экология. Практическая работа 1 по экологии. Способы очистки атмосферного воздуха. Методы очистки сточных вод
 Скачать 189.14 Kb.
|
|
Практическая работа 1. Тема: Способы очистки атмосферного воздуха. Методы очистки сточных вод. Цель: Изучить способы очистки атмосферного воздуха с использованием циклонов и скрубберов. Изучить методы очистки сточных вод. Формируемые компетенции ОК 2, ОК4, ОК 5, ОК 6, ПК 2.2 Теоретическая часть: 1. Циклон— воздухоочиститель, используемый в промышленности, а также в некоторых моделях пылесосов для очистки газов от взвешенных частиц. Принцип очистки — инерционный (с использованием центробежной силы), а также гравитационный. Циклонные пылеуловители составляют наиболее массовую группу среди всех видов пылеулавливающей аппаратуры и применяются во всех отраслях промышленности. Собранная пыль может быть в дальнейшем переработана . Принцип действия простейшего противоточного циклона таков: поток запылённого газа вводится в аппарат через входной патрубок тангенциально в верхней части. В аппарате формируется вращающийся поток газа, направленный вниз, к конической части аппарата. Вследствие силы инерции (центробежной силы) частицы пыли выносятся из потока и оседают на стенках аппарата, затем захватываются вторичным потоком и попадают в нижнюю часть, через выпускное отверстие в бункер для сбора пыли . Очищенный от пыли газовый поток затем двигается снизу вверх и выводится из циклона через выхлопную трубу. Существует огромное разнообразие типов циклонов. Степень очистки в циклоне сильно зависит от дисперсного состава частиц пыли в поступающем на очистку газе (чем больше размер частиц, тем эффективнее очистка). C увеличением диаметра циклона степень очистки возрастает, но увеличивается металлоёмкость и затраты на очистку. При больших объёмах газа и высоких требованиях к очистке газовый поток пропускают параллельно через несколько циклонов малого диаметра (100—300 мм.). Такую конструкцию называют мультициклоном или батарейным циклоном. Циклоны просты в разработке и изготовлении, надёжны, высокопроизводительны, могут использоваться для очистки агрессивных и высокотемпературных газов и газовых смесей  рис 1. Циклон рис 2. Мультициклон2. Скруббер (англ. «scrubber», от англ. scrub — «скрести», «чистить») — устройство, используемое для очистки твёрдых или газообразных сред от примесей в различных химико-технологических процессах. Назначение — улавливание из отводимых газов, от печей пыли, возгонов и оксидов селена, теллура, свинца и других элементов. Очистка газов от примесей с помощью скрубберов относится к мокрым способам очистки. Этот способ основан на промывке газа жидкостью (обычно водой) при максимально развитой поверхности контакта жидкости с частицами аэрозоля и возможно более интенсивном перемешивании очищаемого газа с жидкостью. Данный метод позволяет удалить из газа частицы пыли, дыма и аэрозолей (обычно нежелательные или вредные) практически любых размеров. Основной недостаток этого способа газоочистки — образование больших объёмов шлама. Действие аппаратов мокрой очистки газов основано на захвате частиц пыли жидкостью, которая уносит их из аппаратов в виде шлама. Процесс улавливания в мокрых пылеуловителях улучшается из-за конденсационного эффекта — укрупнение частиц пыли за счёт конденсации на них водяных паров. Скрубберы находят широкое применение в черной, цветной металлургии, химической, нефтяной промышленности, в энергетике. Скрубберы как аппараты мокрого пылеулавливания получили широкое распространение ввиду сравнительно небольшой стоимости изготовления, высокой эффективности пылеулавливания, возможности их использования при высокой температуре и повышенной влажности очищаемых газов, а также в случаях опасности самовозгорания, взрыва газов или улавливаемой пыли . Преимуществом мокрых аппаратов является возможность одновременного осуществления очистки газов от взвешенных частиц (пылеулавливание), извлечения газообразных примесей (абсорбция) и охлаждения очищаемых газов (теплообмен).   рис. 3 Схема скруббера3. Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным.. Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве. Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%. При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ.. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности. Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования. Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки. В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах. В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем. Для искусственной биологической очистки применяют специальные сооружения – аэротенки (железобетонные резервуары), очищающим началом в которых служит активный ил (биоценоз). Активный ил представляет собой совокупность микроскопических растений и животных, созданную искусственным путем. Аэротенк снизу продувается мощным потоком мельчайших пузырьков воздуха, создающим избыток кислорода. При избытке кислорода в активном иле бурно растут и развиваются бактерии и микрофауна. Бактерии склеиваются в хлопья, обладающие большой рабочей поверхностью, при этом выделяются ферменты, расщепляющие органические загрязнения до простых минеральных веществ. Бактерии активно делятся, их масса увеличивается, склеивается в хлопья и вместе с илом оседает на дно, отделяясь от чистой воды. Вода после биологической очистки проходит процесс хлорирования, а ил включается в новый цикл очистки. Время процесса – 6-12 часов. Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей. Указания к выполнению практической работы. Запишите в рабочей тетради тему и цель практической работы. Внимательно прочитайте теоретическую часть, изучите рисунки и схемы. Выполните в тетради схему циклона. Кратко изложите принцип действия циклона. Выполните схему скруббера. Кратко изложите принцип работы скруббера. Опишите методы очистки сточных вод: - механический - химический - физико-химический - биологический 8. Запишите вывод. Вопросы для самопроверки Каково предназначение циклонов и скрубберов? В чем заключается принципиальное отличие работы циклонов и скрубберов? Где применяются циклоны и скрубберы? Каковы преимущества циклонов? В чем заключается основной недостаток скрубберов? В чем заключается механический метод очистки сточных вод? В чем заключается биологический метод очистки сточных вод? Что такое аэротенк? Как он работает? На каких предприятиях применяется очистка вод электролизом? Какой метод очистки вы считаете наиболее эффективным? |