Навігація
Головна
ФІЗИКО-ХІМІЧНІ СПОСОБИ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОДСпорудження для біологічного очищення стічних водХІМІЧНІ МЕТОДИ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОДТЕРМІЧНІ метод очищення і знешкодження СТІЧНИХ ВОДгідромеханічним способом очищення стічних водОчищення стічних водОчищення стічних вод адсорбцієюМетоди очищення стічних водМембранні процеси очищення стічних водОчищення стічних вод в аеробних умовах
 
Головна arrow Екологія arrow Теоретичні основи захисту навколишнього середовища
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Очищення стічних вод екстракцією забруднень

Рідинну екстракцію застосовують при відносно високому вмісті в стічних водах розчинених органічних речовин, що представляють технічну цінність (феноли, органічні кислоти, масла).

Екстракційний метод очищення виробничих стічних вод заснований на розчиненні знаходиться в стічній воді забруднювача органічними розчинниками - екстрагентами, тобто на розподілі забруднюючої речовини в суміші двох взаімонерастворімих рідин відповідно його розчинності в них. Ставлення взаємно врівноважуються концентрацій вдвухнесмешівающіхся (або слабосмешівающіхся) розчинниках при досягненні рівноваги є постійним і називається коефіцієнтом розподілу:

(11.26)

де С е, С ст - концентрація екстрагується речовини відповідно в екстрагентів і стічній воді при сталому рівновазі, кг / м 3.

Цей вираз є законом рівноважного розподілу і характеризує динамічна рівновага між концентраціями екстрагується речовини в екстрагентів і воді при даній температурі.

Коефіцієнт розподілу k р залежить від температури, при якій проводиться екстракція, а також від наявності різних домішок в стічних водах і екстрагенті.

Після досягнення рівноваги концентрація екстрагується речовини в екстрагентів значно вище, ніж гілковий воді. Сконцентроване в екстрагентів речовина відділяється від розчинника і може бути утилізовано. Екстрагент після цього знову використовується в технологічному процесі очищення.

Очищення стічних вод екстракцією складається з трьох стадій: змішання стічної води з екстрагентом. При цьому утворюються дві рідкі фази: екстракт, що містить извлекаемое речовина і екстрагент, і рафінат, що містить стічну воду і екстрагент; поділ екстракту і рафінату; регенерація екстрагента з екстракту і рафінату.

При виборі розчинника слід враховувати його селективність, фізико-хімічні властивості, вартість і можливі способи регенерації.

Ектрагент повинен:

розчиняти извлекаемое речовина значно краще, ніж вода, тобто володіти високим коефіцієнтом розподілу;

володіти великою селективністю розчинення, тобто чим менше екстрагент буде розчиняти компоненти, які повинні залишитися в стічній воді, тим більш повно будуть вилучатись речовини, які необхідно видалити;

мати по можливості найбільшу розчиняють здатність по відношенню до видобутих компонентів, тому що чим вона вища, тим менше буде потрібно екстрагента;

мати низьку розчинність в стічній воді і не утворювати стійких емульсій, так як утруднюється поділ екстракту і рафінату;

значно відрізнятися по щільності від стічної води для забезпечення швидкого і повного поділу фаз;

володіти великим коефіцієнтом дифузії; чим він більший, тим вище швидкість масообміну;

регенеруватися простим і дешевим способом; мати температуру кипіння, що відрізняється від температури екстрагується речовини;

data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

мати невелику питому теплоту випаровування і невелику теплоємність;

НЕ взаємодіяти з вилученими речовиною, так як це може ускладнити регенерацію екстрагента;

же не бути шкідливим, вибухо- і вогненебезпечних і не викликати корозію матеріалу апаратів;

мати невисоку вартість.

Коефіцієнт розподілу, встановлений дослідним шляхом, залежить від природи компонентів системи, вмісту домішок у воді і екстрагенті і температури. Це співвідношення справедливо, якщо екстрагент абсолютно не розчиняється у стічній воді. Однак екстрагент частково розчиняється гілковий воді, тому коефіцієнт розподілу буде залежати не тільки від температури, але і від концентрації извлекаемого речовини в рафінаті, тобто буде величиною змінною.

При частковій взаємної розчинності фаз Сі А кожна з них при екстракції буде являти собою трикомпонентний розчин, склад якого неможливо відкласти на діаграмі з координатами х і у. Склади таких трикомпонентних фаз зручно представити у трикутної діаграмі (рис. 11.5).

Вершини рівностороннього трикутника А, В і С позначають чисті компоненти: розчинник вихідного розчину А, екстрагент С і распределяемое речовина В. Кожна точка на сторонах АВ, ВР і СА відповідає складу двокомпонентних розчинів.

