Теоретические основы защиты гидросферы методами макрофильтрации (диализ, электродиализ) и ультрафильтрации

Теоретические основы защиты гидросферы методами макрофильтрации (диализ, электродиализ) и ультрафильтрации

Тип работы: 
Курсовая
Предмет: Экология и охрана природы
Год выполнения: 
2008
Объем: 
22
Цена: 
1 560руб.
№ работы: 4395

Введение……………………………………………………………. .3

Ультрафильтрация и обратный осмос……………………………...5

Макрофильтрация…………………………………………………..15

Задача………………………………………………………………..19

Заключение………………………………………………………….20

Литература…………………………………………………………..22

Для очистки сточных вод промышленных предприятий используют различные методы, отличающиеся степенью очистки, сложностью используемого оборудования, энергетическими затратами. Все применяемые методы можно разделить на механические, физико-химические, химические и биохимические.

В данной курсовой работе подробно описывается физико-химические методы, а именно ультрафильтрация, обратный осмос, макрофильтрация, которая представлена диализом и электродиализом.

Ультрафильтрация – один из видов мембранной фильтрации, извлекает из воды коллоидные частицы, микроорганизмы (бактерии и вирусы), крупные органические макромолекулы, определяющие цветность воды, имеющие размер 0,01-0,1 мкм и молекулярную массу более 1000 дальтон. Рабочее давление 0,7-7,0 атм.

Преимущества: длительная работоспособность мембран до их замены, простой процесс замены мембран, простой монтаж, длительное время фильтрования даже при высоких содержаниях взвешенных частиц, высокая надежность и компактность установок, полностью автоматизированное управление системой, возможность использования различных мембран, очень малое количество получаемого концентрата, минимальное или полное отсутствие использования химических средств очистки мембран.

Обратный осмос характеризуется использованием мембран с минимальным размером пор, соизмеримым с размером одиночных ионов, поэтому извлекаются все растворенные ионы и органические молекулы. Рабочее давление 7-70 атм.

 Эффективность удаления методом обратного осмоса различных ионов зависит от их заряда и размера, определяющих степень гидратации и увеличивается с ростом этих характеристик.

Однако использование обратного осмоса имеет ряд ограничений. Вода, подаваемая на мембраны не должна содержать железа, грубых механических примесей, должна быть умягченной и т.п. Это необходимо для предотвращения отложения малорастворимых солей на поверхности мембран и их разрушения.

Макрофильтрация – это механическая фильтрация с удалением крупных видимых твердых частиц с размером пор 1-100 мкм.

Диализ – разделение частиц при помощи полупроницаемых мембран.                                         

Электродиализ – процесс сепарации ионов солей, осуществляемый в мембранном аппарате под действием постоянного электрического тока, применяемый для опреснения высокоминерализованных сточных вод.

В последние годы область применения физико-химических методов очистки расширяются, а доля их среди других методов возрастает.

Физико-химические методы применяют для очистки сточных вод от мелкодисперсных примесей, от минеральных и органических примесей.

Движущими силами этих процессов являются физико-химический потенциал, концентрационная и поверхностная энергия (натяжение).  Процессы  идут на разделе двух фаз: твердая - жидкая, жидкая – жидкая, газообразная – жидкая, газообразная – твердая.

Использование методов ультрафильтрации и макрофильтрации для защиты гидросферы имеет ряд преимуществ:

1) возможность удаления из сточных вод токсичных, биохимически не окисляемых органических загрязнений;

2) достижение более глубокой и стабильной степени очистки сточных вод по сравнению с механической;

3) меньшие размеры сооружений (по сравнению с механической очисткой);

4) меньшая чувствительность к изменениям нагрузок;

5) возможность полной автоматизации;

6) более глубокая изученность кинетики процессов этих методов, а также вопросов моделирования, математического описания и оптимизации, что важно для правильного выбора и расчета аппаратуры;

7) методы не связаны с контролем за деятельностью живых микроорганизмов в отличии от биохимической очистки;

8) возможность рекуперации различных веществ.

Но также выявлены и недостатки этих методов:

1) возникновение явления концентрированной поляризации, которое заключается в росте концентрации растворенного вещества у поверхности мембраны. Это приводит к снижению проницаемости и селективности, уменьшается срок службы мембраны;

2) при электродиализе расходуется большое количество электроэнергии;

Выбор того или иного метода (или нескольких методов, составляющих ступени очистки) проводят с учетом санитарных и технологических требований, предъявляемых к очищенным сточным водам с целью дальнейшего их использования, а также с учетом количества сточных вод и концентрации загрязнений в них, наличия необходимых материальных и энергетических ресурсов.

С учетом основных свойств атмосферы, гидросферы и литосферы должны разрабатываться и осуществляться методы по предупреждению попадания вредных веществ в окружающую среду, путем совершенствования технологии и создания эффективных очистных систем с рекуперацией отходов. Это необходимо не только для обеспечения нормальных условий труда на существующих производствах и защиты окружающей среды от загрязнений, но и как важный этап в разработке прогрессивной малоотходной и безотходной технологии, позволяющей наиболее полно и эффективно использовать природные ресурсы.

Теоретические основы защиты гидросферы методами макрофильтрации (диализ, электродиализ) и ультрафильтрации
+7

Вертикальные вкладки