WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 || 14 | 15 |   ...   | 29 |

Очистка сточных вод нефтехимического комплекса электрохимическими методами

-- [ Страница 13 ] --

Комбинация электролиза с ионнобменными фильтрами, электродиализом и мембранными технологиями являются инновационными. Метод электрокаталической деструкции имеет высокий процент очистки от органических соединений и красителей, однако обработка сточных вод этим методом до требуемых норм проходит с малой скоростью и требует комбинирования его с химическими методами, что приводит к традиционному подходу к очистке сточных вод.

2. Исследование процесса очистки нефтесодержащих вод электролизом 2.1 Методика исследования электролизера с электрохимическим источником тока Электролизеры обладают набором функциональных возможностей по обработке водных растворов: получение хлора, кислорода, водорода, гипохлорита натрия, окисление и подщелачивание раствора, обескислороживание воды, извлечение ионов металлов, обеззараживание, жидкофазное окисление органических веществ [10].

Электролизеры бывают двух типов: безмембранные и мембранные. Мембранные электролизеры имеют больший коэффициент выхода по току, в них в меньшей степени проявляется деполяризация, они имеют значительно большие функциональные возможности. Мембранные электролизеры получили широкое распространение в практике водоочистки.

Мембраны подразделяются на пористые, непористые, ионообменные, пленочные, диффузные.

Мембраны изготавливаются из тканых и нетканых волокнистых материалов (капрон, асбест, целлюлоза), полимерных инертных и ионообменных материалов, применяются в виде металлических, стеклянных, биологических, жидких пленок. В ионообменных мембранах осуществляется преимущественный перенос одноименно заряженных ионов.

В зависимости от использования продуктов электролиза мембранный электролизер может быть использован по разным направлениям (таблица 8) [10].

Таблица 8 - Область применения мембранного электролизера Растворитель анодной камеры Подкисление воды. Хлорирование водного раствора, содержащего СГ Раствор из анодной камеры Получение гипохлорита натрия из раствора NaCI Продукты окисления анодной камеры Продукты восстановления катодной камеры Растворитель катодной камеры Подщелачивание воды. Очистка воды Раствор из анодной и катодной камеры Получение католита и анолита со щеанолит и католит) лочной и кислой реакцией соответственно.

Важной задачей разработки эффективных аппаратов - электролизеров - является создание электродных материалов нерастворимых при анодной поляризации. К числу таких материалов относятся: графит, магнетит, ПТА, ОРТА, ОКТА, ТДМА[10].

Графит наиболее широко используется в промышленности в качестве электродного материала из-за его невысокой стоимости, способности к механической обработке, большим сроком службы. К недостаткам следует отнести механическое разрушение в растворах хлоридов невысокой концентрации и в сильно щелочных растворах при pH 10.

Магнетит получают путем плавления закисно-окисного железа или из природной руды.

Магнетит стоек при анодной поляризации в воде с низкой минерализацией. К недостаткам следует отнести низкую электропроводность, сложность механической обработки.

Платино-титановые аноды (ПТА) стойки при анодной поляризации, имеют низкое перенапряжение, технологичны в обработке. Недостатком является высокая стоимость.

Оксидно-рутениево-титановый анод (ОРТА) стоек при анодной поляризации, имеет низкое перенапряжение и удельное сопротивление, высокую химическую стойкость, технологичен в обработке.

Оксидно-кобальтово-титановый анод (ОКТА) является аналогом ОРТА, обладает высокими электродными характеристиками, дешевле ОРТА.

Титан-диоксидно-марганцевый анод (ТДМА) является аналогом ОРТА, обладает хорошими электродными характеристиками, дешевле ОКТА[10].

Электролизеры - многофункциональны, они могут применяться как для очистки нефтесодержащих вод, так и для решения специфических задач (рисунок 17).Мембранный электролизер (рисунок 17а) может быть применен для обезжелезивания вод, содержащих ионы двухвалентного железа пропусканием воды в катодной камере электролизера. При достижении рН=10,3 гидроксид двухвалентного железа становится нерастворимым. Формирование хлопьев и их седиментация осуществляется в отстойнике. Осветленная вода из отстойника может быть нейтрализована пропусканием в анодной камере электролизера[10].

