ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.06.2021
Просмотров: 4666
Скачиваний: 1
151
Рисунок 2.9 – Барботажно-пенный пылеуловитель: 1 – каплеуловитель,
2 – слой пены, 3 – решетка.
Наиболее совершенными и универсальными аппаратами для очистки
выбросов от взвешенных частиц являются электрические фильтры, в основе
работы которых лежит осаждение взвешенных частиц под действием
электрических сил.
Установки состоят из двух частей: агрегатов питания и собственно
электрофильтра. Агрегаты питания включают повышающий трансформатор с
регулятором напряжения и высоковольтный выпрямитель. Собственно
электрофильтр состоит из корпуса с входным и выходным патрубком,
бункером для сбора уловленной пыли, пылевыпускным патрубком. В
корпусе расположены осадительные и коронирующие электроды.
Осадительные электроды в виде труб или пластин подключаются к за-
землению и положительному полюсу выпрямителя. Коронирующие
электроды, выполняемые чаще всего в виде проволоки, изолированы от
земли с помощью изоляторов, и к ним подводится по кабелю 5
выпрямленный электрический ток высокого напряжения (до 50—80 кВ)
отрицательной полярности.
Улавливание частиц пыли в электрофильтре включает следующие
стадии: электрическая зарядка взвешенных в газе частиц; движение
заряженных частиц к электродам; осаждение их на электродах и удаление
осажденных частиц с электродов.
152
Метод электроосаждения заключается в следующем. Частицы пыли
сначала получают заряд от ионов газа, которые образуются в электрическом
поле высокого напряжения, а затем движутся к заземленному осадительному
электроду. Попав на заземленный уловитель, частицы прилипают и
разряжаются. Когда осадительный электрод обрастает слоем частиц, они
стряхиваются «постукиванием» и собираются в бункере.
2 Улавливание газообразных примесей из технологических
выбросов
В целях очистки выбросов от газообразных примесей применяют
методы хемосорбции, адсорбции, каталитического, биохимического и
термического окисления.
Хемосорбция основана на поглощении газа жидкими поглотителями с
образованием
малолетучих
химических
соединений.
Молекулы
загрязняющих веществ могут абсорбироваться жидкой поверхностью
физически либо взаимодействовать с абсорбентом и превращаться в другие
вещества. Большинство реакций, протекающих в процессе хемосорбции,
являются экзотермическими и обратимыми. Поэтому при последующем
повышении температуры раствора образовавшееся химическое соединение
разлагается с выделением исходных компонентов.
Очистку газов проводят в специальных устройствах – абсорберах. В
этих аппаратах абсорбция может быть осуществлена противоточно, т.е. газ и
жидкость движутся в противоположных направлениях, либо прямоточно,
когда оба потока имеют одинаковое направление. В случаях относительно
высоких концентраций вредных газов (1 % и более) используют
противоточный метод. Для удаления вредных газов, имеющих сравнительно
невысокую концентрацию, чаще всего применяют прямоточные скрубберы.
В них жидкость диспергируется в потоке газа или газовый поток барботирует
через жидкость. При этом достигается тесный контакт между пузырьками
газа в жидкости либо мелкими каплями абсорбирующей жидкости в газовом
потоке.
Адсорбция основана на селективном (избирательном) поглощении
вредных газов и ларов твердыми адсорбентами, имеющими развитую
микропористую структуру.
В адсорберах очищаемый газовый поток пронизывает снизу вверх слой
адсорбента, который состоит из зернистого материала, например
активированного угля, силикагеля, оксида алюминия, пиролюзита,
синтетичекого цеолита и т.п. При этом вредные примеси газа связываются
адсорбентом и впоследствии могут быть выделены из него. Как правило,
применяются адсорберы с неподвижным (фильтрующим) слоем адсорбента,
который меняется после насыщения улавливаемым веществом, а также ад-
сорберы непрерывного действия, в которых адсорбент медленно
153
перемещается и одновременно очищает проходящий через него поток.
Поверхность адсорбции очень велика: для некоторых материалов она
достигает нескольких квадратных метров на грамм (для силикагеля) и даже
несколько сотен квадратных метров на грамм – для активированного угля.
Каталитический метод основан на превращении вредных компонентов
промышленных выбросов в менее вредные или безвредные вещества в
присутствии
катализаторов.
Иногда
образующиеся
продукты
каталитического превращения остаются достаточно токсичными, однако они
легко удаляются из системы в виде утилизируемых в дальнейшем продуктов.
Биохимические методы вначале применялись за рубежом для
дезодорации воздуха на животноводческих фермах, а позже и для удаления
из производственных выбросов аммиака, формальдегида, фенола,
циановодорода, фурфурола и других компонентов. Они основаны на
способности микроорганизмов разрушать практически любые соединения
как природного, так и искусственного происхождения. При фильтрации
загрязненного воздуха через слой биологически активного материала,
предварительно пропитанного питательным раствором, улавливаются
газообразные токсичные вещества. Последние затем разлагаются
(окисляются) до СО
2
и Н
2
О под действием ферментов, вырабатываемых
микроорганизмами. Микроорганизмы обитают на поверхности биологически
активного материала: древесных стружек, соломы, кукурузных кочерыжек.
