ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Очистка воды из "Основы адсорбционной техники" В США имеется более 1500 водоочистных углеадсорбционных сооружений, размещенных почти в 1000 городах [37]. [c.291] Применение активных углей позволяет в ряде случаев очистить и использовать для питья воды, считавшиеся ранее для этой цели совершенно непригодными. Так, в штате Калифорния (США) водоснабжение одного из районов осуществляется из озера Качума [38]. Вода этого озера обладает привкусами и запахами биологического происхождения. В процессе транспортирования воды по туннелю длиною 10 км в результате инфильтрации грунтовых вод и насыщения газами наблюдается дальнейшее ухудшение ее качества. Контактированием с- углем, добавляемым к воде на выходе из туннеля, удалось полностью устранить привкусы и запахи воды. Доза вводимого активного угля составляет 5—10 мг/л, время контакта порядка одного часа, однако при интенсивном перемешивании оно может быть снижено до 10—15 мин. [c.291] В водах, подвергнутых биологической очистке, содержится до 100 мг/л органических примесей. Удаление этих примесей также осуществляют активным углем [39]. После пропускания воды через слой гранулированного активного угля степень очистки достигает 70%. В другом варианте при контактировании воды с порошкообразным углем (размер частиц 1—100 мкм, преимущественный — 10 мкм) достигается большая скорость установления равновесия и соответственно еще большая степень очистки. После контактирования с водой уголь сепарируют и подвергают регенерации. Очищенную воду фильтруют от угольной пыли, пропуская через мембранный фильтр с размером отверстий 0,45 мкм. При турбулентном перемешивании степень отработки адсорбционной емкости угля 90% достигается менее, чем за 5 мин. [c.291] Удаление частичек угля из воды может производиться фильтрацией, флотацией, центрифугированием с последующей седиментацией и другими методами. Осажденный уголь обезвоживают в центрифугах. Удаление органических примесей производят нагревом угля до 415 °С в течение 20 мин. [c.291] Схемы жидкофазной контактной очистки порошкообразным углем разнообразны. Основные варианты их представлены иа рис. 14,16. В простейшем одноступенчатом варианте А воду смешивают со свежпм углем, выдерживают при перемешивании в смесителе, после чего очищенную воду и отработанный уголь разделяют. В двухступенчатом противоточном варианте Б вначале воду обрабатывают уже частично отработанным углем, а тонкую очистку проииодят свежим углем. Таким образом, осуществляют движение воды из первой ступени во вторую, а угля, наоборот, пз второй ступени в первую. Конечно, степень очистки и отработки адсорбционной емкости в двухступенчатом варианте выше. Иногда число ступеней увеличивают до трех. В варианте В отработка воды производится в каждой из двух последовательных ступеней свежим углем. [c.291] Прп использовании порошкообразного угля трудно осуществить его регенерацию, что приводит к значительному расходу адсорбента. На очистном сооружении с пропускной способностью 50 тыс. м воды в сутки годовой расход порошкообразного угля достигает 200 т. Стоимость адсорбционной обработки 1 м воды таким методом оценивается в 0,3 коп. [c.291] Если адсорбционной очистке подвергаются сточные воды химических или иных производств, технологи встречаются с двумя разными задачами[41]. В первом случае из воды извлекаются ценные вещества, которые должны быть возвращены в производство, наиример фенол, нитробензол, анилин, гидрохинон, сероуглерод. Тогда десорбцию поглощенных веществ осуществляют паром или экстракцией растворителями (рекуперационная очистка). [c.292] В другом случае адсорбат не представляет ценности и отработанный уголь непосредственно поступает во вращающуюся печь, где примеси удаляют при 600—900 °С в токе перегретого нара (деструктивная очистка). Потери угля прп регенерации составляют около 15% загрузки. [c.292] Оба вида очистки применяются, в частности, при обесфеноливании промышленных вод. Самое высокое содержание фенолов в сточных водах установок переработки твердого топлива. Сточные воды коксовых печей содержат только одноатомные фенолы, а процессов, осуществляемых при температуре ниже 1000 °С (полукоксование, газификация и т. д.) — как одноатомные, так и многоатомные фенолы. Первая обесфеноливающая угле-адсорбционная установка была введена в строй в 1935 г. в Германии. Интенсивные исследовательские работы и строительство многочисленных обесфеноливающих установок в разных вяриянтах началось после второй мировой войны. [c.292] Типовая обесфеноливающая установка [26] представлена на рис. 14,17. Очистку ведут в двух попеременно работающих адсорберах 1, загруженных гранулщованным активным углем с частицами размером 1,5—2 мм. Обесфеноливание совмещается с обесцвечиванием воды. Динамическая активность слоя адсорбента при 60—65 °С составляет 5 г фенолов на 100 г адсорбента. [c.293] Из отработанного угля фенолы удаляют экстракцией бензолом, поступающем из расположенной выше адсорбера емкости 2. Смесь бензола и фенола поступает в декантатор 4. Бензол, содержапщйся в адсорбере после стадии экстракции, отгоняют паром. Смесь бензола и воды охлаждают в (3) и пропускают через декантатор 4. Бензол и фенол собирают в емкости 7, из которой насосом непрерывно подают в ректификационную колонну 6. Фенол, отбираемый с низа колонны, проходит холодильник 8 и собирается в емкости 9. Бензол отбирается сверху ректификационной колонны и после холодильника 5 закачивается в емкость 2. В некоторых случаях в цикле перед стадией очистки предусматривают стадию подсушки угля в токе паров бензола нри 80 °С. В качестве экстрагента могут быть применены также толуол или метилкетон. [c.293] Деструктивное обесфеноливание осуществляется, в частности, при обработке фенолсодержащих вод перед их биологической очисткой. Типовая отечественная адсорбционная установка на станции очистки сточных вод состоит из трех адсорберов диаметром 1,6 м при высоте слоя угля КАД-иодный 6 м. Обесфеноливание осуществляется в двух последовательно включенных адсорберах, в то время как уголь из третьего адсорбера разгружается в виде водяной пулыш, подвергается регенерации и после отсева мелочи в потоке воды центробежным насосом вновь возвращается в адсорбер. [c.293] Широкое распространение получают установки обесфеноливания. в которых активный уголь применяют в комбинации с ионообменными смолами типадеаци-дита. Смолой вначале извлекаются тиоцианаты, тиосульфаты и только в небольшой степени фенолы, а углем — основное количество фенолов. Регенерацию смол производят 3%-ной соляной кислотой. Перед адсорбционной очисткой горячие сточные воды охлаждают до температуры ниже 30 °С, добавляют соляную кислоту до pH 6 и осадок удаляют седиментацией. [c.294] Основным недостатком метода очистки воды в адсорберах со стационарным слоем является высокое гидравлическое сопротивление. Скорости потока при жидкофазной очистке не превышают 5—10 м/ч. Если сточная вода содержит значительное количество взвешенных частиц, последние задерживаются в лобовых частях угля, загрязняя его (явление заиливания), снижая активность и еще больше увеличивая сопротивление. [c.294] Такое загрязнение не происходит, если процесс очистки проводить в псевдоожиженном слое угля. Линейные скорости в этом варианте могут быть увеличены на порядок, а гидравлическое сопротивление резко уменьшено. Для применения в установках такого типа может быть рекомендован уголь КАД-мелкий с размером частиц 1—2 мм. При псевдоожижении слой расширяется приблизительно в 2 раза. [c.294] Вернуться к основной статье