Очистка нефтесодержащих вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ происходит с применением коагулянта, полученного электрохимическим путем (рисунок 17б). Анолит и католит, полученный в мембранном электролизере, подают в электрокоагулятор. В электрокоагуляторе вырабатывается коагулянт. Электрохимический выход коагулянта увеличивается за счет кислой реакции анолита, поступающего в анодную камеру электролизера. Интенсивное хлопьеобразование и седиментация загрязнений происходит в отстойнике[10].

Рисунок 17 - Мембранный электролизер в технологических схемах: обезжелезивание воды (а), очистка воды от взвешенных частиц и нефтепродуктов (б), очистка отработанных моющих растворов (в):

1-анодная камера; 2-катодная камера; 3-отстойник; 4-электрокоагулятор;

5-нефтеловушка В технологии ремонта деталей машин и агрегатов используются синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) для отмыва поверхности. Отработанные моющие растворы, содержащие асфальтосмолистые компоненты нефти, продукты коррозии оборудования, ПАВ, диспергированные минеральные вещества, содержат высокие концентрации загрязняющих веществ. Очистка таких растворов чрезвычайно затруднена вследствие высокой устойчивости дисперсной системы, стабилизированной поверхностно-активными веществами[10].



Нарушение устойчивости происходит в кислых растворах при значении pН=1...3. Отработанные моющие растворы пропускают в анодной камере мембранного электролиза (рисунок 17в), после чего вода осветляется в отстойнике за счет седиментации нефтепродуктов и взвешенных веществ. Нефтепродукты всплывают, накапливаются в верхней части отстойника, отводятся из системы с помощью нефтеловушки. Вода нейтрализуется пропусканием в катодной камере электролизера[10].

Благодаря широким функциональным возможностям электролизеры нашли широкое применение в различных отраслях промышленности. По сравнению с электрокоагуляторами они потребляют меньше электроэнергии, т.к. энергия не расходуется на растворение электродов.

С целью интенсификации процесса очистки воды с применением электролизеров предложены следующие сочетания электролизеров с другими методами и аппаратами:

электролизер - отстойник;

гальванокоагулятор - электролизер;

электролизер - флотатор;

электролизер без внешнего источника энергии[10].

Гальванокоагулятор-электролизер Очистку воды осуществляют [126] путем пропускания сточной воды через неподвижную пористую загрузку, состоящую из смеси железных стружек и гранулированного активированного угля. Одновременно через пористую пластину, расположенную в нижней части устройства для очистки воды, подается воздух. В результате работы короткозамкнутого гальванического элемента происходит растворение железа и его интенсивное окисление до Fe(III) кислородом воздуха. Использование активированного угля в качестве катодной части загрузки способствует не только более интенсивному протеканию окисления железа, но и окислению присутствующих в воде органических веществ. Взаимодействие Fe(III) с тяжелыми металлами, ионами кальция и магния приводит к образованию нерастворимых соединений - ферритов, которые выносятся из зоны реакции потоком воды и пузырьками воздуха. Одновременно за счет взаимодействия гидроксокатионов железа (III) с сульфат- и силикат-ионами образуются сложные малорастворимые соединения типа Na(K)Fe3(S04)2(OH)6, что способствует уменьшению солесодержания в очищенной воде. Образовавшиеся соединения железа являются эффективными коагулянтами, удаляющими из воды мелкодисперсные, эмульгированные и растворенные примеси. Наложение небольшого по величине внешнего электрического поля, причем центральный стержень подключается к положительному полюсу источника питания, а корпус - к отрицательному, позволяет интенсифицировать растворение железной стружки.

Электролизер-флотатор Пузырьки газа, полученные при электролизе воды, также как в электрокоагуляторах, могут быть использованы для повышения эффекта очистки воды [127].

В устройстве [127] поток нефтесодержащей воды проходит между электродами электролизера, расположенными в нижней части аппарата. Газовые пузырьки флотируют загрязнения в верхнюю часть аппарата, которая является камерой флотации. Флотационная пена удаляется эжектором, а вода поступает в отстойник на доочистку. Эффект очистки воды усилен за счет применения дополнительных плавающих электродов неправильной формы, размещенных в межэлектродном пространстве.

