1. Nguyên tắc chung về phát tán chất ô nhiễm trong khí quyển.

2. Cơ chế tính toán phát tán khí thải độc hại của các doanh nghiệp công nghiệp.

3. Lý thuyết hình thành NOx trong quá trình cháy nhiên liệu hữu cơ.

4. Lý thuyết về sự hình thành bồ hóng trong quá trình đốt cháy nhiên liệu hữu cơ.

5. Lý thuyết về sự hình thành hiện tượng cháy thiếu khí trong lò hơi.

6. Lý thuyết hình thành SO x trong quá trình đốt cháy nhiên liệu hữu cơ.

7. Giảm lượng khí thải NOx.

8. Giảm phát thải SOx.

9. Giảm lượng khí thải khí dung.

10. Nguyên tắc cơ bản của quá trình vận chuyển chất ô nhiễm trong khí quyển.

11. Ảnh hưởng của các yếu tố nhiệt vật lý, khí động học đến quá trình truyền nhiệt và truyền khối trong khí quyển.

12. Những nguyên lý cơ bản của lý thuyết nhiễu loạn từ thủy động lực học cổ điển.

13. Ứng dụng lý thuyết nhiễu loạn vào các quá trình khí quyển.

14. Nguyên tắc chung về phát tán chất ô nhiễm trong khí quyển.

15. Lan truyền chất ô nhiễm từ đường ống.

16. Các phương pháp lý thuyết cơ bản dùng để mô tả quá trình phát tán tạp chất trong khí quyển.

17. Phương pháp tính toán phát tán các chất độc hại trong khí quyển do MGO xây dựng. A.I. Voeykova.

18. Các mô hình pha loãng nước thải chung.

19. Phương pháp tính toán pha loãng nước thải cho các nguồn nước.

20. Phương pháp tính toán pha loãng nước thải cho hồ chứa.

21. Tính lưu lượng lớn nhất cho phép đối với các dòng nước chảy.

22. Tính toán lưu lượng tối đa cho phép đối với hồ, hồ.

23. Sự di chuyển của các chất ô nhiễm sol khí trong một dòng chảy.

24. Cơ sở lý thuyết thu giữ các hạt rắn trong khí thải.

25. Cơ sở lý luận về bảo vệ môi trường khỏi tác động năng lượng.

Văn học

1. Kulagina T.A. Cơ sở lý luận về bảo vệ môi trường: Sách giáo khoa. trợ cấp / T.A. Kulagina. Tái bản lần thứ 2, đã sửa đổi. Và bổ sung Krasnoyarsk: IPC KSTU, 2003. – 332 tr.

Biên soạn bởi:

T.A. Kulagina

Mục 4. ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG VÀ Giám định môi trường

1. Hệ thống đánh giá môi trường, chủ đề, mục tiêu, mục tiêu chính của môn học và khái niệm môn học, các loại hình đánh giá môi trường. Sự khác biệt giữa đánh giá tác động môi trường (EE) và đánh giá tác động môi trường (EIA).

2. Phát triển hệ thống hỗ trợ môi trường cho dự án, vòng đời dự án, ESD.

3. Hỗ trợ môi trường đối với hoạt động kinh tế của dự án đầu tư (khác biệt về cách tiếp cận, hạng mục).

4. Cơ sở pháp lý và quy định-phương pháp đánh giá tác động môi trường và ĐTM ở Nga.

5. Phân loại đối tượng EE và EIA theo loại hình quản lý môi trường, theo loại trao đổi vật chất và năng lượng với môi trường, theo mức độ nguy hiểm đối với môi trường đối với thiên nhiên và con người, và theo độc tính của các chất.

6. Cơ sở lý luận về đánh giá tác động môi trường (mục đích, mục đích, nguyên tắc, loại hình nhà nước đánh giá tác động môi trường, ma trận tương tác).

7. Đối tượng, đối tượng đánh giá nhà nước về môi trường.

8. Quy định về phương pháp và nguyên tắc thiết kế môi trường.

9. Trình tự tổ chức, tiến hành các thủ tục về môi trường (căn cứ, vụ việc, điều kiện, khía cạnh, thủ tục của cơ quan giám định nhà nước về môi trường và các quy định của cơ quan này).

10. Danh sách tài liệu nộp để đánh giá môi trường cấp tiểu bang (sử dụng ví dụ về Lãnh thổ Krasnoyarsk).

11. Thủ tục xem xét sơ bộ các tài liệu mà SEE nhận được. Đăng ký kết luận đánh giá môi trường nhà nước (thành phần của các phần chính).

13. Đánh giá môi trường công cộng và các giai đoạn thực hiện.

14. Nguyên tắc đánh giá môi trường. Đối tượng đánh giá môi trường.

15. Khung pháp lý về đánh giá môi trường và các cơ quan có thẩm quyền đặc biệt (chức năng của họ). Những người tham gia quá trình đánh giá môi trường, nhiệm vụ chính của họ.

16. Các giai đoạn của quá trình đánh giá môi trường. Phương pháp và hệ thống lựa chọn dự án.

17. Phương pháp xác định tác động đáng kể, ma trận xác định tác động (sơ đồ).

18. Cấu trúc của ĐTM và phương pháp tổ chức tài liệu, các giai đoạn và nội dung chính.

19. Yêu cầu về môi trường đối với việc xây dựng tiêu chuẩn, chỉ tiêu, tiêu chuẩn môi trường.

20. Tiêu chuẩn chất lượng môi trường và mức độ tác động, sử dụng tài nguyên thiên nhiên cho phép.

21. Tiêu chuẩn hóa khu vệ sinh và bảo vệ.

22. Cơ sở thông tin phục vụ thiết kế môi trường.

23. Sự tham gia của công chúng vào quá trình ĐTM.

24. Đánh giá tác động của cơ sở kinh tế được nghiên cứu đến bầu khí quyển, các tiêu chí trực tiếp và gián tiếp để đánh giá ô nhiễm khí quyển.

25. Quy trình tiến hành ĐTM (các giai đoạn và thủ tục thực hiện ĐTM).

Văn học

1. Luật Liên bang Nga “Về bảo vệ môi trường” ngày 10 tháng 1 năm 2002 số 7-FZ.

2. Luật Liên bang Nga “Về giám định môi trường” ngày 23 tháng 11 năm 1995 số 174-FZ.

3. Quy định “Về đánh giá tác động môi trường ở Liên bang Nga”. /Tán thành theo lệnh của Bộ Tài nguyên Liên bang Nga năm 2000

4. Hướng dẫn đánh giá môi trường trong hồ sơ thiết kế và tiền dự án. / Tán thành Người đứng đầu Glavgosekoekspertiza ngày 10/12/93. M.: Bộ Tài nguyên. 1993, 64 tr.

