Sorbsiya. Adsorbsiya

Sorbsiya. Adsorbsiya
Reja:
1. Sorbsiya
2. Adsorbsiya
Sanoat oqava suvlarini tozalashda fizik-kimyoviy usullar katta ahamiyatga ega. Chiqindilarni fizik-kimyoviy tozalash mustaqil ravishda yoki mexanik, biologik va kimyoviy tozalash usullari bilan birgalikda ishlatilishi mumkin bo‘lgan juda ko‘p turli xil usullarni o‘z ichiga oladi. Bu to‘xtatilgan qattiq moddalarni ham, erigan aralashmalarni ham olib tashlashni ta’minlaydi. Keling, jismoniy va kimyoviy tozalashning asosiy usullar.
Sorbsiya - bu moddaning qattiq yoki suyuqlik tomonidan atrof-muhitdan so‘rilishi jarayoni.
Sorbsiyaning uch turi mavjud:
- absorbsiya - suyuqlik sorbentning butun massasi bo‘yicha moddaning so‘rilishi;
- adsorbsiya - qattiq yoki suyuq sorbentning sirt qatlami tomonidan moddaning so‘rilishi;
- xemisorbtsiya - sorbentning so‘rilgan modda bilan kimyoviy o‘zaro ta’siri bilan kechadigan sorbsiya.
Sorbsiya qog‘oz -tsellyuloza, kimyo, neft-kimyo, to‘qimachilik va boshqa sanoat tarmoqlarining oqava suvlarini erigan organik moddalardan chuqur tozalashning eng samarali usullaridan biridir . Sorbsion tozalash mustaqil ravishda va biologik tozalash bilan birgalikda ishlatilishi mumkin. Usulning afzalliklari ko‘p komponentli aralashmalardan moddalarni adsorbsiyalash imkoniyati, shuningdek, tozalashning yuqori samaradorligi, ayniqsa zaif konsentrlangan oqava suvdir. Sorbsiya usuli oqava suvdan qimmatli erigan moddalarni (fenol, mishyak, vodorod sulfidi) ajratib olish va ularni keyinchalik utilizatsiya qilish va tozalangan oqava suvlarni suv ta’minoti tizimlarida ishlatish uchun ishlatiladi.
Sorbsion tozalash aromatik birikmalar, zaif elektrolitlar yoki elektrolitlar bo‘lmagan, bo‘yoqlar, to‘yinmagan birikmalar, hidrofobik alifatik birikmalar bilan ifloslangan oqava suvlar uchun tavsiya etiladi. Chiqindilarni sorbsion tozalash usuli oqava suvdan faqat noorganik birikmalarni, shuningdek, quyi monohidrik spirtlarni ajratish uchun tavsiya etilmaydi.
Adsorbsiya quyidagi usullar bilan amalga oshiriladi:
- oqava suvga maydalangan sorbent qo‘shiladi, hosil bo‘lgan aralash aralashtiriladi, keyin cho‘ktiriladi va filtrlanadi;
- chiqindi suvlar sorbent yuklangan filtrdan uzluksiz o‘tkaziladi.
Sorbentlar sifatida turli xil sun’iy va tabiiy gözenekli materiallar qo‘llaniladi: faollashtirilgan uglerodlar, zeolitlar (alyuminosilikatlar), kul, koks shabada, torf, talaş. Har xil turdagi faollashtirilgan uglerodlar samarali sorbentlardir. Ko‘mirning g‘ovakliligi 60-75%, o‘ziga xos sirt maydoni 400-900 m²/g. Faollashgan uglerodlarning adsorbsion xususiyatlari ko‘p jihatdan g‘ovak tuzilishiga, ularning o‘lchamiga va o‘lchamlari taqsimotiga bog‘liq. Makroporlar va o‘tish g‘ovaklari, qoida tariqasida, transport kanallari rolini o‘ynaydi va faollashtirilgan uglerodlarning sorbsiya qobiliyati asosan mikrog‘ovak struktura bilan belgilanadi (mikroporlar 0,004 mkm dan kam o‘lchamga ega). Sorbentning faolligi sorbentning hajmi yoki massa birligidagi so‘rilgan moddaning miqdori (kg/m³, kg/kg) bilan tavsiflanadi.