Результаты очистки воды с содержанием нефтепродуктов 600 мг/л при плотности тока 10...80 А/м2, напряжением 4,2 В приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Зависимость остаточного содержания нефтепродуктов в сточной воде от времени обработки электролизом [127] Остаточная концентрация нефтепродуктов, мг/л 20 10 5 2 1 0,5 0, Эффект очистки рассмотренных электролизеров составляет:

- в электролизере-отстойнике по взвешенным веществам 95,5 %, по нефтепродуктам 83%;

- в электролизере-флотаторе по нефтепродуктам 99,5%[127].

Электролиз является эффективным методом для очистки производственных сточных вод.

Недостатком метода являются большие энергозатраты.

Электролизер без внешнего источника энергии Электролизеры, созданные нами по принципу электрохимических источников тока, не могут быть использованы для получения кислых и щелочных растворов вследствие невысокого тока обмена, получаемого в таких устройствах. Однако, они обладают другими преимуществами, показанными ниже.

Электрохимический электролизер может быть использован для очистки отработанных моющих растворов, стабилизированных поверхностно-активными веществами [128].

Вода, прошедшая через катодную камеру диафрагменного электролизера 1, поступает в вихревой смеситель 2 (рисунок 18), где обеспечивается тщательное перемешивание в течение 5мин с отработанным моющим раствором в соотношении 10-20:90-80% и не допускается осаждение на дно образовавшихся хлопьев и взвеси, поступает в вертикальный отстойник 3, где хлопья оседают на дно, отстаиваясь. Осветленная часть воды поступает повторно в цикл мойки, а выпавший в нижнюю часть отстойной камеры осадок периодически выпускается для обезвоживания в вакуум-фильтр 4, после чего отделившийся осадок отправляется на утилизацию.

Воздуходувкой 5 подается кислородсодержащий газ. Осветленная часть воды из вакуумфильтра подается в отстойник 3.

Электролизер 1 состоит из прямоугольного корпуса 6, в нижней части которого расположен отвод 7 для воды, обрабатываемой в катодной камере, в верхней части - подвод 8 однонормального раствора хлористого натрия, анодной камеры 9, заполненной гранулами сплава Вуда 10, катодной камеры 11, заполненной гранулами алюминия 12 и дробленым кальцитом 13, токоподводов 14 анодной и катодной камер, замкнутых накоротко. В нижнюю часть катодной камеры подают воздуходувкой 5 кислородсодержащий газ по трубопроводу 15. Катодная и анодная камеры разделены пенопластовой перегородкой 16 так, что объем катодной камеры в десять раз превышает объем анодной камеры[128].

Гранулы кальцита, помещенные в электрическое поле электрохимического источника тока, растворяются, а затем окисляются и гидролизуются. Одновременно образуются гидроксиды алюминия. Полученные электрохимическим путем щелочной реагент и коагулянт дозируют в очищаемый отработанный моющий раствор.

Рисунок 18 - Технологическая схема очистки отработанных моющих растворов с применением электрохимического электролизера[128]:

1 - электролизер; 2 - вихревой смеситель; 3 - отстойник; 4 - вакуум-фильтр; 5 - воздуходувка; 6 корпус электролизера; 7 - патрубок отвода воды; 8 - патрубок подвода воды; 9 - анодная камера;



Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 || 14 | 15 |   ...   | 29 |
 


Похожие материалы:

«СЫСОЕВА Ольга Валерьевна Факторы, влияющие на микробиоту раствора для выращивания растений в экспериментальной модели экологической системы жизнеобеспечения Специальность 03.02.08 – экология (биология) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учной степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук Тирранен Л.С. Красноярск – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1. 1 Взаимодействие растений с микроорганизмами 1. 2 Микробиота почв 1. 3 Корневые выделения растений ...»

« СИНЕНКО Николай Николаевич БИОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕСНИЧНЫХ ИНФУЗОРИЙ НЕКОТОРЫХ ВОДОЕМОВ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ 03.02.04- зоология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор С.Ф. Лихачев Омск - 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ стр. Введение 4 Глава 1. Обзор литературы 9 1.1. Степень изученности ресничных инфузорий в водоемах и водотоках Омской области 9 1.2. Индикаторные особенности ...»

