Инженерная защита окружающей среды

Введение 3
1. Процесс сорбции как вид очистки сточных вод от солей тяжелых металлов. 5
1.2.1. Рассмотрение процесса в статическом и динамическом режиме 7
1.2.3. Сорбционные аппараты и схемы сорбционных установок 9
2.1. Изучение сорбции фильтра в динамическом режиме 12
2.2 Обзор оборудования 13
3. Расчет напорного сорбционного фильтра 14
Заключение 17
Список использованной литературы 18

Весь текст будет доступен после покупки

Вода - это природный ресурс, который имеет решающее значение для выживания и равновесия экосистемы. Он используется во многих областях и для многих целей, что повышает спрос на водные ресурсы нашей планеты, создавая при этом огромный дефицит.
Некоторые регионы обладают богатыми водными ресурсами, но в недостаточном количестве для удовлетворения чрезмерного спроса, что приводит к ограничениям на потребление. Таким образом, рациональное использование водных ресурсов является одной из актуальных задач экологии, в решении которых существенную роль отводят очистке сточных вод всех возможных производств (Федеральный закон от 29 июля 2017 г. № 225-ФЗ).
По определению, сточные воды – это дождевые, талые, инфильтрационные, дренажные воды, сточные воды централизованной системы водоотведения и другие воды, отведение (сброс) которых в водные объекты осуществляется после их использования или сток которых осуществляется с водосборной площади [1].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Процесс сорбции как вид очистки сточных вод от солей тяжелых металлов.
1.1Общие сведения
Основная причина появления ионов тяжелых металлов – это деятельность различных производственных точек, где изготавливаются металлические покраски для полиграфической промышленности. При этом при промывке изделий образуются мало концентрированные сточные воды, а концентрированные стоки представляют собой отработавшие растворы [10]. Из-за сброса промышленными предприятиями неочищенных сточных вод в окружающую среду происходит серьезное ухудшение экологической обстановки.
Считается, что на благосостояние населения, живых организмов и экосистемы, самый большой вред приносят примеси, содержащие соли тяжелых металлов (меди, цинка, хрома, кадмия, железа, никеля и пр.), а также их соединения, обильно содержащиеся в стоках промышленных предприятий (металлообработки и машиностроения, гальванических цехов, цветной и черной металлургии, шахтного и рудного производства, химической промышленности и т.д.). Вследствие сложности, а иногда и невозможности полного выведения металлов из организма у человека и животных, задача по очистке сточных вод от солей тяжелых металлов является весьма актуальной.

Таблица 1. ПДК тяжелых металлов
Металлы Предельный показатель вредности ПДК, мл/л
Fe органолептический, цвет 0,3
Cd санитарно-токсикологический 0,001
Co?? санитарно-токсикологический 0,1
Si санитарно-токсикологический 10,0
Cu органолептический, привкус 1,0
Hg санитарно-токсикологический 0,0005
Pb санитарно-токсикологический 0,03
Ag санитарно-токсикологический 0,05
Zn?? общий 1,0
Cr?? санитарно-токсикологический 0,5
Cr?? санитарно-токсикологический 0,05

Сорбционные методы широко применяют для глубокой очистки сточных вод от растворенных органических веществ после биохимической очистки, а также в локальных установках, если концентрация этих веществ в воде невелика, и они биологически не разлагаются или являются сильно-токсичными [4].
Главное преимущество очищения сточных вод с использованием сорбции – это проверенная работоспособность метода, который позволяет очищать воду с несколькими загрязняющими веществами.
Сорбционная очистка может быть:
1) регенеративной
2) деструктивной.

1.2 Основы очистки стоков от солей тяжелых металлов
Сорбция растворенных веществ — результат перехода молекулы растворенного вещества из раствора на поверхность твердого сорбента под действием силового поля поверхности. Наблюдается два момента контакта молекул: молекулы расщепленного реагента с сорбционной поверхностью, а же с водой непосредственно. Противоположность двух межмолекулярных веществ и определят процесс очищения. Сорбенты – это различные материалы природного происхождения. Наиболее универсальными сорбентами для выведения тяжелых металлов из стоков являются угли. Требования к активированному углю: –нужно подбирать крупный, чтобы он мог схватывать вещество; –уметь удерживать; –отсутствие расщепления; –не быть причиной всех возможных химических реакций с другими реагентами; –способность быстро впитать влагу; –быть дешевым. В процессе сорбционной очистки активный уголь удаляет из воды микроколичества ионов тяжелых металлов [5]. Время, отведенное на сорбцию, определяется лишь от состава природы реагента.
Процесс сорбции происходит так:
1) перенос вещества из сточной воды к поверхности сорбента
2) перенос вещества внутрь зерен адсорбента
3) собственно сорбционный процесс

1.2.1. Рассмотрение процесса в статическом и динамическом режиме
В вопросе очистки сточных вод, методы сорбции разделяют на статическую и динамическую адсорбцию. Главное особенность в режиме статике – это движение реагента вместе с сорбентом. Далее происходит взбалтывание, где уголь размером в ноль целую одну миллиметров, в несколько шагов. Потом сорбент находится в режиме покоя некоторое количество времени. Данная статика применяется тогда, когда сорбент имеет низкую стоимость или является продуктом повторного использования. Лучше всего использовать процессы, подразумевающие по собой многоступенчатость. Схема вариантов приведена на рис. 1

Весь текст будет доступен после покупки

1. "Водный кодекс Российской Федерации" от 03.06.2006 N 74-ФЗ (ред. от 01.05.2022)
2. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З. Эколого-аналитический мониторинг супертоксикантов. М.: Химия. 2018. 105 с
3. Дайнеко, Н. М. Техногенное загрязнения луговых экосистем Белорусского Полесья: монография / Н. М. Дайнеко, С. Ф. Тимофеев. — Чернигов: Десна Полиграф, 2015. — 159 с.
4. Каталитические, сорбционные, микробиологические и интегрированные методы для защиты и радиации окружающей среды / [Л. К. Алтунина и др.]; под ред. О. П. Таран, В. Н. Пармона;
5. Нормирование и снижение загрязнения окружающей среды: учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению "Экология и природопользование" / [Я. Д. Вишняков и др.]; под ред. Я. Д. Вишнякова. — Москва: Академия, 2015. — 367, [1] с.: ил., табл.

Весь текст будет доступен после покупки