ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 233
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
В основу принципа действия наиболее распространенных парокомпрессионных тепловых насосов положены два физических явления:· поглощение и выделение тепла веществом при изменении агрегатного состояния - испарении и конденсации соответственно;· изменение температуры испарения (и конденсации) при изменении давления.Тепловой насос может забирать тепло из нескольких источников, например, воздуха, воды или земли. И таким же образом он может сбрасывать тепло в воздух, воду или землю. Более теплая среда, воспринимающая тепло, называется теплоприёмником. В зависимости от типа источника и приёмника тепла испаритель и конденсатор могут выполняться как теплообменники типа «воздух-жидкость», так и «жидкость-жидкость».15. Задачи утилизации нефти и нефтепродуктов при очистке нефтесодержащих сточных водЗадачи утилизации: 1) создать систему очистки сточных вод для наиболее полного выделения нефтяных частиц 2) собрать выделенную Н и НП 3) утилизовать (использовать) уловленную Н и НП 4) сбросить очищенную воду с наилучшим эффектом в природные водоемы и водотоки.16. Варианты отведения и определение степени очистки. - сброс в водотоки и водоемы- в систему водоснабжения соседнего предприятияЗадача выбора варианта сброса является комплексной, технологической и экологической. При выбранном варианте сброса возникает задача необходимой степени выделения нефтяных частиц или очистки нефтесодержащих сточных вод. В первом варианте основной является значение ПДС (предельный допустимый сброс). Выбор варианта сброса определяется необходимой степенью очистки сточных вод. Для предприятий ТХНГ одним самых распространенных вариантов является первый (сброс в водотоки и водоемы).17. Закономерности разбавления сточных вод.Под разбавлением сточных вод понимают уменьшение концентрации загрязнителя в воде водотока. Интенсивность разбавления характеризуется кратностью разбавления: Qв – расход воды в реке Qc- расход сбрасываемых сточных вод. Т.к. не вся природная вода участвует в снижении (разбавлении), то вводят коэффициент снижения ϒ<1 основная задача сводится к определению ϒ.рисВ 1 зоне основной фактор разбавления – струйное увлечение потоком выходящей загрязненной воды частиц свежей воды. Во 2 зоне – турбулентное перемешивание. В 3 зоне – процесс обусловлен естественными факторами, а именно жизнедеятельностью бактерий, воздействием солнечного тепла и света, присутствием кислорода в воздухе.
18. Методы и сооружения очистки.Методы: 1) механический: - процеживание; - отстаивание; - фильтрование; -циклонирование; -центрифугирование. Сооружения: решетки, нефтеловушки, пруды доп отстаивания, фильтры, циклоны, центрифуги. 2) физико – химический: - коагуляция; - флокуляция; - флотация; -коалесценция; -сорбция (-ад и -аб) 3) Химический: -хлорирование; - озонирование. При добавление реагентов получается атомарный кислород. При хлорировании используются хлорная известь, при озонировании – азот. 4) биологический: основан на использовании в жизнедеятельности организмов, в присутствии кислорода в воздухе используют органические частицы загрязнения в качестве ??????.19. Нефтеловушки.- динамический отстойник, принцип действия которого основан на разности плотностей нефтяных частиц и воды. Нефтеловушка имеет прямоугольной сечение и изготавливается из сборных ж)б элементов. Кроме основного оборудования в нефтеловушке имеется решетка с вертикальными щелями, нефтеудерживающая стенка, водослив, скрепер, скребок. Эффективность нефтеловушки: - на входе среднее содержание нефтяных частиц 400 – 15000 мг/л; - на выходе – 50 – 100 мг/л.20. Пруды доп отстаивания.ПДД представляют собой земляной резервуар, сост из 2 отделений объемом 1/3V – входное; 2/3V – выходное. Дно и стенки покрыты противофильтрационным металлом. Принцип действия: разность плотностей, на выходе ПДД остаточная концентрация нефтяных частиц 15 – 20 мг/л. Повышение глубины очистки обусловлено скоростью движения воды в пределах пруда, вследствие этого вода в трубе находится 2-3 суток. Сейчас ПДД не включается в состав очистного сооружения, а существующие ликвидируются из-за: - большой занимаемой площади; - трудности сбора всплывшей нефти; - загрязнения атмосферы; - возможного вторичного загрязнения.21. физико-химический метод. Флотационные установки.физико – химический: - коагуляция; - флокуляция; - флотация; -коалесценция; -сорбция (-ад и -аб) Тип флотационной установки (вид флотации) определяется способом получения мелкораздробленных пузырьков воздуха. Исп: напорная флотация; вакуумная; электрофлотация; флотация через пористый материал. Для выделения нефтяных частиц в РФ исп напорная флотация, при которой воздух растворяется в загрязненной воде под давлением и выделяется из нее в виде мелкораздробленных пузырьков при попадании воды в контактную емкость с атмосферным давлением (флотатор). Флотацией и другими процессами физико-химической очистки может выделиться 10%% нефтяных частиц – эмульгиров.