«Сапрыкина Ирина Николаевна БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МЕСТНЫХ И ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ КУЛЬТИВАРОВ CERASUS MILL., PRUNUS L. В УСЛОВИЯХ ОРЕНБУРЖЬЯ 03. 02. 01. – ботаника Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук Авдеев В. И. Оренбург – 2014 г. 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 ГЛАВА 1 КРАТКАЯ ИСТОРИЯ СЕЛЕКЦИИ, ВИДЫ И СОРТИМЕНТ 6 ВИШНИ, СЛИВЫ (Обзор литературы) 1.1 История культуры, виды и сортимент вишни, сливы 6 1.2 Особенности ...»

« Петунина Жанна Владимировна СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ БАЙКАЛЬСКИХ АМФИПОД GMELINOIDES FASCIATUS И ИХ ПАРАЗИТОВ, МИКРОСПОРИДИЙ, В ОЗЕРЕ БАЙКАЛ 03.02.08 – экология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель доктор биологических наук Д.Ю. Щербаков Иркутск, 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Амфиподы озера Байкал 1.1.1. Роль амфипод в экосистеме озера Байкал 1.1.2. Эволюция амфипод в ...»

« ЭРДЭНЭГЭРЭЛ АРИУНБОЛД ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ СУХИХ СТЕПЕЙ СРЕДНЕЙ ХАЛХИ (СОМОН БАЯН-УНДЖУЛ, МОНГОЛИЯ) 03.02.01 – Ботаника Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель доктор биологических наук, профессор В.Т. Ярмишко Санкт-Петербург 2014 Введение Глава 1. История исследований степей Монголии Глава 2. Природные условия сухих степей Средней Халхи 2.1. Рельеф 2.2. Климат 2.3. Почвы 2.4. Растительность 2.5. ...»

« АНДРЕЕВА Алевтина Сергеевна ЖУКИ-ЛИСТОЕДЫ (COLEOPTERA: CHRYSOMELIDAE) БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ: ФАУНА, ЭКОЛОГИЯ, ХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ 03.02.08 – Экология диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент А.В. Присный БЕЛГОРОД 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение Глава 1. Листоеды Средней полосы европейкой России и 7 сопредельных территорий: общие сведения о биологии и экологии (обзор литературы) 1.1. Биология ...»

« Сибиркина Альфира Равильевна БИОГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В СОСНОВЫХ БОРАХ СЕМИПАЛАТИНСКОГО ПРИИРТЫШЬЯ Специальность 03.02.08 – Экология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный консультант – доктор биологических наук, профессор Панин Михаил Семенович Омск, 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение. Актуальность темы ……………………………………………….…….5 Глава 1. Современные представления об аккумуляции и миграции тяжелых металлов в системе ...»

« САМБУУ Анна Доржуевна СУКЦЕССИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ В ТРАВЯНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ ТУВЫ 03.02.01 – Ботаника 03.02.08 – Экология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный консультант – доктор биологических наук, профессор А.А. Титлянова Кызыл – 2014 СОДЕРЖАНИЕ Введение ……….…….………………….…………………….…………… 4 Глава 1. Физико-географические условия района исследования ……. 9 1.1. Географическое положение, геологическое строение и рельеф 9 1.2. Гидрография и ...»

« НЕСТЕРЕНКО СТАНИСЛАВ ВЛАДИМИРОВИЧ ЭКОЛОГО-ФАУНИСТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МУХ-ЛЬВИНОК (DIPTERA, STRATIOMYIDAE) СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО КАВКАЗА И КРЫМА Специальность 03.02.05 – энтомология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент С.Ю. Кустов Краснодар 2014 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 4 1 Аналитический обзор литературы 11 1.1 Положение Stratiomyidae в системе отряда Diptera 11 1.2 Морфологическая характеристика ...»

« Фисунов Глеб Юрьевич Функциональная геномика микоплазм при адаптации к стрессовым условиям внешней среды 03.01.04 – Биохимия 03.01.03 – Молекулярная биология Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук Научный руководитель: д.б.н., профессор, член-корр. РАМН Говорун Вадим Маркович Москва – 2014 2 Оглавление Оглавление 1. Введение 1.1 Научная новизна и значимость работы 1.2. Цели и задачи 1.3. Обзор литературы Молекулярные системы бактерий, участвующие ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.