5. Fomin S.A. "Chuyên môn môi trường nhà nước". / Trong cuốn sách. Luật môi trường của Liên bang Nga. // Biên tập. Yu.E. Vinokurova. - M.: Nhà xuất bản MNEPU, 1997. - 388 tr.

6. Fomin S.A. "Chuyên môn môi trường và ĐTM". / Trong cuốn sách. Sinh thái, bảo tồn thiên nhiên và an toàn môi trường. // Dưới sự biên tập chung. V.I. Danilova-Danilyana. - M.: Nhà xuất bản MNEPU, 1997. - 744 tr.

Biên soạn bởi:

Nghiên cứu sinh Khoa học Kỹ thuật, Phó Giáo sư Bộ môn Sinh thái Kỹ thuật

và an toàn tính mạng"

CƠ SỞ GIÁO DỤC CHUYÊN NGHIỆP CAO CẤP NHÀ NƯỚC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NHÀ NƯỚC MOSCOW "STANKIN"

KHOA CÔNG NGHỆ

BỘ KỸ THUẬT SINH THÁI VÀ AN TOÀN CUỘC SỐNG

Tiến sĩ Vật lý và Toán học. khoa học, giáo sư

M.Yu.KHUDOSHINA

CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

BÀI GIẢNG

MOSCOW

Giới thiệu.

Các phương pháp bảo vệ môi trường. Xanh hóa sản xuất công nghiệp

Phương pháp và biện pháp bảo vệ môi trường.

Chiến lược bảo vệ môi trường dựa trên những hiểu biết khách quan về quy luật vận hành, mối liên hệ và động lực phát triển của các thành phần cấu thành môi trường. Chúng có thể thu được thông qua nghiên cứu khoa học trong các lĩnh vực kiến ​​thức khác nhau - khoa học tự nhiên, toán học, kinh tế, xã hội, công cộng. Dựa trên các mẫu thu được, các phương pháp bảo vệ môi trường được phát triển. Chúng có thể được chia thành nhiều nhóm:

Phương pháp tuyên truyền

Những phương pháp này được dành riêng để thúc đẩy việc bảo vệ thiên nhiên và các yếu tố riêng lẻ của nó. Mục đích sử dụng của chúng là hình thành một thế giới quan sinh thái. Các hình thức: truyền miệng, in ấn, hình ảnh, phát thanh, truyền hình. Để đạt được hiệu quả của các phương pháp này, các phát triển khoa học trong lĩnh vực xã hội học, tâm lý học, sư phạm, v.v.

Phương pháp lập pháp

Các luật cơ bản là hiến pháp, trong đó quy định các nhiệm vụ và trách nhiệm chính của công dân liên quan đến môi trường, cũng như Luật... Bảo vệ pháp lý về đất đai được đảm bảo bởi pháp luật về đất đai (Cơ bản... Bảo vệ pháp lý đối với đất đai). lòng đất (luật về lòng đất, Bộ luật đất dưới) đảm bảo quyền sở hữu của nhà nước đối với lòng đất, ...

Phương pháp tổ chức

Các phương pháp này bao gồm các biện pháp tổ chức của nhà nước và địa phương nhằm bố trí trên lãnh thổ của các doanh nghiệp, khu công nghiệp và dân cư phù hợp về mặt bảo vệ môi trường, cũng như giải quyết các vấn đề và vấn đề môi trường riêng lẻ và phức tạp. Các phương pháp tổ chức đảm bảo việc thực hiện các sự kiện kinh tế đại chúng, nhà nước hoặc quốc tế và các sự kiện khác nhằm tạo ra các điều kiện môi trường hiệu quả. Ví dụ, chuyển hoạt động khai thác gỗ từ khu vực châu Âu sang Siberia, thay thế gỗ bằng bê tông cốt thép và tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên.

Các phương pháp này dựa trên phân tích hệ thống, lý thuyết điều khiển, mô hình mô phỏng, v.v.

Phương pháp kỹ thuật

Họ xác định mức độ và loại tác động lên đối tượng được bảo vệ hoặc các điều kiện xung quanh nhằm ổn định tình trạng của đối tượng, bao gồm:

• Chấm dứt ảnh hưởng đối với các đối tượng được bảo vệ (ra lệnh, bảo lưu, cấm sử dụng).

· Giảm và giảm tác động (quy định), khối lượng sử dụng, tác hại thông qua thanh lọc khí thải độc hại, quy định về môi trường, v.v.

· Tái tạo nguồn tài nguyên sinh vật.

· Khôi phục các đối tượng được bảo vệ bị cạn kiệt hoặc bị phá hủy (các di tích tự nhiên, quần thể thực vật và động vật, quần thể sinh vật, cảnh quan).

· Tăng cường sử dụng (sử dụng để bảo vệ các quần thể thương mại sinh sản nhanh chóng), làm mỏng quần thể để giảm tỷ lệ tử vong do các bệnh truyền nhiễm.

· Thay đổi hình thức sử dụng trong bảo vệ rừng và đất.

· Thuần hóa (ngựa Przewalski, eider, bò rừng).

· Hàng rào bằng hàng rào và lưới.

· Các phương pháp bảo vệ đất khỏi xói mòn.

Sự phát triển của các phương pháp dựa trên sự phát triển khoa học cơ bản và ứng dụng trong lĩnh vực khoa học tự nhiên, bao gồm hóa học, vật lý, sinh học, v.v.

Phương pháp kinh tế kỹ thuật

• Phát triển và cải thiện các cơ sở điều trị.
• Giới thiệu các công nghệ và sản xuất không có chất thải và ít chất thải.
• Biện pháp kinh tế: nộp phí bắt buộc khi gây ô nhiễm môi trường; thanh toán tài nguyên thiên nhiên; mức phạt vi phạm pháp luật về môi trường; tài trợ ngân sách cho các chương trình môi trường của nhà nước; hệ thống quỹ môi trường nhà nước; bảo hiểm môi trường; một tập hợp các biện pháp nhằm kích thích kinh tế việc bảo vệ môi trường .