22 Сооружения химической очистки сточных вод Для глубокой очистки воды от нефтепродуктов, находящихся в тонкоэмульгированном и растворенном состояниях, наряду с другими применяется сорбционный метод. В широком понимании сорбция представляет собой процесс поглощения веществ. из той или иной среды с помощью других веществ, называемых поглотителями или сорбентами. Различают три разновидности сорбции: адсорбцию, абсорбцию и хемосорбцию. При адсорбции поглощение осуществляется поверхностью твердого или жидкого сорбента, при абсорбции — всей массой жидкого сорбента. Сорбция (адсорбция, абсорбция), сопровождаемая химическим взаимодействием сорбента с поглощаемым веществом, называется хемосорбцией. Для очистки воды от нефтепродуктов основное практическое значение имеет адсорбция.При адсорбции молекулы растворенного вещества из жидкости под действием силового паля поверхности переходят на поверхность сорбента. Сила, с которой удерживается извлеченное из воды вещество на поверхности сорбента, определяется разностью двух сил межмолекулярного взаимодействия: 1) молекул извлекаемого растворенного вещества с молекулами (атомами) поверхности сорбента и 2) молекул растворенного вещества с молекулами воды в растворе вследствие гидратации. Чем больше энергия гидратации поверхности молекул извлекаемого вещества, тем слабее адсорбируется вещество из раствора.В качестве адсорбентов применяют различные природные и искусственные пористые материалы: золу, коксовую мелочь, торф, активные глины, силикагели, алюмогели, активированные угли. Наиболее эффективными являются активированные угли. Их пористость составляет 60—75%, а удельная поверхность 400—900 тыс. м2/кг. Поры по своему размеру подразделяются на три вида: макроноры (0,1-2 мк,м), переходные норы (0,004—0,1 мкм), микропоры (менее 0,004 мкм). Макропоры и переходные поры выполняют, как правило, функции транспортных каналов, а сорбцнопная способность активированных углей определяется в основном микропористой структурой. Молеку-лярно растворенные органические вещества (размер частицы менее 0,001 мкм) заполняют микропоры, полная емкость которых соответствует поглощающей способности адсорбента. Для большинства распространенных марок активированных углей (АГ-2, БАУ, АР-3, КАД, СКТ и др.) емкость микронор находится в пределах 0,12—0,51 см3/г.Основной технологической характеристикой адсорбентов является активность, под которой понимается количество поглощаемого вещества на единицу объема или массы адсорбента. Процесс адсорбции может осуществляться в статических и динамических условиях. При статических условиях адсорбции жидкость не перемещается относительно частиц сорбента, т. е. они двигаются совместно (в аппаратах с перемешивающими устройствами). В динамических условиях жидкость перемещается относительно сорбента (в фильтрах и аппаратах с псевдоожижен-}1ым слоем).
