферы

 

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств, увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

3

 

Основными источниками загрязнения гидросферы являются 

 

• промышленные сточные воды;
• хозяйственно-бытовые сточные воды;
• дренажные воды с орошаемых земель;
• сельскохозяйственные поля и крупные животноводческие комплексы;
• водный транспорт.

4

 

Загрязнители сточных вод

 

1.       биологические загрязнители: микроорганизмы – вирусы, бактерии, растения – водоросли; дрожжи, плесневые грибки;

2.       химические загрязнители: наиболее распространенными загрязнителями являются нефть и нефтепродукты, ПАВ, пестициды, тяжелые металлы, фенолы, аммонийный и нитритный азот и др.;

3.       физические загрязнители: радиоактивные элементы, взвешенные твердые частицы, песок, ил и  др.

5

 

Способы очистки сточных вод

 

•        Механическая очистка
•        Физико-химическая очистка
•        Биологическая очистка

6

 

Фильтры

 

Фильтрование применяют после очистки сточных вод в отстойниках или после биологической очистки. Процесс основан на прилипании грубодисперсных частиц .

7

 

Микрофильтры

 

Микрофильтры представляют собой фильтровальные аппараты, в качестве фильтрующего элемента использующие металлические сетки, ткани и полимерные материалы.

8

 

Ультрафильтрация

 

• При ультрафильтрации происходят разделение, фракционирование и концентрирование растворов. Один из растворов обогащается растворенным веществом, а другой обедняется. Мембраны пропускают растворитель и определенные фракции молекулярных соединений. Движущая сила ультрафильтрации - разность давления по обе стороны мембраны. Эта сила затрачивается на преодоление сил трения и взаимодействия между молекулами жидкой фазы и полимерными молекулами мембраны. Обычно процесс ультрафильтрации проводят при сравнительно низких рабочих давлениях 0,3 - 1 МПа. Увеличение давления выше указанного приводит к уплотнению мембраны, уменьшению диаметра пор, изменению селективности разделения и, как правило, к снижению производительности.

9

 

Ультрафильтрация

 

Ультрафильтрации обычно подвергаются вещества, в которых молекулярная масса растворенных компонентов намного больше молекулярной массы растворителя. Недостаток процесса - сильная концентрационная поляризация, т.е. на поверхности мембраны может образовываться плотный осадок - слой геля.

10

 

Флотационная очистка сточных вод

 

• Флотация является сложным физико-химическим процессом, заключающимся в создании комплекса частица-пузырек воздуха или газа, всплывании этого комплекса и удалении образовавшегося пенного слоя. Процесс флотации широко применяют при обогащении полезных ископаемых, а также при очистке сточных вод.

 

11

 

Способы флотационной очистки

 

1.Вакуумная флотация основана на понижении давления ниже атмосферного в камере флотатора. При этом происходит выделение воздуха, растворенного в воде. При таком процессе флотации образование пузырьков воздуха происходит в спокойной среде, в результате чего улучшается агрегирование комплексов частица-пузырек и не нарушается их целостность вплоть до достижения ими поверхности жидкости

12

 

Флотатор

13

 

Способы флотационной очистки

 

2. Напорная флотация этот вид очистки сточных вод выполняется в две стадии: насыщение воды воздухом под давлением; выделение пузырьков воздуха соответствующего диаметра и всплытие взвешенных и эмульгированных частиц примесей вместе с пузырьками воздуха. Если флотация проводится без добавления реагентов, то такая флотация относится к физическим способам очистки сточных вод. Если флотационный процесс идет с добавлением химических реагентов, то такая очистка сточных вод считается физико-химической.

14

 

Способы флотационной очистки

 

3. Импеллерная флотация флотаторы импеллерного типа применяют для очистки сточных вод нефтяных предприятий от нефти, нефтепродуктов и жиров. Их также можно использовать для очистки сточных вод других предприятий. Данный способ очистки в промышленности применяют редко из-за его небольшой эффективности, высокой турбулентности потоков во флотационной камере, приводящей к разрушению хлопьевидных частиц, и необходимости применять поверхностно-активные вещества.

15

 

Способы флотационной очистки

 

4. Электрофлотация сточная жидкость при пропускании через нее постоянного электрического тока насыщается пузырьками водорода, образующегося на катоде. Электрический ток, проходящий через сточную воду, изменяет химический состав жидкости, свойства и состояние нерастворимых примесей. В одних случаях эти изменения положительно влияют на процесс очистки стоков, в других - ими надо управлять, чтобы получить максимальный эффект очистки.

16

 

Центрифугирование

 

Центрифугирование- разделение неоднородных систем — суспензий, шламов, эмульсий под действием центробежных сил. центрифугирование. может производиться по принципам отстаивания или фильтрования. Соответственно аппараты, в которых осуществляется центрифугирование (центрифуги), бывают со сплошным ротором или перфорированным, покрытым фильтрующим материалом.

17

 

Коагуляционные методы

 

 

 Коагуляционные методы особенно широко применяются для очистки сточных вод. Для коллоидных частиц природных вод характерен отрицательный дзета-потенциал (около 70 мВ). Поэтому для их коагуляции применяются коагулянты, продукты гидролиза которых имеют положительный заряд. При рН= 5,5-7,5 обычно применяют Al2(SO4)3 в дозе подобранной экспериментально. При рН= 10-10,5 используют FeSO4, Fe2(SO4)3, FeCl3.Оптимальная температура для коагуляции 30-350С. Для ускорения коагуляции широко применяются флокулянты. Флокулянт сорбирует на себя предварительно скоагулировавшие частицы и при этом образуются быстроопадающие крупные хлопья. В качестве флокулянта может использоваться 0,1% раствор полиакриламида.

18

 

Список используемой литературы

 

1. Карелин Я.А., Попова И.А., Евсеева Л.А. и др. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов, М., Стройиздат, 1982.

2. Роев Г.А., Юфин В.А. Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов, М.,  Недра, 1987

3. Стахов Е.А. Очистка нефтесодержащих сточных вод предприятий хранения и транспорта нефтепродуктов, Л., Недра, 1983

4. Роев Г.А. Очистные сооружения. Охрана окружающей среды, М., Недра, 1993