Для роста, развития и размножения микроорганизмов необходимы
питательные элементы: кислород, водород, углерод, азот, сера, кальций,
магний, калий и железо. В условиях биохимической газоочистки часть этих
элементов микроорганизмы получают в ходе потребления ими органических
компонентов фильтруемого газа, другую часть – из циркулирующего в
биофильтре (рисунок 2.10) питательного раствора. Для сохранения высокой
активности микроорганизмов в биофильтре необходимо поддерживать
температуру в интервале 18 – 40
0
С.
Термический метод предусматривает высокотемпературное сжигание
вредных примесей, которые содержатся в технологических выбросах. Его
применяют для удаления, например, углеводородов, монооксида углерода и
др. Для осуществления дожигания необходимо поддержание высокой
температуры очищаемого газа и наличие достаточного количества кислорода.
154
Рисунок 2.10 – Схема биофильтра: 1 – биологически активный
материал, 2 – приямок с питательным раствором, 3 – очищаемый поток, 4 –
очищенный поток.
3 Механические и химические методы очистки сточных вод
Для механической очистки применяют следующие сооружения:
решетки, на которых задерживаются грубые примеси размером больше 5 мм;
сита, задерживающие примеси сточных вод размером до 5 мм; песколовки,
служащие для задержания минеральных загрязнений сточных вод,
преимущественно песка; жироловки, маслоловушки, нефтеловушки,
смолоуловители для улавливания из сточных вод соответствующих загряз-
нений, более легких, чем вода; отстойники для осаждения взвешенных
веществ с удельным весом больше единицы.
Принцип действия песколовки основан на том, что под влиянием сил
тяжести частицы, удельный вес которых больше, чем удельный вес воды, по
мере движения их вместе с водой в резервуаре оседают на дно. В
соответствии с закономерностями гидравлики потока песчинки уносятся
вместе с водой только при определенной скорости течения. При снижении
этой скорости крупицы песка оседают на дно резервуара, а вода течет
дальше.
Песколовки бывают горизонтальные, в которых вода движется в
горизонтальном направлении и круглые с винтовым (поступательно-
вращательным) движением воды.
155
В последних песколовках происходят процессы, аналогичные
явлениям, наблюдаемым в чайной чашке. При перемешивании налитого в
чашку чая чаинки собираются в центре чашки. При круговом движении
сточные воды в круглой песколовке крупные частицы песка аналогичным
образом собираются в ее центре. Через устроенное в центре песколовки
отверстие они попадают в специальную камеру.
При механической очистке из производственных сточных вод путем
процеживания, отстаивания и фильтрования удаляется до 90 %
нерастворимых механических примесей различного характера (песок,
глинистые частицы, окалина и другие), а из бытовых сточных вод – до 60 %.
В целях очистки сточных вод от нефтепродуктов также широко
применяется метод отстаивания, который в данном случае основан на спо-
собности самопроизвольного разделения воды и нефтепродуктов.
Частицы последних под действием сил поверхностного натяжения
приобретают сферическую форму, и их размеры находятся в диапазоне от 2
до 3·10
2
мкм. В основе процесса отстаивания лежит принцип выделения
нефтепродуктов под действием разности плотностей воды и частиц масла.
Содержание нефтепродуктов в стоках находится в широких пределах и
составляет в среднем 100 мг/л.
Выделение нефтепродуктов производится в нефтеловушках. Грязная
вода подается в приемную камеру и, пройдя под перегородкой, попадаетв
отстойную камеру, где и происходит процесс разделения воды и
нефтепродуктов. Очищенная вода выводится из нефтеловушки, а
нефтепродукты образуют пленку на поверхности воды и удаляются
специальным устройством. Подобным образом устроены жироловушки,
маслоловушки и смололовушки, использующие принцип разности плотности
воды и загрязнений, более легких (например, масло), чем вода.
Химические методы применяются для очистки производственных
сточных вод. Основными приемами являются нейтрализация и окисление-
восстановление, они могут применяться как самостоятельные, так и
вспомогательные в сочетании с другими.
Производственные технологические процессы проходят как в кислых
(избыток ионов Н
+
), так и в щелочных (избыток ОН
-
) средах, что приводит к
появлению соответствующих стоков. Сбалансировать количество ионов Н
+
и
ОН
-
– в этом состоит суть метода нейтрализации при очистке стоков.
Рациональным является взаимное объединение кислых и щелочных
стоков. Водоотведение кислых и щелочных стоков по единой системе
трубопроводов не всегда целесообразно, так как это может вызвать
выпадение осадков в трубах и, как следствие, засорение сети.
В целях нейтрализации кислых вод применяют щелочные реагенты:
известь СаО, гашеную известь Са(ОН)
3
, кальцинированную соду Na
2
CO
3
,
каустическую соду NaOH, аммиачную воду, а также фильтрование через
нейтрализующие материалы (известняк, доломит, магнезит, мел).