Методы очистки отработанного воздуха и химзагрязненной воды

Классификация промышленных загрязнений биосферы.

Химическая технология и очистка промышленных выбросов.

Выбор методов очистки промышленных выбросов и аппаратурное оформление этих методов зависят от состава, свойств, концентрации загрязняющих веществ и требуемой степени чистоты. В химической технологии широко применяют механические, химические, физико-химические, физические, биохимические и термические методы очистки.

Механические методы очистки основаны на использовании различия плотностей дисперсионной и дисперсной фаз (осаждение) или выделения твердой или жидкой фазы на пористой перегородке (фильтрование). Эти методы используют для очистки сточных вод от взвешенных веществ и отходящих газов от аэрозолей.

Химическими методами очистки являются нейтрализация кислот и щелочей, окисление, восстановление, электролиз, гидролиз и каталитическое окисление. Эти методы применяют для обезвоживания и удаления примесей неорганических примесей.

Физико-химические методы включают в себя экстракционные, электрохимические, сорбционные методы, дистилляцию и ректификацию. Они очищают сточные воды от мелкодисперсных, коллоидных и растворенных веществ.

Физические методы включают в себя осаждение в электрическом и магнитном полях, выпаривание сточных вод и др.

Биохимическими методами очищают сточные воды. Они основаны на биохимическом окислении органических и некоторых неорганических веществ в результате жизнедеятельности организмов.

Термические методы очистки твердых, жидких и газообразных примесей заключаются в окислении содержащихся в них токсичных органических веществ кислородом воздуха при высокой температуре до нетоксичных соединений. Термическое обезвреживание отходов производства осуществляется чаще всего их сжиганием при температуре 1123 – 1253 К.

Загрязнение биосферы – комплекс разнообразных воздействий на нее человеческого общества, приводящих к увеличению уровня содержания вредных веществ в биосфере, появлению новых химических соединений, частиц и чужеродных предметов, чрезмерному повышению температуры, шума, радиоактивности и т.п.

Вредные выбросы подразделяют на три группы:

1)технологические отходы, источниками которых служат процессы-загрязнители;

2)потери продуктов из-за несовершенства оборудования и низкой культуры его эксплуатации;

3)дымовые газы, образующиеся при сжигании топлива в печах технологических установок, при сжигании газов на факеле и др.

Промышленные загрязнения биосферы подразделяют на 2 основные группы: материальные, включающие в себя механические, химические и биологические загрязнения, и энергетические загрязнения.

К механическим загрязнениям относятся аэрозоли, твердые тела и частицы в воде и почве. Химические загрязнения – разнообразные газовые, жидкие и твердые химические соединения, вступающие во взаимодействие с биосферой. Биологические загрязнения – микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности.

К энергетическим загрязнениям относятся все виды энергии – тепловой, механической (вибрации, шум, ультразвук), световой (видимое, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение), электромагнитные поля, ионизирующие излучения (альфа-, бета-, гамма-, рентгеновское и нейтронное).

Источники загрязнения подразделяют на сосредоточенные и рассредоточенные, а также непрерывного и периодического действий. Загрязнения разделяют также на стойкие (неразрушимые) и разрушаемые под действием природных химико-биологических процессов.

Для очистки воздуха применяют методы абсорбции жидкостями, адсорбции твердыми поглотителями и методом каталитического окисления.

Метод абсорбции жидкостью основан на избирательной растворимости вредных примесей (физическая абсорбция) или на их взаимодействии с активными компонентами жидкого поглотителя (хемосорбция). Абсорбция жидкостями применяется для извлечения из газов диоксида углерода, сероводорода и других сернистых соединений, оксидов азота, паров кислот (HCl, HF, H₂SO₄), разнообразных органических соединений (фенолы, формальдегид, летучие растворители и др.).

Метод адсорбции твердыми поглотителями основан на избирательном поглощении определенных компонентов из парогазовой смеси адсорбентами, представляющими собой твердые зернистые материалы с большой удельной поверхностью. В качестве сорбентов применяют активированных уголь, силикагель, алюмогель, природные и синтетические цеолиты (молекулярные сита).

Каталитические методы основаны на реакциях в присутствии твердых катализаторов. В результате каталитических реакций примеси, содержащиеся в газе, превращаются либо в экологически безвредные соединения, либо в соединения, легко удаляемые из газа.

К жидким отходам относятся загрязненные растворители, различные фильтраты, кубовые остатки, отработанные кислоты, масла и органические теплоносители, сточные воды и др.

Сточные воды химических производств очищают механическими, физико-химическими, биохимическими и термическими методами.

Механические методы очистки включают в себя в основном отстаивание, осветление и фильтрование.

Физико-химические методы применяют для очистки сточных вод от мелкодисперсных, коллоидных и растворенных веществ. К этим методам относятся дистилляция, ректификация, абсорбция, ионный обмен, обратный осмос и др.

Биохимические методы очистки сточных вод применяют для обработки стоков, содержащих органические вещества в растворенном или тонкодисперсном виде.