Các phương pháp như vậy được phát triển trên cơ sở các nguyên tắc ứng dụng, có tính đến các khía cạnh kỹ thuật, công nghệ và kinh tế.

Mục 1. Nguyên lý vật lý của quá trình lọc khí công nghiệp.

Chủ đề 1. Hướng dẫn bảo vệ bể chứa không khí. Khó khăn trong việc lọc khí. Đặc điểm ô nhiễm không khí

Hướng dẫn bảo vệ bể chứa không khí.

Các biện pháp vệ sinh và kỹ thuật.

Lắp đặt thiết bị làm sạch khí, bụi,

Lắp đặt đường ống siêu cao.

Tiêu chí đánh giá chất lượng môi trường là nồng độ tối đa cho phép (MPC).

2. Định hướng công nghệ .

Tạo ra các phương pháp mới để chuẩn bị nguyên liệu thô, làm sạch chúng khỏi tạp chất trước khi đưa vào sản xuất,

Tạo ra các công nghệ mới dựa trên một phần hoặc toàn bộ
chu kỳ khép kín,

Thay thế nguyên liệu thô, thay thế phương pháp xử lý khô nguyên liệu tạo bụi bằng phương pháp ướt,

Tự động hóa các quy trình sản xuất.

Các phương pháp lập kế hoạch.

Lắp đặt các khu bảo vệ vệ sinh được quy định bởi GOST và quy chuẩn xây dựng,

Vị trí tối ưu của doanh nghiệp có tính đến gió tăng,
- loại bỏ các ngành công nghiệp độc hại bên ngoài giới hạn thành phố,

Quy hoạch phát triển đô thị hợp lý,

Cảnh quan.

Các biện pháp kiểm soát và cấm.

Nồng độ tối đa cho phép,

Lượng phát thải tối đa cho phép,

Tự động hóa kiểm soát khí thải,

Cấm một số sản phẩm độc hại.

Khó khăn trong việc lọc khí

Vấn đề lọc khí công nghiệp chủ yếu do các nguyên nhân sau:

· Các loại khí có thành phần rất đa dạng.

· Khí có nhiệt độ cao và lượng bụi lớn.

· Nồng độ thông gió và khí thải của quá trình thay đổi và thấp.

· Việc sử dụng các nhà máy lọc khí đòi hỏi phải cải tiến liên tục

Đặc điểm ô nhiễm không khí

Trước hết, chúng bao gồm nồng độ và thành phần phân tán của bụi. Thông thường, 33-77% thể tích ô nhiễm bao gồm các hạt có kích thước hạt lên tới 1,5... Sự đảo ngược khí quyển Sự phân tầng nhiệt độ bình thường được xác định bởi các điều kiện khi độ cao tăng tương ứng với việc giảm...

Chủ đề 2. Yêu cầu đối với cơ sở điều trị. Cấu trúc của khí công nghiệp

Yêu cầu đối với cơ sở xử lý.

Quá trình làm sạch được đặc trưng bởi một số thông số.

1. Hiệu quả làm sạch tổng thể (n):

Cấu trúc của khí công nghiệp

Bao gồm các hạt rắn phân tán trong môi trường khí. Được hình thành do quá trình nghiền cơ học các chất rắn thành bột. Chúng bao gồm: không khí hút từ máy nghiền, máy nghiền, máy khoan, thiết bị vận chuyển, máy phun cát, máy gia công cơ khí sản phẩm, bộ phận đóng gói nguyên liệu dạng bột. Đây là những hệ thống đa phân tán và có độ ổn định thấp với kích thước hạt từ 5-50 micron.

Hút thuốc.

Đây là các hệ thống phân tán khí bao gồm các hạt có áp suất hơi thấp và tốc độ lắng thấp. Chúng được hình thành trong quá trình thăng hoa và ngưng tụ hơi do các phản ứng hóa học và quang hóa. Kích thước hạt trong chúng dao động từ 0,1 đến 5 micron trở xuống.

Sương mù.

Bao gồm các giọt chất lỏng phân tán trong môi trường khí, có thể chứa các chất hòa tan hoặc các hạt rắn lơ lửng. Chúng được hình thành do sự ngưng tụ hơi và trong quá trình phun chất lỏng vào môi trường khí.

Chuyên đề 3. Các hướng chính của thủy động lực dòng khí. Phương trình liên tục và phương trình Navier-Stokes

Nguyên lý cơ bản của thủy động lực học dòng khí.

Chúng ta hãy xem xét tác dụng của các lực chính lên một thể tích khí cơ bản (Hình 1).

Cơm. 1. Tác dụng của các lực lên một thể tích khí cơ bản.

Lý thuyết chuyển động của dòng khí dựa trên hai phương trình cơ bản của thủy động lực học: phương trình liên tục và phương trình Navier-Stokes.

phương trình liên tục

∂ρ/∂τ + ∂(ρ x V x)/∂x + ∂(ρ y V y)/∂y + ∂(ρ z V z)/∂z = 0 (1)

trong đó ρ là mật độ của môi trường (khí) [kg/m3]; V - tốc độ khí (trung bình) [m/s]; V x , V y , V z – các vectơ vận tốc thành phần dọc theo các trục tọa độ X, Y, Z.

Phương trình này biểu thị Định luật bảo toàn năng lượng, theo đó sự thay đổi khối lượng của một thể tích khí cơ bản nhất định được bù đắp bằng sự thay đổi mật độ (∂ρ/∂τ).

Nếu ∂ρ/∂τ = 0 - chuyển động ổn định.

Phương trình Navier-Stokes.

– ∂px/∂x + μ(∂2Vx/∂x2 + ∂2Vx/∂y2 + ∂2Vx/∂z2) = ρ (∂Vx/∂τ +… – ∂py/ ∂y + μ(∂2Vy/∂ x2 + ∂2Vy/∂y2 + ∂2Vy/∂z2) =…

Điều kiện biên

.

Hình 2 Dòng khí chảy quanh một xi lanh.

Điều kiện ban đầu

Để mô tả trạng thái của hệ thống tại thời điểm ban đầu, các điều kiện ban đầu được đặt.

Điều kiện biên

Điều kiện biên và điều kiện ban đầu tạo thành điều kiện biên. Chúng làm nổi bật vùng không-thời gian và đảm bảo tính thống nhất của lời giải.

