Способы отделения твердой фазы. Седиментация, центрифугирование, фильтрование, электрофлотация, электрофорез.

Флокуляция – образование хлопьев, флокул, способность частиц дисперсных систем агрегироваться вне зависимости от сил взаимодействия м/у частицами.

Коагуляция – способность дисперсных систем выделяться на растворе под влиянием внешних воздействий. Вещества обуславливающие коагуляцию и флокуляцию называются коагулянтами и флокулянтами соответственно. Центробежное отделение твердой фазы под действием центробежных и центростремительных сил происходит таких аппаратах, как центрифуги и гидроциклоны

Методы мембранного разделения условно делятся на – микро- и ультрафильтрацию, обратный осмос, испарение через мембраны.

Седиментация – оседание под действием гравитационного поля. Применяют флокулянты, для увеличения скорости осаждения взвесей, флокулянты – водо-растворимые полимеры с полярными концевыми функциональными группами. Они связывают взвеси в рыхлые сетчатые агрегаты. Полиакриламид – (ПАА) –[ CH(4)-CH-C=O(“к С”-NH](n)-

Процесс идет в флокуляторе при равномерном и медленном перемешивании(без дробления частиц) ПАА добавляют 0.1% от содержания твердой фазы. Применяют в основном для сгущения очищаемой среды и первичного выделения осадков.

Отстойник периодического действия (при малом количестве воды) металлический или железобетонный резервуар с коническим днищем(вода отбирается через сифон или специальные желоба). Осадок убирают вручную.

Отстойник непрерывного действия (при больших количествах воды, расход не более 50000м(3)/сутки) * вертикальные отстойники - во время движения воды из нее выпадают взвеси, удельный вес которых больше удельного веса воды. * отстойники горизонтальные – прямоугольный резервуар из нескольких отделений (высота 3 – 5 метров, отношение длины к высоте не меньше 10)Дно – под уклоном в сторону, противоположную движению воды. * Радиальный отстойник – круглый резервуар, вода в котором движется радиально от центра к периферии. Скорость движения воды изменяется от мах значения у центра, до мin значения у периферии.(первичный отстойник, илоуловливатель) * Тонкослойные отстойники (для тонкодисперсных примесей) – малая глубина обеспечивает осветление воды в течении 4- 10 мин, что позволяет уменьшить их габариты. Резервуар глубиной 0.2 – 0.3 м с полочными или трубчатыми вставками, расположенными под углом  сползание осадка к шламосборнику (угол 30 – 40 гр.)

Фильтрование. Фильтры – устройства, в которых очистка жидкости от частиц твердой фазы происходит в процессе протекания через перегородку, имеющую поры(разность значения давления по обе стороны перегородки. * Сетчатые фильтры – для задерживания сравнительно грубых частиц. Изготовляют из одного или нескольких слоев ткани или металлической сетки. Действие основано на механической задержки больших частиц и инерционном осаждении частиц. Эффективность увеличивается по мере убирания отфильтрованного слоя. * Волокнистые фильтры – изготавливают из фильтровальной бумаги, специального картона.. Применяют только при небольших течениях раствора (вседствии большого гидравлического сопротивления.) Действие сводится к инерциальному осаждению, прилипанию частиц к выступам, седиментации. Инерциальное осаждение и седиментация повышаются при увеличении размера и плотности частиц. * Зернистые фильтры – используют кварцевый песок, дробленый шлак, гравий, антрацит. Бывают однослойные и многослойные. Очистку фильтра производят чистой водой или сжатым воздухом. * Фильтрование под вакуумом – для очистки маловязких жидкостей. Степень очистки не более 80%. Тонкость очистки определяется фильтрующим элементом.(- барабанные – дисковые – ленточные) Остаток высушивают до min влажности.

Центрифугирование – разделение твердых и жидких фаз в поле центробежных сил. Центрифуги и гидроциклоны. Центрифуги – ускорение оседающей части по сравнению с гравитационным ускорением увеличивается на величину Kp = w(2)r/g w – угловая скорость вращения жидкости. R – радиус вращения. Уравнение движения - V = (gLd_r(2)(pф – pс))/18м.. L – центробежная сила, d_r – диаметр частицы, рф и рс – плотность дисперсной фазы и среды, м – вязкость среды. Улучшение в результате агрегации и фильтрации.(укрупнение частиц)

Циклоны: * напорные – цилиндрическая и коническая части. Вращение жидкости вызывается ее выпуском в тангенциальный патрубок, расположенный в верхней части цилиндра. Коническая часть кончается насадкой через которую выводится осадок. Низкий КПД из-за избыточной интенсивности турбулентности. Применяют для выделения частиц со скоростью осаждения менее 0.02 м/с. * Многоярусные: по принципу выделения аналогичны напорным. Устройство в камере нескольких секций, через которое проходит очищаемый поток, позволяет более полно использовать объем гидроциклона и уменьшить время пребывания жидкости в циклоне. * Открытые – для очистки от частиц со скоростью оседания более 0.02 м/с. большая производительность и малые потери напора. Эффективность зависит от характера загрязнений.

Электрофлотация. Сущность метода: удаление твердых частиц дисперсной фазы осуществляется путем флотации их пузырьками водорода и кислорода, образующихся в результате электролиза водной части осветляемой жидкости. Катод 2H(2)O + 2e  H(2) +2OH(-)

OH(-) ионы движутся в аноду, где отдают свой заряд с выделением O(2). 4OH(-) – 4e  2H(2)O + O(2).

По сравнению с обычной флотацией пузырьки по размерам на 1 – 2 порядка меньше. Пузырьки – однородны и выделяются в больших количествах.

Электрофорез – процесс переноса частиц в электрическом поле. Причина – наличие разноименных зарядов у разных фаз. В результате возникновения электрического поля м/у электродами, благодаря малым размерам частиц дисперсной фазы происходит перенос отрицательно заряженной дисперсной фазы к положительному электроду. Заряд на частицах обусловлен наличием на их поверхности двойного электрического слоя из ионов, возникающего либо в результате избирательной адсорбции одного из ионов электролита, либо за счет ионизации поверхностных молекул вещества.

54. Классификация газовых выбросов. Источники газовых выбросов.

Источники загрязнения: теплоэнергетика – 27%, черная металлургия – 24,3%, цветная металлургия – 10,5%, нефтедобыча и химия – 15,5%, транспорт – 13,3%, строительство – 8,1%, химия – 1,3%. Организованный выброс – выброс, поступающий в атмосферу через специальные газоотходные трубы. Неорганизованный выброс – выброс, поступающий в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования, неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа. ГАЗОВЫЕ ВЫБРОСЫ: по составу → Аэрозоли → твердые – пыль (5-10мкм), жидкие – дым (0,1-5мкм), туманы (0,3-5мкм);

По организации отвода и контроля → организованные, неорганизованные; По температуре → холодные, нагретые; По признакам очистки → без очистки – неорганизованные и организованные, после очистки – организованные.

55. Токсическое воздействие вредных выбросов.

Оксид углерода (CO) – воздействует на нервную и сердечнососудистую системы, вызывает удушье, (соединяется с гемоглобином крови, который становится неспособным переносить кислород к тканям). При наличии в воздухе оксидов азота → токсичность CO возрастает. Симптомы отравления: боли в голове, ощущение пульса в висках, головокружение.

Оксиды азота (N(x)O(y)): N(2)O, NO, N(2)O(3), N(2)O(4), N(2)O(5), NO(3), N(2)O(6). N(2)O - при высоких температурах разлагается на N(2) и O(2). NO- плохо растворим в воде, солях и органических соединениях. NO(2) – не имеет цвета и запаха, очень ядовит, раздражающе действует на органы дыхания. Приметы отравления: легкий кашель...

Диоксид серы (SO(2)) уже в малых дозах создает неприятный вкус во рту, раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательные пути.

Углеводороды. В малых концентрациях – снижают активность, вызывают головную боль, головокружение, раздражают слизистые оболочки глаз и дыхательные пути. Наиболее опасные – канцерогенные вещества (C(20)H(12).