Adsorbsiya yopiq suv iste’molini chuqur tozalash va oqava suvlarni organik moddalardan, shu jumladan biologik qattiq moddalardan keyingi tozalash uchun ishlatiladi. Oqava suvlarni sorbsion tozalash uchun asboblar turli mezonlarga ko‘ra tasniflanadi:
-jarayonni tashkil etish bo‘yicha - davriy va uzluksiz harakatlar;
-gidrodinamik rejim bo‘yicha - siljish, aralashtirish va oraliq turdagi qurilmalar;
-sorbent qatlamining holatiga ko‘ra - statsionar bilan, harakatlanuvchi, pulsatsiyalanuvchi, aralashtiriladi
aylanma qatlam;
-o‘zaro ta’sir qiluvchi fazalarning aloqasini tashkil qilish bo‘yicha - uzluksiz va bosqichli aloqa bilan;
-fazalarning harakat yo‘nalishini tashkil qilish orqali - to‘g‘ridan-to‘g‘ri oqim, qarama-qarshi oqim va pog‘onali aloqa bilan;
-dizayn bo‘yicha - ustunli va sig‘imli;
-energiya ta’minoti usuli bo‘yicha - tashqi energiya ta’minotisiz (fazalarning tortishish harakati) va tashqi energiya ta’minoti bilan (qattiq va suyuq fazalarning majburiy harakati).
Ekstraksiya. Ekstraksiya selektiv eritish usuli hisoblanadi. Bu ikki erimaydigan suyuqlik ( ekstragent va oqava suv) aralashmasidagi aralashmalarni ajratish jarayonidir. Usul oqava suvlarda texnik ahamiyatga ega bo‘lgan erigan organik moddalar (fenollar, yog‘lar, yog‘kislotalari) yuqori (kamida 3 g/l) bo‘lganda, shuningdek, og‘ir rangli metallarni izolyatsiya qilish uchun qo‘llaniladi.
Ekstragent sifatida uglevodorodlar, spirtlar, noorganik kislotalar va ishqorlarning suvdagi eritmalari va boshqalar ishlatiladi.Masalan , fenolni ajratib olish uchun oqava suvlar benzol (erituvchi) bilan aralashtiriladi.
Jarayon quyidagi ketma-ketlikda davom etadi:
-chiqindi suvga ekstraktor kiritiladi ;
-muvozanatga erishgandan so‘ng, ekstraktordagi moddaning konsentratsiyasi oqava suvdagi qoldiq konsentratsiyadan sezilarli darajada oshadi;
-ifloslantiruvchi moddalarni ajratish va yo‘q qilish.
Keyin ekstraktor yana tozalash jarayonida ishlatiladi. Ekstraktsiya jarayoni muvaffaqiyatli bo‘lishi uchun ekstraktor quyidagi xususiyatlarga ega bo‘lishi kerak:
- yaxshi qazib olish qobiliyati (yuqori taqsimot koeffitsienti);
- selektivlik (bir moddani yoki ularning ma’lum bir guruhini suvdan ajratib olish qobiliyati);
- suvda past eruvchanligi;
- suvning zichligidan sezilarli darajada farq qiladigan zichlik;
- past darajadagi toksiklik, portlash va yong‘in xavfi;
- arzon narx va boshqalar.
Qarama-qarshi oqimli ko‘p bosqichli qurilmalar oqava suvlarni tozalash uchun ko‘pincha ishlatiladi. Ushbu qurilmalarda ekstraktor quvvati deyarli to‘liq ishlatiladi. Gorizontal, vertikal va markazdan qochma aralashtirish va cho‘ktirish ekstraktorlari mavjud. Har bir bosqichda aralashtirish va cho‘ktirish kamerasi mavjud. Mikser - bu sharsimon pastki va silliq ichki yuzasi yoki devorlarda aks ettiruvchi qismlarga ega vertikal silindr. Quti tipidagi aralashtirish va cho‘ktirish ekstraktorlari yanada ixchamdir.
