Какие направления развития Росийской науки Вы считаете наиболее перспективными

Технология адсорбционной очистки воды от органических токсикантов

7,8

Хлорбензол (C6H5Cl)

112,6

1,107

8,16

 

Исследование кинетики адсорбции фенола (рис.2) показало, что в динамических условиях оптимальное время адсорбции при 10-кратноми избытке адсорбента составляет 2,7 мин. [1]

Разработана и рассчитана установка непрерывного действия для очистки воды от фенола (рис.3).

Известно, что в кипящем слое происходит перемещение более тяжелых частиц АУ в нижнюю часть реактора, которые вытесняют легкие частицы. В этих перемещениях принимают участие частицы АУ, насыщенные водой и насыщенные токсикантом. Поэтому необходимо рассчитать их скорости седиментации Uв и Uт.

Для расчета скорости седиментации необходимы следующие данные: размеры и объем частиц, плотность частиц, вязкость воды.

 

 

 

Для расчета принимаем, что все частицы АУ имеют одинаковый размер d = 1,5·10–3 м, предельная адсорбция 9,55 моль/кг, плотность сухой частицы 1450 кг/м3. Объем частицы равен:

.

Масса сухой частицы равна:

mч = V·rч = 1,767·10–9·1450 = 2,56·10–6 кг.

Масса токсиканта (фенола) адсорбированного частицей равна:

mт = mч·Гпр·М = 2,56·10–6·9,55·94,11 = 2030,8·10–6 кг.

Масса насыщенной фенолом частицы равна:

mн = mч + mт = 2,56·10–6 + 2030,8·10–6 = 2303,36·10–6 кг

Плотность насыщенной фенолом частицы равна:

тт.е. плотность насыщенной фенолом частиц меньше, чем сухой.

Скорость седиментации насыщенной водой частицы равна:

.

То же для насыщенной фенолом частицы:

.


Рис. 3. Технологическая схема очистки воды от органических токсикантов.

1 – вводная ступень; 2 – адсорбционный реактор; 3 – разделительная ступень; 4 – выход очищенной сточной воды; 5 – регулируемый выпуск насыщенного адсорбента.

Основной частью установки является реактор кипящего слоя, содержащий избыточное количество активированного угля (Кизб = 10). В реакторе активированный уголь адсорбирует органический загрязнитель, в результате чего происходит насыщение частиц токсикантом. Скорость седиментации насыщенных токсикантом частиц уменьшается, и они перемещаются в верхнюю часть адсорбционного реактора и далее в разделительную секцию. Диаметр разделительной секции больше, чем диаметр реактора, скорость потока уменьшается, и по наклонному днищу насыщенные частицы скатываются к разгрузочному отверстию, где происходит герметичная разгрузка. Очищенная вода поступает в водоснабжение, а насыщенный АУ - на регенерацию. Установка должна иметь входную секцию, предназначенную для управления скоростью движения загрязненной воды в реактор.

Для обеспечения непрерывности процесса и предупреждения прорыва частиц необходимо выполнить следующие условия (при Qв = 3,6 м3/ч = 0,001 м3/с = 1 л/с):

1 2 3