Các phương trình (1) và (2) tạo thành một hệ có hai ẩn số - V r (vận tốc khí) và P (áp suất). Việc giải hệ này rất khó nên người ta đưa ra các phương pháp đơn giản hóa. Một sự đơn giản hóa như vậy là việc sử dụng lý thuyết tương tự. Điều này cho phép bạn thay thế hệ thống (2) bằng một phương trình tiêu chí.

Phương trình tiêu chí.

f(Fr, Eu, Re r) = 0

Các tiêu chí Fr, Eu, Re r đều dựa trên thực nghiệm. Loại kết nối chức năng được thiết lập bằng thực nghiệm.

Tiêu chí Froude

Nó đặc trưng cho tỷ lệ giữa lực quán tính và lực hấp dẫn:

Fr = Vg 2 /(gℓ)

trong đó Vg 2 là lực quán tính; gℓ - trọng lực; ℓ - xác định tham số tuyến tính, xác định thang đo chuyển động của khí [m].

Tiêu chuẩn Froude đóng vai trò quan trọng khi hệ thống dòng chuyển động bị ảnh hưởng đáng kể bởi lực hấp dẫn. Khi giải nhiều bài toán thực tế, tiêu chuẩn Froude bị suy biến vì có tính đến lực hấp dẫn.

tiêu chuẩn Euler(sơ trung):

Eu = Δp/(ρ g V g 2)

trong đó Δр - độ giảm áp suất [Pa]

Tiêu chí Euler đặc trưng cho tỉ số giữa lực ép và lực quán tính. Nó không mang tính quyết định và được coi là thứ yếu. Dạng của nó được tìm thấy bằng cách giải phương trình (3).

tiêu chí Reynolds

Nó là cơ bản và đặc trưng cho tỷ lệ giữa lực quán tính với lực ma sát, chuyển động hỗn loạn và tuyến tính.

Re r = V g ρ g ℓ / μ g

trong đó μ – độ nhớt động học của khí [Pa s]

Tiêu chí Reynolds là đặc tính quan trọng nhất của chuyển động của dòng khí:

• ở các giá trị thấp của tiêu chí Reynolds Re, lực ma sát chiếm ưu thế và quan sát thấy dòng khí tuyến tính (tầng) ổn định. Khí di chuyển dọc theo các bức tường, xác định hướng của dòng chảy.
• Khi tiêu chí Reynolds tăng lên, dòng chảy tầng mất đi sự ổn định và ở một giá trị tới hạn nhất định của tiêu chí này, chuyển sang chế độ hỗn loạn. Trong đó, các khối khí hỗn loạn di chuyển theo bất kỳ hướng nào, kể cả theo hướng của bức tường và cơ thể được dòng chảy sắp xếp hợp lý.

Dòng chất lỏng hỗn loạn.

Chế độ tự động.

Xung hỗn loạn được xác định bởi tốc độ và quy mô của chuyển động. Thang chuyển động: 1. Dao động nhanh nhất có thang đo lớn nhất 2. Khi chuyển động trong một đường ống, thang dao động lớn nhất trùng với đường kính của ống. Các giá trị gợn sóng được xác định...

Tốc độ gợn sóng

Vλ = (εnλ / ρг)1/3 2. Tốc độ và quy mô xung giảm tương ứng với việc giảm số lượng... Reλ = Vλλ / νг = Reг(λ/ℓ)1/3

Chế độ tự tương tự

ξ = A Reg-n trong đó A, n là các hằng số.

Lớp ranh giới.

1. Theo giả thuyết Prandtl–Taylor, chuyển động trong lớp biên là chuyển động tầng. Do không có chuyển động hỗn loạn nên sự chuyển dịch của vật chất... 2. Trong lớp biên, các xung hỗn loạn mờ dần, tiến đến gần... Trong lớp con khuếch tán z<δ0, у стенки молекулярная диффузия полностью преобла­дает над турбулентной.

Chủ đề 5. Tính chất của hạt.

Tính chất cơ bản của hạt lơ lửng.

I. Mật độ hạt.

Mật độ hạt có thể đúng, số lượng lớn hoặc rõ ràng. Mật độ khối có tính đến khoảng cách không khí giữa các hạt bụi. Khi hiện tượng đóng bánh tăng lên 1,2-1,5 lần. Mật độ biểu kiến ​​là tỷ lệ khối lượng của hạt với thể tích chiếm giữ của nó, bao gồm các lỗ rỗng, khoảng trống và các điểm không đồng đều. Sự giảm mật độ biểu kiến ​​so với mật độ thực được quan sát thấy trong bụi dễ bị đông tụ hoặc thiêu kết của các hạt sơ cấp (bồ hóng, oxit kim loại màu). Đối với các hạt nguyên khối hoặc sơ cấp mịn, mật độ biểu kiến ​​trùng với mật độ thực.

II. Phân tán hạt.

Kích thước hạt được xác định bằng nhiều cách: 1. Kích thước trong suốt - kích thước nhỏ nhất của các lỗ sàng qua đó... 2. Đường kính của hạt hình cầu hoặc kích thước tuyến tính lớn nhất của hạt có hình dạng không đều. Nó được sử dụng khi…

Các loại phân phối

Các xưởng khác nhau có thành phần khí thải khác nhau và thành phần chất gây ô nhiễm khác nhau. Khí phải được kiểm tra hàm lượng bụi, bao gồm các hạt có kích cỡ khác nhau. Để mô tả thành phần phân tán, sự phân bố các hạt theo phần trăm trên một đơn vị thể tích theo số f(r) và theo khối lượng g(r) được sử dụng - cách đếm và phân bố khối lượng tương ứng. Về mặt đồ họa, chúng được đặc trưng bởi hai nhóm đường cong - đường cong vi phân và đường tích phân.

1. Đường cong phân phối vi phân

A) Đếm phân phối

Phân số của các hạt có bán kính nằm trong khoảng (r, r+dr) và tuân theo hàm f(r) có thể được biểu diễn dưới dạng:

f(r)dr=1

Đường cong phân phối có thể được sử dụng để mô tả hàm f(r) này được gọi là đường cong phân bố vi phân của các hạt theo kích thước của chúng theo số lượng hạt (Hình 4).

Cơm. 4. Đường cong vi phân phân bố kích thước hạt sol khí theo số lượng của chúng.

B) Phân phối đại chúng.