Ion almashinuvi. Ion almashinuvi suvni yumshatish, tuzsizlantirish va tuzsizlantirishning asosiy usullaridan biri, shuningdek, erigan ion komponentlarini qayta tiklash usulidir. Ion almashinuvi (ion almashinuvi sorbsiyasi) - eritmadagi ionlar va qattiq faza (ion almashinuvchi) yuzasida mavjud bo‘lgan ionlar o‘rtasidagi almashinuv jarayoni. Bu ion almashinuv filtrlari yordamida chiqindi suvdan ifloslantiruvchi moddalarni olishdir. Ion almashtirgichlar tabiiy va sun’iy (sintetik) bo‘linadi. Ular sintetik ion almashinadigan qatronlar, zeolitlar bilan to‘ldirilgan. Usul oqava suvlardan mishyak birikmalari, fosfor, xrom, sirt faol moddalar, radioaktiv moddalar va og‘ir rangli metallar kabi qimmatbaho aralashmalarni olish imkonini beradi. Usul metallurgiya, kimyo, mashinasozlik va boshqa sanoat korxonalarining oqava suvlarini tozalash uchun ishlatiladi.
Tarkibida metall kationlari bo‘lgan oqava suvlar filtrlardan o‘tadi, eritmada va qattiq faza yuzasida ionlar almashinuvi sodir bo‘ladi. Filtrda metallar saqlanadi.
Ion almashtirgichlarning eng muhim xususiyati ularning yutilish qobiliyatidir. Ion almashtirgichlarning xarakterli xususiyati ularning qaytaruvchanligi, ya’ni reaktsiyani teskari yo‘nalishda amalga oshirish qobiliyatidir, bu ularning qayta tiklanishining asosidir. Partiyali va uzluksiz ion almashinuv birliklari mavjud. Partiyali qurilmalar turli xil ion almashinadigan filtrlar va ustunlarni, shuningdek suyuqliklarni (nasoslarni), saqlash tanklarini va asboblarni ko‘chirish uchun asboblarni o‘z ichiga oladi.
O‘zaro almashinadigan ionga ko‘ra filtrlar kation almashinadigan, anion almashinadigan va aralash ta’sirli filtrlarga, texnologik qo‘llanilishiga ko‘ra esa turli bosqichli filtrlarga bo‘linadi. Qayta tiklash usuliga ko‘ra parallel-aniqlik, qarama-qarshi oqim va bosqichli regeneratsiya farqlanadi. Davriy o‘rnatmalarning ish aylanishi quyidagilarni o‘z ichiga oladi: ion almashinuvi, ion almashinuvchi qatlamini bo‘shatish, ion almashinuvchini qayta tiklash va uni qayta tiklash eritmasidan yuvish.
Uzluksiz ion almashinuvi qurilmalari yuqori mahsuldorlikka ega, ular reaktiv va energiya sarfi jihatidan ham ixcham va tejamkor.
Usul samarali va ekologik jihatdan qulay , ammo ion almashinadigan qatronlar etishmasligi va ionitlarni qayta tiklash zarurati tufayli keng qo‘llanilmadi.
Nazorat savollari
1. Sorbsiya tozalash qanday amalga oshiriladi?
2. Adsorbsiya tozalash qanday amalga oshiriladi?
Adabiyotlar
1. QMQ 2.04.03-19 “Kanalizasiya. Tashqi tarmoqlar va inshootlar”
2. Oqova Suvlarni tozalash. K.A.Yakubov, E.S.Bo‘riyev.-T.: “Innobatsion rivojlanish nashriyot-marbaa uyi” 2020. 220 bet.
3. Kanalizatsiya va oqova suvlarni tozalash. А.Djalilova, A.Xamidov, M.Abduqodirova. O‘zbekiston Respublikasi qishloq va suv xo‘jaligi vazirligi - Т.: “Voris-nashriyot”, 2012. - 200 b.