В соответствии с этим различают статическую и динамическую активность адсорбентов. Статическая активность выражается максимальным количеством вещества, поглощенного еди--лицей объема или массы адсорбента к моменту достижения равновесия при сорбции в статических условиях и неизменных начальных условиях. Динамическая активность характеризуется максимальным количеством вещества, поглощенного единицей объема или массы адсорбента до момента появления сорбируемого вещества в фильтрате при пропускании сточной воды через слой адсорбента. Динамическая активность всегда меньше статической (от 45 до 90%). Динамическая активность адсорбентов по отношению к нефтепродуктам в сточных водах составляет, кг/кг: АГ-5—0,15, АГ-03—0,08, АР-3—0,06, БАУ—0,04 [7].Адсорбция является обратимым процессом. При неизменных прочих условиях скорости прямого (адсорбции) и обратного (десорбции) процессов пропорциональны концентрации вещества в растворе и на поверхности адсорбента. По достижении равновесной концентрации, т. е. когда количество адсорбируемых молекул сравняется с количеством десорбируемых, концентрация вещества в растворе становится постоянной.23 Сооружения биологической очистки сточных водОчистные сооружения делятся на аэробные и анаэробные. Аэробные методы очистки получили большее распространение по сравнению с анаэробными. При аэробном методе жизнедеятельность микроорганизмов поддерживается с помощью свободного кислорода в воде. Эти методы широко применяют при очистке сточных производственных вод. Анаэробный метод (сбраживание) применяют в основном для очистки бытовых сточных вод.Биологическую очистку сточных вод можно проводить в естественных и искусственных сооружениях.Биофильтры представляют собой железобетонные или кирпичные резервуары, заполненные фильтрующим материалом (загрузкой), который укладывается на дырчатое днище и орошается сточными водами. Для загрузки биофильтров применяют шлак, щебень, керамзит, пластмассу, гравий и др. К этим материалам предъявляются следующие требования: они должны обладать водоустойчивостью, устойчивостью к химическим и биологическим загрязненным сточным водам и достаточной прочностью. При выборе загрузки предпочтение не-обходимо отдавать материалам с развитой поверхностью (шлак, керамзит, кольца и решетки). Очистка сточных вод в биофильтрах происходит под воздействием микроорганизмов, заселяющих поверхность загрузки и образующих биологическую пленку. При контакте сточной жидкости с этой пленкой микроорганизмы извлекают из воды органические вещества, в результате чего сточная вода очищается.
Аэротенки представляют собой железобетонные резервуары длиной 30—100 м и более, шириной 3—10 м и глубиной 3—5 м. Очистка сточных вод в аэротенках происходит под воздействием скоплений микроорганизмов (активного ила). Для нормальной их жизнедеятельности в аэротенки подаются воздух и питательные вещества.Преимущество механических аэраторов — высокая эффективность и экономичность, а также отсутствие необходимости в строительстве воздуходувных станций и коммуникаций.Для биологической очистки небольших количеств смеси сточных вод, в которой преобладают бытовые сточные воды, могут применяться аэротенки-отстойники, конструктивно объединяющие два технологических процесса очистки (рис. 7.7). Рис. 7.7. Аэротенк-отстойник 1 — лоток очищенной воды; 2 — зона отстаивания; 3 — водослив; 4 — выход активного ила; 5 — зона аэрации; 6 — водоподводящий капал; 7 — илососы; 8 — воздуховод24. компактные установкиУстановки для очистки сточных вод— компактные, модульные очистные сооружения, устанавливаемые у потребителя. Данные системы водоочистки позволяют производить очистку средних и малых объемов сточных вод промышленных предприятий. В ряду этих очистных сооружений представлены физико-химические методы очистки сточных вод: микрофильтрационная водоочистка, флотационный метод очистки сточных вод, дозирующие установки, а также биологическая очистка сточных вод. Данные очистные сооружения пригодны для сточных вод, содержащих самые разные загрязнения. Очистные сооружения глубокой биологической очистки сточных вод блочно-модульного типа состоят из отдельных модулей, скомпонованных в зависимости от объема и состава поступающих вод и требований к очистке.25. Вспомогательные сооружения. Основными будем называть те сооружения, в которых происходит очистка – извлечение нефтяных частиц. Вспомогательные системы обеспечивают нормальную эффективную эксплуатацию основных. К ним относятся: 1) буферный резервуар, основное назначение которого – компенсация неравномерного притока сточных вод. Вода из него поступает на нефтяные сооружения с проектным расходом – основное условие обеспечения эффективной работы очистных сооружений, т.к. нефтесодержащие сточные воды какое-то время находится в резервуаре, то он играет роль отстойника, поэтому с его верхнего уровня производится отвод всплываемой нефти. 2) Нефтесборный резервуар для сбора уловленной нефти 3) Разделочный резервуар для отделения воды от уловленной нефти 4) Пруд – испаритель, кот устраивается в местности, где годовой слой испарения больше годового слоя осадков на 300 мм. Используется, если невозможен сброс воды. 5) насосы, шиберы, расходомеры и другое оборудование.
18. Методы и сооружения очистки.Методы: 1) механический: - процеживание; - отстаивание; - фильтрование; -циклонирование; -центрифугирование. Сооружения: решетки, нефтеловушки, пруды доп отстаивания, фильтры, циклоны, центрифуги. 2) физико – химический: - коагуляция; - флокуляция; - флотация; -коалесценция; -сорбция (-ад и -аб) 3) Химический: -хлорирование; - озонирование. При добавление реагентов получается атомарный кислород. При хлорировании используются хлорная известь, при озонировании – азот. 4) биологический: основан на использовании в жизнедеятельности организмов, в присутствии кислорода в воздухе используют органические частицы загрязнения в качестве ??????.19. Нефтеловушки.- динамический отстойник, принцип действия которого основан на разности плотностей нефтяных частиц и воды. Нефтеловушка имеет прямоугольной сечение и изготавливается из сборных ж)б элементов. Кроме основного оборудования в нефтеловушке имеется решетка с вертикальными щелями, нефтеудерживающая стенка, водослив, скрепер, скребок. Эффективность нефтеловушки: - на входе среднее содержание нефтяных частиц 400 – 15000 мг/л; - на выходе – 50 – 100 мг/л.20. Пруды доп отстаивания.ПДД представляют собой земляной резервуар, сост из 2 отделений объемом 1/3V – входное; 2/3V – выходное. Дно и стенки покрыты противофильтрационным металлом. Принцип действия: разность плотностей, на выходе ПДД остаточная концентрация нефтяных частиц 15 – 20 мг/л. Повышение глубины очистки обусловлено скоростью движения воды в пределах пруда, вследствие этого вода в трубе находится 2-3 суток. Сейчас ПДД не включается в состав очистного сооружения, а существующие ликвидируются из-за: - большой занимаемой площади; - трудности сбора всплывшей нефти; - загрязнения атмосферы; - возможного вторичного загрязнения.21. физико-химический метод. Флотационные установки.физико – химический: - коагуляция; - флокуляция; - флотация; -коалесценция; -сорбция (-ад и -аб) Тип флотационной установки (вид флотации) определяется способом получения мелкораздробленных пузырьков воздуха. Исп: напорная флотация; вакуумная; электрофлотация; флотация через пористый материал. Для выделения нефтяных частиц в РФ исп напорная флотация, при которой воздух растворяется в загрязненной воде под давлением и выделяется из нее в виде мелкораздробленных пузырьков при попадании воды в контактную емкость с атмосферным давлением (флотатор). Флотацией и другими процессами физико-химической очистки может выделиться 10%% нефтяных частиц – эмульгиров.
22 Сооружения химической очистки сточных вод Для глубокой очистки воды от нефтепродуктов, находящихся в тонкоэмульгированном и растворенном состояниях, наряду с другими применяется сорбционный метод. В широком понимании сорбция представляет собой процесс поглощения веществ. из той или иной среды с помощью других веществ, называемых поглотителями или сорбентами. Различают три разновидности сорбции: адсорбцию, абсорбцию и хемосорбцию. При адсорбции поглощение осуществляется поверхностью твердого или жидкого сорбента, при абсорбции — всей массой жидкого сорбента. Сорбция (адсорбция, абсорбция), сопровождаемая химическим взаимодействием сорбента с поглощаемым веществом, называется хемосорбцией. Для очистки воды от нефтепродуктов основное практическое значение имеет адсорбция.При адсорбции молекулы растворенного вещества из жидкости под действием силового паля поверхности переходят на поверхность сорбента. Сила, с которой удерживается извлеченное из воды вещество на поверхности сорбента, определяется разностью двух сил межмолекулярного взаимодействия: 1) молекул извлекаемого растворенного вещества с молекулами (атомами) поверхности сорбента и 2) молекул растворенного вещества с молекулами воды в растворе вследствие гидратации. Чем больше энергия гидратации поверхности молекул извлекаемого вещества, тем слабее адсорбируется вещество из раствора.В качестве адсорбентов применяют различные природные и искусственные пористые материалы: золу, коксовую мелочь, торф, активные глины, силикагели, алюмогели, активированные угли. Наиболее эффективными являются активированные угли. Их пористость составляет 60—75%, а удельная поверхность 400—900 тыс. м2/кг. Поры по своему размеру подразделяются на три вида: макроноры (0,1-2 мк,м), переходные норы (0,004—0,1 мкм), микропоры (менее 0,004 мкм). Макропоры и переходные поры выполняют, как правило, функции транспортных каналов, а сорбцнопная способность активированных углей определяется в основном микропористой структурой. Молеку-лярно растворенные органические вещества (размер частицы менее 0,001 мкм) заполняют микропоры, полная емкость которых соответствует поглощающей способности адсорбента. Для большинства распространенных марок активированных углей (АГ-2, БАУ, АР-3, КАД, СКТ и др.) емкость микронор находится в пределах 0,12—0,51 см3/г.Основной технологической характеристикой адсорбентов является активность, под которой понимается количество поглощаемого вещества на единицу объема или массы адсорбента. Процесс адсорбции может осуществляться в статических и динамических условиях. При статических условиях адсорбции жидкость не перемещается относительно частиц сорбента, т. е. они двигаются совместно (в аппаратах с перемешивающими устройствами). В динамических условиях жидкость перемещается относительно сорбента (в фильтрах и аппаратах с псевдоожижен-}1ым слоем).
В соответствии с этим различают статическую и динамическую активность адсорбентов. Статическая активность выражается максимальным количеством вещества, поглощенного еди--лицей объема или массы адсорбента к моменту достижения равновесия при сорбции в статических условиях и неизменных начальных условиях. Динамическая активность характеризуется максимальным количеством вещества, поглощенного единицей объема или массы адсорбента до момента появления сорбируемого вещества в фильтрате при пропускании сточной воды через слой адсорбента. Динамическая активность всегда меньше статической (от 45 до 90%). Динамическая активность адсорбентов по отношению к нефтепродуктам в сточных водах составляет, кг/кг: АГ-5—0,15, АГ-03—0,08, АР-3—0,06, БАУ—0,04 [7].Адсорбция является обратимым процессом. При неизменных прочих условиях скорости прямого (адсорбции) и обратного (десорбции) процессов пропорциональны концентрации вещества в растворе и на поверхности адсорбента. По достижении равновесной концентрации, т. е. когда количество адсорбируемых молекул сравняется с количеством десорбируемых, концентрация вещества в растворе становится постоянной.23 Сооружения биологической очистки сточных водОчистные сооружения делятся на аэробные и анаэробные. Аэробные методы очистки получили большее распространение по сравнению с анаэробными. При аэробном методе жизнедеятельность микроорганизмов поддерживается с помощью свободного кислорода в воде. Эти методы широко применяют при очистке сточных производственных вод. Анаэробный метод (сбраживание) применяют в основном для очистки бытовых сточных вод.