Tương tự, chúng ta có thể biểu diễn hàm phân bố khối lượng hạt g(r):g(r)dr=1

Nó thuận tiện và phổ biến hơn trong thực tế. Đường cong phân phối được hiển thị trên biểu đồ (Hình 5).

0 2 50 80 µm

Cơm. 5. Đường cong phân bố chênh lệch của các hạt sol khí theo kích thước dựa trên khối lượng của chúng.

Đường cong phân phối tích lũy.

D(%) 0 10 100 µm Hình 6. Đường cong tích phân của các đường chuyền

Ảnh hưởng của độ phân tán đến tính chất hạt

Sự phân tán hạt ảnh hưởng đến sự hình thành năng lượng tự do bề mặt và mức độ ổn định của sol khí.

Năng lượng tự do của bề mặt

Thứ Tư

Sức căng bề mặt.

Do diện tích bề mặt lớn, các hạt sol khí khác với vật liệu nguồn ở một số đặc tính quan trọng đối với quá trình loại bỏ bụi.

Sức căng bề mặt của chất lỏng tại bề mặt tiếp xúc với không khí hiện đã được biết chính xác đối với các chất lỏng khác nhau. Đó là, ví dụ, cho:

Nước -72,5Ncm.

Đối với chất rắn, nó bằng đáng kể và về mặt số lượng với công tối đa tiêu tốn cho sự hình thành bụi.

Nó có lượng khí nhỏ không đáng kể.

Nếu các phân tử của chất lỏng tương tác mạnh hơn với các phân tử của chất rắn so với nhau thì chất lỏng sẽ lan ra khắp bề mặt chất rắn, làm ướt nó. Nếu không, chất lỏng sẽ tụ lại thành một giọt, giọt này sẽ có hình tròn nếu trọng lực không tác dụng.

Sơ đồ tính thấm ướt của hạt hình chữ nhật.

Sơ đồ (Hình 11) cho thấy:

a) ngâm hạt ướt vào nước:

b) ngâm hạt không thấm nước vào nước:

Hình 11. Sơ đồ làm ướt

Chu vi làm ướt của hạt là ranh giới tương tác giữa ba môi trường: nước (1), không khí (2), vật rắn (3).

Ba môi trường này có bề mặt phân định:

Bề mặt không khí lỏng có sức căng bề mặt δ 1,2

Bề mặt rắn không khí có sức căng bề mặt δ 2,3

Bề mặt rắn-lỏng có sức căng bề mặt δ 1,3

Các lực δ 1,3 và δ 2,3 tác dụng trong mặt phẳng của vật rắn trên một đơn vị chiều dài của chu vi làm ướt. Chúng được định hướng tiếp tuyến với bề mặt và vuông góc với chu vi làm ướt. Lực δ 1,2 hướng vào một góc Ҩ, gọi là góc tiếp xúc (góc thấm ướt). Nếu bỏ qua lực hấp dẫn và lực nâng của nước thì khi tạo thành góc cân bằng è thì cả ba lực đều cân bằng.

Điều kiện cân bằng được xác định Công thức Young :

δ 2,3 = δ 1,3 + δ 1,2 cos Ө

Góc thay đổi từ 0 đến 180° và Cos thay đổi từ 1 đến –1.

Ở Ш >90 0 các hạt bị ướt kém. Không quan sát thấy tình trạng không làm ướt hoàn toàn (Ҩ = 180°).

Các hạt có thể làm ướt (ͨ >0°) là thạch anh, talc (ͨ =70°), thủy tinh, canxit (ͨ =0°). Các hạt không thấm nước (Ҩ = 105°) là parafin.

Các hạt có thể làm ướt (ưa nước) bị hút vào nước nhờ lực căng bề mặt tác động lên bề mặt phân cách nước-không khí. Nếu mật độ của hạt nhỏ hơn mật độ của nước thì lực hấp dẫn được thêm vào lực này và các hạt chìm xuống. Nếu mật độ của hạt nhỏ hơn mật độ của nước thì thành phần thẳng đứng của lực căng bề mặt sẽ giảm do lực nâng của nước.

Các hạt không thấm nước (kỵ nước) được hỗ trợ trên bề mặt bởi lực căng bề mặt, thành phần thẳng đứng của lực này được thêm vào lực nâng. Nếu tổng các lực này vượt quá lực hấp dẫn thì hạt vẫn ở trên bề mặt nước.

Khả năng thấm ướt của nước ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ thu bụi ướt, đặc biệt là khi làm việc với tuần hoàn - các hạt mịn được làm ướt tốt hơn các hạt có bề mặt không bằng phẳng, vì chúng được bao phủ nhiều hơn bởi lớp vỏ khí hấp thụ, cản trở việc làm ướt.

Dựa vào tính chất làm ướt, ba nhóm chất rắn được phân biệt:

1. vật liệu ưa nước được làm ướt bằng nước - canxi,
hầu hết các silicat, thạch anh, khoáng chất oxy hóa, halogenua kiềm
kim loại

2. Vật liệu kỵ nước ít bị nước làm ướt - than chì, than lưu huỳnh.

3. các chất kỵ nước tuyệt đối - đó là parafin, tanh, bitum.

IV. Tính chất kết dính của các hạt.

Fad = 2δd trong đó δ là sức căng bề mặt tại ranh giới giữa vật rắn và không khí.

Lực bám dính tỷ lệ thuận với lũy thừa bậc nhất của đường kính và lực phá vỡ cốt liệu, ví dụ như trọng lực hoặc...

V. Độ mài mònĐộ mài mòn

- cường độ mài mòn kim loại, ở cùng vận tốc khí và nồng độ bụi.

Độ mài mòn của tính chất hạt phụ thuộc vào:

1. độ cứng của hạt bụi

2. hình dạng hạt bụi

3. kích thước hạt bụi

4. Mật độ hạt bụi

Tính chất mài mòn của các hạt được tính đến khi lựa chọn:

1. tốc độ của khí bụi

2. độ dày thành của thiết bị và chất thải khí

3. vật liệu phải đối mặt

VI. Độ hút ẩm và độ hòa tan của các hạt.

Phụ thuộc vào:

1. Thành phần hóa học của bụi

2. buồng hạt bụi

3. hình dạng hạt bụi

4. Độ nhám bề mặt của hạt bụi

Những đặc tính này được sử dụng để thu bụi trong các thiết bị loại ướt.