Кожна точка на площі всередині діаграми відповідає складу трьох компонентного розчину (або потрійний суміші). Для відліку змісту кожного компонента в розчині на сторонах діаграми нанесені шкали, причому довжина кожного боку прийнята за 100% (масових, об'ємних або мольних) або за одиницю. Склад розчину або суміші визначається довжиною відрізків, проведених паралельно кожної зі сторін трикутника до перетину з двома іншими. Так, точка M характеризує потрійну суміш, що складається з 20% розчинника A 40% розчинника С і 40% розподіляється речовини В.

Рис. 11.5. Трикутна діаграма розчинності компонента

data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

Якщо беруть участь у процесі екстракції фази мало розчиняються, то матеріальний баланс процесу описується загальним рівнянням

(11.27)

При одноразовому взаємодії фаз (періодична екстракція) матеріальний баланс процесу по потокам приймає вигляд

(11.28)

або в прийнятих позначеннях

(11.29)

де F, S - кількості вихідного розчину і екстрагента відповідно, кг; E, R - кількість екстракту і рафінату відповідно, кг.

Рівняння може бути використано і для безперервного процесу за умови, що всі вхідні в нього величини виражаються в одиницях витрати, наприклад в кг / с. Для розглянутого випадку рівняння робочої лінії процесу екстракції описується загальним для масообмінних процесів рівнянням

(11.30)

Однак часто беруть участь у вихідній екстракції фази володіють часткової взаємною розчинністю, тому кількості потоків по висоті екстрактора будуть змінюватися, а значить ставлення А / С в рівнянні

(11.31)

НЕ буде постійним.

Тоді на діаграмі Y - X (див. Рис. 7.4) робоча лінія буде криволінійної. Оскільки в цьому випадку система є як мінімум трикомпонентної, то для аналізу таких систем доцільно скористатися трикутної діаграмою для побудови не тільки рівноважних, але й робітників концентраційних залежностей.

Для цього перепишемо рівняння (11.29) наступним чином:

(11.32)

Вираз дозволяє представити матеріальний баланс на трикутній діаграмі (див. Рис. 11.5), наприклад, як процес змішування потоків F + S = М і потім поділу цієї потрійний суміші складу М на потоки R + Е.

Матеріальний баланс компонентів А і В у потоках, наприклад екстракту Е і рафінату R, виразиться таким чином:

(11.33)

(11.34)

Способи екстрагування органічних речовин за схемами контакту екстрагента і стічної води можна розділити на перекрестноточние, східчасто-протиточні і безперервно-протиточні. Прямоток в процесах екстракції не застосовується.

При багатоступінчастої перекрестноточной схемою стічна вода на кожному ступені конктактірует зі свіжим екстрагентом, що вимагає значних його витрат.

Практичне застосування отримали методи східчасто-противоточной і безперервно-противоточной екстракції. У протівоточ-них схемах вода і екстрагент рухаються назустріч один одному, екстракт наступної щаблі змішується у змішувачі з водною фазою екстракту попереднього ступеня.

При безперервно-противоточной екстракції вода і екстрагент рухаються назустріч один одному в одному апараті, що забезпечує диспергування екстрагента у воді; при цьому домішки стічної води безупинно переходять в екстрагент.

Регенерація екстрагента. У загальному випадку регенерація може бути проведена із застосуванням вторинної екстракції - з іншим розчинником, а також виправними. Так як абсолютно нерозчинних у воді рідин немає, то в процесі екстракції частина екстрагента розчиняється в стічній воді, тобто він стає новим її забруднювачем, тому необхідно видаляти екстрагент з рафінаду. Регенерація екстрагента зі стічної води в залежності від властивостей екстрагента може здійснюватися отдувкой повітрям або іншими газами, а також реекстракції. Найбільш поширеним способом вилучення розчинника з рафінаду є адсорбція або отгонка парою (газом). Втрати розчинника з Рафінат (стічною водою) припустимі лише за умови його розчинності у воді не вище ГДК.

Регенерація екстрагента з екстракту проводиться шляхом ректифікації.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Cхожі теми

ФІЗИКО-ХІМІЧНІ СПОСОБИ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД
Спорудження для біологічного очищення стічних вод
ХІМІЧНІ МЕТОДИ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД
ТЕРМІЧНІ метод очищення і знешкодження СТІЧНИХ ВОД
гідромеханічним способом очищення стічних вод
Очищення стічних вод
Очищення стічних вод адсорбцією
Методи очищення стічних вод
Мембранні процеси очищення стічних вод
Очищення стічних вод в аеробних умовах
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук