Технологические схемы адсорбционной очистки сточных вод

В практике очистки сточных вод процесс адсорбции используют порошкообразные сорбенты (ПАУ), гранулированные (ГАУ) или дробленные. ПАУ получают из отсевов при производстве гранулированных или дробленых АУ.

При использовании ПАУ процесс адсорбции осуществляют в статическом режиме в аппаратах с перемешивающим устройством. Удельный расход адсорбента при одноступенчатой схеме очистки воды в условиях, когда исходная концентрация извлекаемого вещества составляет С_о и конечная его концентрация в очищенной воде С_к , определяют по формуле:

, (3.17)

Очевидно, что чем больше разность (С_о–С_к) и меньше величина адсорбции А_о, тем большая доза сорбента необходима для очистки. Как правило, конечные концентрации органических веществ в очищенной воде должны быть низкими, на уровне ПДК. При таких концентрациях величины адсорбции этих веществ также малы, и соответственно доза ПАУ для достижения заданной степени очистки в одну стадию возрастает. Поэтому для более эффективного использования ПАУ в практике водоочистки обычно применяют 2-ух или 3-ех ступенчатую схему, при этом на каждой ступени очистки, концентрация примесей в очищаемой воде снижается до С₁, С₂,…С_к соответственно. Удельный расход сорбента в 3-ёх ступенчатой схеме очистки воды может быть рассчитан по формуле:

(3.18)

где m₁, m₂, m₃ –удельный расход сорбента на 1,2 ,3 ступенях соответственно;

С₁, С₂, С₃ – концентрация органических веществ в очищенной воде после 1, 2, 3 ступени соответственно;

А₁, А₂, А₃ – величины адсорбции, рассчитанные из изотермы адсорбции при равновесной концентрации С₁, С₂,…С_k соответственно.

Технологическая схема очистки представлена на рис. 3.16.

Рис.3.16. Технологическая схема адсорбционной трехступенчатой очистки

сточных вод в статическом режиме с применением порошкообразных АУ

При использовании гранулированных или дробленых сорбентов адсорбцию проводят в динамическом режиме в фильтрах с неподвижным слоем сорбента, движущемся слоем, с псевдоожиженным слоем (рис.3.17.).

Рис. 3.17.Адсорберы: а) с неподвижным слоем; б) с движущимся слоем;

в) с псевдоожиженным слоем : 1– сточная вода; 2 – очищенная вода;

3 – адсорбент, загрузка адсорбента; 4 – острый водяной пар для

регенерации адсорбента; 5 – продукты регенерации

Целесообразно многократное использование сорбентов, в частности, дорогостоящих АУ. В зависимости от природы извлекаемых веществ регенерацию сорбента можно осуществлять непосредственно в фильтре, например, острым паром или заменять загрузку, а отработанный материал подвергать термической регенерации. При термической регенерации в инертной атмосфере происходит разложение и частичная карбонизация органических примесей.

В практике водоочистки наибольшее распространение получили фильтры с неподвижным слоем сорбента. Процесс адсорбции растворенных органических веществ подобно адсорбции газов также может быть описан уравнением Шилова.

В практике сорбционной очистки сточных вод для более полного использования сорбционной емкости АУ используют блок сорбционной очистки, состоящий из трех фильтров, соединенных таким образом, что два из них могут работать в любом сочетании последовательно, а третий отключаться на регенерацию (рис.3.18). Регенерацию можно проводить непосредственно в фильтре паром или горячим воздухом.

Высота слоя сорбента в фильтре – не менее 1,5 м. Время контакта сточной воды с сорбентом при извлечении низкомолекулярных ароматических соединений должно составлять не менее 15 мин, при извлечении высокомолекулярных соединений – 20-30 мин.

Рис.3.18. Технологическая схема адсорбционной очистки сточных вод

с применением фильтров с неподвижным слоем сорбента:

1,2,3– фильтры