VII. Tính chất điện của bụi.

Ô nhiễm điện của các hạt.

Hành vi trong khí thải Hiệu quả thu gom trong các thiết bị lọc khí (bộ lọc điện) ... Nguy hiểm cháy nổ

Dựa vào nguyên nhân gây cháy có ba nhóm chất: 1. Chất tự bốc cháy khi tiếp xúc với không khí.

Nguyên nhân cháy là do quá trình oxy hóa dưới tác dụng của oxy trong khí quyển (nhiệt tỏa ra ở nhiệt độ thấp...

Cơ chế tự cháy.

Bụi dễ cháy do bề mặt tiếp xúc của các hạt với oxy phát triển cao nên có khả năng tự bốc cháy và hình thành hỗn hợp nổ với không khí. Cường độ của vụ nổ bụi phụ thuộc vào:

Tính chất nhiệt và hóa học của bụi

Kích thước và hình dạng hạt bụi

Nồng độ hạt bụi

Thành phần của khí

Kích thước và nhiệt độ của nguồn đánh lửa

Hàm lượng tương đối của bụi trơ.

Khi nhiệt độ tăng lên, sự bốc cháy có thể xảy ra một cách tự phát. Năng suất và cường độ đốt có thể khác nhau.

Cường độ và thời gian cháy.

Khối lượng bụi dày đặc cháy chậm hơn vì khó tiếp cận oxy với chúng. Các khối bụi nhỏ và lỏng lẻo bốc cháy trong toàn bộ khối lượng. Khi nồng độ oxy trong không khí dưới 16%, đám mây bụi không phát nổ. Càng nhiều oxy thì càng dễ xảy ra cháy nổ và độ bền của nó càng lớn (trong doanh nghiệp khi hàn, khi cắt kim loại). Nồng độ dễ nổ của bụi lơ lửng trong không khí tối thiểu là 20-500 g/m 3, tối đa là 700-800 g/m 3

Chủ đề 6. Cơ chế cơ bản của sự lắng đọng hạt

Hoạt động của bất kỳ thiết bị thu gom bụi nào đều dựa trên việc sử dụng một hoặc nhiều cơ chế lắng đọng các hạt lơ lửng trong khí.

1. Quá trình lắng đọng trọng lực (lắng đọng) xảy ra do... 2. Quá trình lắng đọng dưới tác dụng của lực ly tâm. Quan sát được trong quá trình chuyển động theo đường cong của dòng khí phân tán (dòng chảy...

Lắng đọng trọng lực (lắng đọng)

F= Sch, là hệ số cản của hạt; S h - diện tích tiết diện ngang của hạt, vuông góc với chuyển động; Vh –…

Lắng đọng hạt ly tâm

F=mch, V= t m – khối lượng hạt; V – tốc độ; r - bán kính quay; t- thời gian hồi phục Thời gian lắng của các hạt lơ lửng trong máy hút bụi ly tâm tỷ lệ thuận với bình phương đường kính hạt.…

Ảnh hưởng của tiêu chuẩn Reynolds tới sự lắng đọng quán tính.

Do đó, hiệu suất lắng đọng của cơ chế này lớn hơn 0 và khi không có sự lắng đọng quán tính, hiệu ứng gắn kết được đặc trưng bởi... R=dch/d

Lắng đọng khuếch tán.

Trong đó D là hệ số khuếch tán, đặc trưng cho hiệu suất của Brownian... Tỷ số giữa lực ma sát trong và lực khuếch tán được đặc trưng bởi tiêu chí Schmidt:

Sự lắng đọng dưới ảnh hưởng của điện tích cơ bản

Việc tích điện cơ bản của các hạt có thể được thực hiện theo ba cách: 1. Trong quá trình tạo ra sol khí 2. Do sự khuếch tán của các ion tự do

Nhiệt di

Đây là lực đẩy của các hạt bởi các vật thể được làm nóng. Nguyên nhân là do lực tác động từ pha khí lên các hạt được nung nóng không đều trong đó... Nếu kích thước hạt lớn hơn 1 micron thì tỉ số giữa tốc độ cuối cùng của quá trình với... Lưu ý: tác dụng phụ tiêu cực xảy ra khi các hạt rắn lắng từ khí nóng sang khí lạnh...

Điện di khuếch tán.

Sự chuyển động này của các hạt là do gradient nồng độ của các thành phần trong hỗn hợp khí. Thể hiện ở các quá trình bay hơi và ngưng tụ. Khi bốc hơi từ...

Sự lắng đọng hạt trong dòng chảy rối.

Vận tốc của xung hỗn loạn tăng lên, đường kính của các xoáy giảm và các xung quy mô nhỏ vuông góc với tường đã xuất hiện trên...

Sử dụng trường điện từ để lắng các hạt lơ lửng.

Khi các chất khí chuyển động trong từ trường, một lực tác dụng lên một hạt hướng theo một góc vuông và theo hướng của từ trường. Kết quả của việc tiếp xúc như vậy... Hiệu suất thu giữ hạt tổng thể của các cơ chế lắng đọng khác nhau.

Chủ đề 7. Sự đông tụ của hạt lơ lửng

Sự tiếp cận của các hạt có thể xảy ra do chuyển động Brown (đông tụ nhiệt), thủy động lực, điện, hấp dẫn và các chuyển động khác... Tốc độ giảm nồng độ đếm được của các hạt

Mục 3. Cơ chế lan truyền ô nhiễm môi trường

Chủ đề 8. Chuyển khối

Sự lan rộng của ô nhiễm trong môi trường (Hình 13) xảy ra chủ yếu do các quá trình tự nhiên và phụ thuộc vào tính chất vật lý và hóa học của các chất, các quá trình vật lý liên quan đến sự chuyển hóa của chúng, các quá trình sinh học tham gia vào các quá trình lưu thông chất toàn cầu, các quá trình tuần hoàn trong các hệ sinh thái riêng lẻ. Xu hướng lan rộng của các chất là nguyên nhân gây ra sự tích tụ chất không kiểm soát được trong khu vực.

A - bầu không khí

G - thủy quyển

L - thạch quyển

F - động vật

H - người đàn ông

P - thực vật

Cơm. 13. Sơ đồ truyền khối trong sinh quyển.

Trong sinh quyển, các đặc tính hóa lý của phân tử, áp suất hơi và độ hòa tan trong nước chủ yếu đóng vai trò trong quá trình chuyển giao.

Cơ chế truyền khối

Khuếch tán được đặc trưng bởi hệ số khuếch tán [m2/s] và phụ thuộc vào tính chất phân tử của chất hòa tan (khuếch tán tương đối) và... Đối lưu là chuyển động cưỡng bức của các chất hòa tan theo dòng nước.... Phân tán là sự phân phối lại của chất tan gây ra bởi sự không đồng nhất của trường vận tốc dòng chảy.

Đất - nước

Sự lây lan ô nhiễm trong đất xảy ra chủ yếu do các quá trình tự nhiên. Phụ thuộc vào tính chất lý hóa của các chất, vật lý... Bề mặt tiếp xúc đất-nước đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa. Nền tảng…

phương trình Langmuir

x/m là tỷ số giữa khối lượng chất bị hấp phụ và khối lượng chất hấp phụ; và là các hằng số đặc trưng cho hệ thống đang được xem xét; - Nồng độ cân bằng của một chất trong dung dịch.

Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich

K – hệ số hấp phụ; 1/n - đặc trưng của mức độ hấp phụ Phương trình thứ hai được sử dụng chủ yếu để mô tả sự phân bố ...

Chủ đề 9. Tiếp nhận và tích lũy các chất trong cơ thể sống. Các loại chuyển khoản khác

Bất kỳ chất nào cũng được cơ thể sống hấp thụ và đồng hóa. Nồng độ ở trạng thái ổn định là nồng độ bão hòa. Nếu cao hơn mức... Các quá trình tích tụ các chất trong cơ thể: 1. Nồng độ sinh học - làm giàu bằng các hợp chất hóa học của cơ thể do được bổ sung trực tiếp từ môi trường...

Chủ đề 10. Mô hình phân bố tạp chất trong môi trường

Mô hình phân bố tạp chất trong môi trường nước

Sự lan truyền ô nhiễm trong bầu khí quyển.

Tính toán độ phát tán trong khí quyển của các chất độc hại có trong khí thải... Tiêu chí đánh giá ô nhiễm không khí.

Các phương pháp làm sạch khí thải công nghiệp khỏi ô nhiễm khí.

Các phương pháp chính sau đây được phân biệt:

1. Hấp thụ- Rửa sạch khí thải tạp chất bằng dung môi.

2. Hấp thụ hóa học- rửa khí thải bằng dung dịch thuốc thử liên kết
nhào bằng hóa chất.

3. Hấp phụ- Hấp thụ các tạp chất khí bằng các hoạt chất rắn.

Trung hòa nhiệt của khí thải.

Các phương pháp sinh hóa.

Trong công nghệ lọc khí, quá trình hấp phụ được gọi là quá trình lọc khí. Phương pháp này bao gồm việc chia hỗn hợp khí-không khí thành các bộ phận cấu thành của chúng bằng cách... Việc tổ chức sự tiếp xúc của dòng khí với dung môi lỏng được thực hiện: ... · Bằng cách cho khí đi qua cột đóng gói.

Sự hấp phụ vật lý

Cơ chế của nó như sau:

Các phân tử khí bám vào bề mặt chất rắn dưới tác dụng của lực hút lẫn nhau giữa các phân tử. Nhiệt lượng tỏa ra trong trường hợp này phụ thuộc vào lực hút và trùng với nhiệt lượng ngưng tụ của hơi nước (đạt tới 20 kJ/m3). Trong trường hợp này, khí được gọi là chất hấp phụ và bề mặt là chất hấp phụ.

Thuận lợi Phương pháp này có tính thuận nghịch: khi nhiệt độ tăng, khí hấp thụ dễ dàng được giải hấp mà không làm thay đổi thành phần hóa học (điều này cũng xảy ra khi áp suất giảm).

Hấp phụ hóa học (hấp phụ hóa học).

Nhược điểm của quá trình hấp phụ hóa học là trong trường hợp này nó không thể đảo ngược được; thành phần hóa học của chất bị hấp phụ thay đổi. Chất hấp phụ được chọn... Chất hấp phụ có thể là oxit đơn giản và phức tạp (được kích hoạt...

Mục 4. Cơ sở lý luận về bảo vệ thủy quyển và đất

Chuyên đề 11. Cơ sở lý luận về bảo vệ thủy quyển

Nước thải công nghiệp

Nước thải công nghiệp, theo tính chất ô nhiễm, được chia thành axit-bazơ, chứa các ion kim loại nặng, chứa crom-, flo- và xyanua. Nước thải axit-kiềm được hình thành từ các quá trình tẩy dầu mỡ, ăn mòn hóa học và ứng dụng các lớp phủ khác nhau.

Phương pháp thuốc thử

Ở giai đoạn xử lý sơ bộ nước thải, nhiều chất oxy hóa, chất khử, thuốc thử axit và kiềm được sử dụng, cả chất tươi và... Quá trình xử lý sau nước thải có thể được thực hiện bằng bộ lọc cơ học và carbon. ...

Điện phân.

Trong phương pháp này, nước thải được xử lý điện hóa bằng thuốc thử hóa học. Chất lượng nước tinh khiết sau khi điện phân có thể gần bằng nước cất. Có thể làm sạch nước bằng nhiều chất gây ô nhiễm hóa học khác nhau: florua, crom, xyanua, v.v. Có thể sử dụng phương pháp điện phân trước khi trao đổi ion để duy trì hàm lượng muối không đổi trong nước, trong quá trình tái tạo dung dịch thải và chất điện giải. Nhược điểm là tiêu thụ năng lượng đáng kể. Các thiết bị chạy thận điện có bán trên thị trường như EDU, ECHO, AE, v.v. được sử dụng. (với năng suất từ ​​1 đến 25 m3/h).

Lọc nước từ các sản phẩm dầu mỏ

Công ước quốc tế năm 1954 (sửa đổi 1962,1969, 1971) Để ngăn chặn ô nhiễm dầu trên biển, nước này đã ban hành lệnh cấm xả đáy tàu và nước dằn có chứa các sản phẩm dầu trong vùng ven biển (lên đến 100-150 dặm) với nồng độ trên 100 mg/l). Ở Nga, nồng độ tối đa cho phép (MPC) sau đây của các sản phẩm dầu mỏ trong nước đã được thiết lập: sản phẩm dầu mỏ có hàm lượng lưu huỳnh cao - 0,1 mg/l, sản phẩm dầu mỏ không chứa lưu huỳnh - 0,3 mg/l. Về vấn đề này, việc phát triển và cải tiến các phương pháp và phương tiện lọc nước từ các sản phẩm dầu mỏ có trong đó có tầm quan trọng lớn đối với việc bảo vệ môi trường.