Биологическую очистку сточных вод можно проводить в естественных и искусственных сооружениях.Биофильтры представляют собой железобетонные или кирпичные резервуары, заполненные фильтрующим материалом (загрузкой), который укладывается на дырчатое днище и орошается сточными водами. Для загрузки биофильтров применяют шлак, щебень, керамзит, пластмассу, гравий и др. К этим материалам предъявляются следующие требования: они должны обладать водоустойчивостью, устойчивостью к химическим и биологическим загрязненным сточным водам и достаточной прочностью. При выборе загрузки предпочтение не-обходимо отдавать материалам с развитой поверхностью (шлак, керамзит, кольца и решетки). Очистка сточных вод в биофильтрах происходит под воздействием микроорганизмов, заселяющих поверхность загрузки и образующих биологическую пленку. При контакте сточной жидкости с этой пленкой микроорганизмы извлекают из воды органические вещества, в результате чего сточная вода очищается.
Аэротенки представляют собой железобетонные резервуары длиной 30—100 м и более, шириной 3—10 м и глубиной 3—5 м. Очистка сточных вод в аэротенках происходит под воздействием скоплений микроорганизмов (активного ила). Для нормальной их жизнедеятельности в аэротенки подаются воздух и питательные вещества.Преимущество механических аэраторов — высокая эффективность и экономичность, а также отсутствие необходимости в строительстве воздуходувных станций и коммуникаций.Для биологической очистки небольших количеств смеси сточных вод, в которой преобладают бытовые сточные воды, могут применяться аэротенки-отстойники, конструктивно объединяющие два технологических процесса очистки (рис. 7.7). Рис. 7.7. Аэротенк-отстойник 1 — лоток очищенной воды; 2 — зона отстаивания; 3 — водослив; 4 — выход активного ила; 5 — зона аэрации; 6 — водоподводящий капал; 7 — илососы; 8 — воздуховод24. компактные установкиУстановки для очистки сточных вод— компактные, модульные очистные сооружения, устанавливаемые у потребителя. Данные системы водоочистки позволяют производить очистку средних и малых объемов сточных вод промышленных предприятий. В ряду этих очистных сооружений представлены физико-химические методы очистки сточных вод: микрофильтрационная водоочистка, флотационный метод очистки сточных вод, дозирующие установки, а также биологическая очистка сточных вод. Данные очистные сооружения пригодны для сточных вод, содержащих самые разные загрязнения. Очистные сооружения глубокой биологической очистки сточных вод блочно-модульного типа состоят из отдельных модулей, скомпонованных в зависимости от объема и состава поступающих вод и требований к очистке.25. Вспомогательные сооружения. Основными будем называть те сооружения, в которых происходит очистка – извлечение нефтяных частиц. Вспомогательные системы обеспечивают нормальную эффективную эксплуатацию основных. К ним относятся: 1) буферный резервуар, основное назначение которого – компенсация неравномерного притока сточных вод. Вода из него поступает на нефтяные сооружения с проектным расходом – основное условие обеспечения эффективной работы очистных сооружений, т.к. нефтесодержащие сточные воды какое-то время находится в резервуаре, то он играет роль отстойника, поэтому с его верхнего уровня производится отвод всплываемой нефти. 2) Нефтесборный резервуар для сбора уловленной нефти 3) Разделочный резервуар для отделения воды от уловленной нефти 4) Пруд – испаритель, кот устраивается в местности, где годовой слой испарения больше годового слоя осадков на 300 мм. Используется, если невозможен сброс воды. 5) насосы, шиберы, расходомеры и другое оборудование.