При проведении адсорбционной очистки сточных вод активными углями можно использовать ряд вариантов аппаратурного оформления процесса. Выбор варианта определяется оптимальными условиями применения адсорбента и зависит от метода его регенерации, требуемой производительности установки, наличия взвешенных веществ в очищаемой воде и т. д.[ ...]
Дальнейшая интенсификация адсорбционной технологии связана с использованием высокодисперсных активных углей. Решение вопросов регенерации таких адсорбентов привело к заметному расширению использования порошкообразных активных углей в технологических схемах очистки сточных вод. Это объясняется рядом преимуществ пылевидных углей перед гранулированными: более низкой стоимостью пылевидных сорбентов, высокой скоростью поглощения, удобством гидравлической транспортировки водной суспензии пылевидного активного угля по трубопроводам. В разрабатываемых технологических схемах, как правило, адсорбционные процессы осуществляются в одиночном реакторе или каскаде аппаратов непрерывного действия с перемешиванием. Применение многоступенчатых адсорбционных установок непрерывного действия позволяет существенно снизить необходимый расход адсорбента, поскольку более полно используется адсорбционная емкость поглотителя.[ ...]
По характеру движения адсорбента и очищаемой жидкости различают многоступенчатые установки с перекрестным и про-тивоточным перемещением взаимодействующих фаз. Максимальное использование адсорбционной емкости поглотителя может быть достигнуто только в многоступенчатых противоточных установках [16,44].[ ...]
При противоточном движении жидкости и адсорбента свежий активный уголь подают в аппарат первой ступени, в который поступает очищенная на предыдущих ступенях сточная вода (рис. У-З). Отработанный на первой ступени адсорбент отделяется от жидкости и подается на вторую ступень каскада аппаратов, где отрабатывается до более высокой степени. Затем уголь снова отделяется от жидкости и направляется на следующую ступень, и так до аппарата п, стоящего первым по ходу движения жидкости, в который поступает вода с начальным содержанием органических загрязнений С„ и расходом жидкой фазы <2. Таким образом можно повысить степень отработки выводимого из системы на регенерацию адсорбента и снизить его удельный расход.[ ...]
При разработке технологических схем с применением таких установок необходимо учитывать, что (в отличие от периодического процесса) движение частиц адсорбента и время их пребывания в реакторе носит случайный характер. Рассмотрим вероятностные характеристики времени пребывания частиц в реакторе с перемешиванием.[ ...]
При достаточно интенсивном перемешивании суспензии устойчивый турбулентный режим движения потока устанавливается практически во всем объеме реактора. Известно, что при турбулентном движении жидкости элементарные, массы жидкости хаотически перемещаются в объеме реактора вследствие непрерывного возникновения беспорядочных пульсаций скорости, имеющих различные амплитуды. Движение отдельного элемента объема (частицы твердой фазы) носит сложный характер. Любой элемент объема за сравнительно короткий промежуток времени может оказаться в любой точке реактора. В реакторах с идеальным перемешиванием вновь введенные частицы мгновенно и равномерно распределяются по всему объему аппарата 45]. Любая из находящихся в реакторе твердых частиц с равной вероятностью может оказаться в любой точке системы, т. е. частица в рассматриваемый момент времени может покинуть реактор, причем это относится и к частицам, которые только что были введены в аппарат. При этом существуют частицы, которые находятся в аппарате очень продолжительное время. Следовательно, время пребывания частицы в реакторе будет случайной величиной, которая может принимать любые положительные значения.[ ...]
В монографии [45] показано, что для расчета непрерывного реактора недостаточно использовать только одну величину среднего времени пребывания 0„ и нельзя игнорировать существование плотности распределения величины I, поскольку неполная отработка частиц, связанная с недостаточным их временем пребывания в реакторе, не компенсируется дополнительным поглощением растворенных веществ частицами, находящимися в аппарате более длительное время. Это вызвано различием скоростей поглощения в начале и конце процесса.[ ...]
В качестве примера рассмотрен расчет противоточно-ступен-чатой схемы адсорбционной доочистки биологически очищенных сточных вод производства сульфатной целлюлозы. В опытах применяли порошкообразный активный уголь, полученный из бурого угля активацией водяным паром при 800 °С. Коэффициент Дх определяли сопоставлением теоретических и экспериментальных кинетических кривых; -0а = 0,39-10-12 м2/с. Данные расчетов дозы адсорбента и концентраций веществ на промежуточных ступенях при различных значениях представлены в табл.[ ...]
В [47] приведен анализ противоточной адсорбции в случае нелинейных изотерм (выпуклых и вогнутых) при различном числе ступеней очистки и достаточно большой продолжительности пребывания частиц адсорбента в аппарате (0П—►«>) на примере адсорбции органических веществ из биологически очищенных сточных вод химико-металлургического предприятия и завода органического синтеза активными углями различных марок. Анализ полученных в этой работе результатов позволяет сделать ряд общих выводов, которые следует учитывать при проектировании многоступенчатых адсорбционных установок.[ ...]
При выпуклых изотермах адсорбции нет необходимости в большом числе ступеней адсорбционных аппаратов независимо от глубины очистки сточной воды. Как правило, в данном случае можно ограничиться двумя ступенями очистки. При вогнутых изотермах адсорбции органических загрязнений активными углями применение многоступенчатых установок особенно эффективно. Даже в случае слабо вогнутых изотерм адсорбции необходимая доза активного угля при малом числе ступеней очистки оказывается намного выше, чем в случае линейной изотермы адсорбции. С ростом числа ступеней величины удельного расхода активного угля на очистку сточных вод от органических веществ сближаются независимо от формы изотермы адсорбции.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| У-З. Ступенчато-противоточная схема очистки сточных вод порошкообразным активным |
 |