Ma’ruza 1 Sorbsion kurilmasini texnologik sxtmasi va xisobi Технологические схемы и расчеты сорбционных установок. Ma’ruza rejasi

Регенерация сорбентов. Отработавший сорбент выгружается из адсорбционных аппаратов насосом, гидроэлеватором, эрлифтом или шнеком при относительном расширении загрузки на 20…25 %, создаваемом потоком воды со скоростью 40…45 м/ч. В напорных сорберах допускается предусматривать выгрузку сорбента под давлением не менее 0,3 МПа. Металлические конструкции, трубопроводы, арматура и емкости, соприкасающиеся с влажным сорбентом, защищаются от действия коррозии. Следует заметить, что углеродистая сталь при контакте с активным углем корродирует даже в неагрессивных растворах, так как зерна угля образуют локальные гальванические пары со сталью.

Рис. 1.8. Напорный осветлительно-сорбционный фильтр ОНИЛ кафедры «Водоснабжение и водоотведение»:

1 – корпус; 2 – дренажная система из дисковых щелевых распределителей; 3 – патрубок отвода фильтрата и подвода промывной воды; 4 – загрузка фильтра (ААА); 5 – патрубок подвода исходной и отвода промывной воды; 6 – распределительное (водосборное) устройство; 7 – устройство для автоматического выпуска воздуха; 8 – люки для загрузки (нижний) и выгрузки (верхний) фильтрующего материала

Для удаления адсорбированных органических веществ (сорбата) из сорбента применяются различные способы его регенерации:

• 
  экстракция органическими растворителями такими, как хлороформ, ацетон, спирты, бензол, с последующей отгонкой растворителя;
  
• 
  гидролиз адсорбированных загрязнений щелочами, при этом сорбент обрабатывается раствором щелочи, а затем промывается;
  
• 
  окисление сильными окислителями; эффективным методом регенерации активированного угля является окисление адсорбированных веществ (например нефтепродуктов) кислородосодержащим газом при температуре 100…300 оС или с помощью озоно-воздушной смеси;
  
• 
  биохимическое окисление применимо для регенерации порошка активированного угля путем смешения его с активным илом и последующей аэрации, но данный процесс протекает медленно и не полностью;
  
• 
  низкотемпературная термическая регенерация сорбента водяным паром с температурой до 200…400 оС при давлении 3…6 атм.;
  
• 
  высокотемпературная регенерация является наиболее радикальной и заключается в обработке сорбента (активированного угля) при температуре 700…800 _оС и более. При нагреве до 500 _оС происходит сушка сорбента и удаление из него летучего органического сорбата, который в интервале от 300 до 700 _оС подвергается пиролизу. Потери угля составляют до 10…25 % .
  

Регенерация сорбентов из полимерных материалов может проводиться химическими, гидравлическими, механическими методами. Распространенным методом регенерации является промывка водой с одновременным перемешиванием сжатым воздухом и отжим. Отжим может осуществляться на валках, винтовым прессом или центрифугированием.
Регенерация алюмосиликатного адсорбента ААА (см. выше) осуществляется с применением двух типов реагентов с предварительной промывкой фильтра водой.
Способы регенерации дают как правило ограниченный эффект, причем после каждой регенерации количество остаточных загрязнений в сорбенте несколько возрастает до момента относительной стабилизации сорбционных свойств на определенном уровне, более низком, чем у свежего сорбента.
При локальной очистке сточных вод регенерацию адсорбента осуществляют с утилизацией извлеченных продуктов. Применяют следующие методы:

• 
  десорбцию в потоке водяного пара или инертного газа с последующей конденсацией паров и разделением продуктов и водной части конденсата;
  
• 
  обработку адсорбента растворами щелочей (для десорбции органических кислот и фенолов);
  
• 
  обработку кислотами (соляную кислоту иногда применяют для десорбции органических оснований);
  
• 
  обработку органическими растворителями с последующей отгонкой растворителя паром.
  

Для повышения эффективности регенерации раствора щелочи применяют нагрев до 60...80 ^оС. После пропитки щелочью угля, насыщенного фенолами, их производными или кислотами, десорбированные фенолы и соли органических кислот отмывают несколькими объемами горячей воды, затем угольный фильтр промывают слабым раствором кислоты пока рН промывных вод не упадет до 4...6 (при адсорбции фенолов) и до 3...4 (при адсорбции органических кислот).
Широко применяется прямая отгонка адсорбированных веществ из активного угля и десорбция фенолятов щелочью. Технически целесообразно применять отгонку адсорбированных продуктов водяным паром, если объем его конденсата ≤ 5 % объема очищенных сточных вод.
Для регенерации адсорбентов после очистки сточных вод перед подпиткой оборотных систем применяются термические методы: прокаливание при ограниченном доступе воздуха (t = 450...650 ^оС) и без доступа воздуха в атмосфере водяного пара (t ≤ 750 ^оС). Потери адсорбента при этом составляют 5...10 % за регенерацию.
Уголь выгружается из колонны (адсорбционных фильтров) гидравлически, отделяется от воды на сетках и загружается в печь для прокаливания (рис. 1.9).

Рис. 1.9. Схема адсорбционной очистки в псевдоожиженном слое активированного угля с непрерывной термической его регенерацией:

1 – блок предварительной очистки; 2 – угольные фильтры; 3 – бункер активированного угля на регенерацию; 4 – шнек для транспортирования угля с удалением из него воды; 5 – печь для прокаливания; 6 – промежуточный бункер; 7 – бак для охлаждения угля; 8 – камера обдувки

Для обезвоживания применяются также наклонные сита или ленточные вакуум-фильтры (функции угля 0,25…1,5 мм). Регенераторы представляют собой многополочные шахтные установки, в которых уголь находится в псевдоожиженном слое под напором водяного пара и продуктов горения топлива. Уголь поступает в установку и выгружается из нее непрерывно. Продолжительность регенерации 10...20 мин.

Межрегенерационный период работы гранулированного активированного угля может быть резко увеличен, если воду перед фильтрованием через уголь обработать окислителем. В этом случае уголь выступает в качестве катализатора окисления, значительно повышая глубину и скорость этого процесса, а продукты окисления лучше сорбируются на угле. В зависимости от качества обрабатываемой воды, состава и типов локальных очистных сооружений могут использоваться различные технические решения использования сорбционного или окислительно-сорбционного метода очистки. Во всех случаях необходимо обеспечить высокую степень предварительного осветления воды до поступания ее на адсорбционную очистку. Содержание взвешенных веществ должно быть не более 10 мг/л.