Các phương pháp làm sạch nước chứa dầu.

_Sự kết hợp. Đây là quá trình mở rộng hạt do sự hợp nhất của chúng. Sự hóa cứng của các hạt sản phẩm dầu mỏ có thể xảy ra một cách tự nhiên khi chúng... Có thể đạt được một số sự gia tăng về tốc độ kết dính bằng cách đun nóng... Sự đông tụ. Trong quá trình này, các hạt của sản phẩm dầu mỏ trở nên lớn hơn khi...

Chuyên đề 12. Cơ sở lý luận về bảo vệ đất

Cơ sở lý thuyết về bảo vệ đất bao gồm các vấn đề về sự di chuyển của các chất ô nhiễm trong đất đối với các vùng có... mô hình phân bố các chất ô nhiễm trong đất

Cơm. 14. Các hình thức xử lý chất thải

MỘT - kiểu chôn lấp; b - chôn cất trên sườn núi; V. - chôn trong hố; G - chôn cất trong hầm ngầm; 1 - rác thải; 2 - chống thấm; 3 - bê tông

Nhược điểm của chôn lấp kiểu đổ: khó đánh giá độ ổn định của mái dốc; ứng suất cắt cao ở chân mái dốc; nhu cầu sử dụng các cấu trúc xây dựng đặc biệt để tăng tính ổn định của việc xử lý; gánh nặng thẩm mỹ cho cảnh quan. An táng trên sườn núi Không giống như các ngôi mộ kiểu đổ đã được xem xét ở trên, chúng yêu cầu bảo vệ bổ sung cho thi thể khỏi bị trượt và bị cuốn trôi bởi nước chảy xuống sườn dốc.
Chôn lấp trong hốít tác động đến cảnh quan và không gây nguy hiểm cho tính bền vững. Tuy nhiên, nó đòi hỏi phải thoát nước bằng máy bơm vì phần đế nằm dưới bề mặt trái đất. Việc chôn lấp như vậy tạo thêm khó khăn cho việc chống thấm các sườn dốc và nền xử lý chất thải, đồng thời cũng đòi hỏi phải giám sát liên tục hệ thống thoát nước.
Chôn cất trong hầm ngầm về mọi mặt, chúng thuận tiện hơn và thân thiện với môi trường hơn, tuy nhiên, do chi phí xây dựng lớn nên chúng chỉ có thể được sử dụng để loại bỏ một lượng nhỏ chất thải. Xử lý dưới lòng đất được sử dụng rộng rãi để cô lập chất thải phóng xạ, vì nó cho phép, trong những điều kiện nhất định, đảm bảo an toàn sinh thái phóng xạ trong toàn bộ thời gian cần thiết và là cách quản lý hiệu quả nhất về mặt chi phí. Việc chôn lấp chất thải tại bãi chôn lấp phải được thực hiện thành từng lớp dày không quá 2 m với độ nén bắt buộc, đảm bảo độ nén lớn nhất và không có khoảng trống, điều này đặc biệt quan trọng khi chôn lấp chất thải có kích thước lớn.
Việc nén chất thải trong quá trình xử lý là cần thiết không chỉ để tối đa hóa việc sử dụng không gian trống mà còn để giảm sự sụt lún sau đó của cơ quan xử lý. Ngoài ra, một vật thể chôn lấp lỏng lẻo với mật độ dưới 0,6 t/m sẽ làm phức tạp việc kiểm soát dịch lọc, vì nhiều kênh chắc chắn sẽ xuất hiện trong cơ thể, khiến việc thu gom và loại bỏ nó trở nên khó khăn.
Tuy nhiên, đôi khi, chủ yếu vì lý do kinh tế, kho chứa bị lấp đầy từng khu vực. Lý do chính cho việc lấp đầy từng phần là nhu cầu phân loại các loại chất thải khác nhau trong một bãi chôn lấp, cũng như mong muốn giảm diện tích hình thành nước rỉ rác.
Khi đánh giá sự ổn định của một thi thể chôn cất, người ta nên phân biệt giữa sự ổn định bên ngoài và bên trong. Độ ổn định bên trong được hiểu là trạng thái của bản thân thi thể (sự ổn định của các mặt bên, khả năng chống trương nở); Sự ổn định bên ngoài đề cập đến sự ổn định của bãi chôn lấp (lún, nghiền). Độ ổn định không đủ có thể làm hỏng hệ thống thoát nước. Đối tượng kiểm soát tại các bãi chôn lấp là không khí và khí sinh học, nước ngầm và nước rỉ rác, đất và xác chôn lấp. Phạm vi giám sát phụ thuộc vào loại chất thải và thiết kế của bãi chôn lấp.

Yêu cầu đối với bãi chôn lấp: ngăn ngừa ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm, nước mặt, chất lượng môi trường không khí; ngăn ngừa tác động tiêu cực liên quan đến việc di chuyển các chất ô nhiễm vào không gian ngầm. Để phù hợp với các yêu cầu này, cần phải cung cấp: lớp phủ đất và chất thải không thấm nước, hệ thống kiểm soát rò rỉ, cung cấp dịch vụ bảo trì và kiểm soát bãi chôn lấp sau khi đóng cửa và các biện pháp thích hợp khác.

Các yếu tố cơ bản của bãi chôn lấp an toàn: lớp đất bề mặt có thảm thực vật; hệ thống thoát nước dọc theo bờ bãi chôn lấp; một lớp cát hoặc sỏi dễ thấm; một lớp đất sét hoặc nhựa cách điện; chất thải trong ngăn; đất mịn làm nền cho lời cách nhiệt; hệ thống thông gió để loại bỏ khí mê-tan và carbon dioxide; lớp thoát nước để thoát chất lỏng; lớp cách nhiệt phía dưới để ngăn chặn các chất gây ô nhiễm thấm vào nước ngầm.

Tài liệu tham khảo.

1. Eremkin A.I., Kvashnin I.M., Yunkerov Yu.I. Tiêu chuẩn hóa phát thải các chất ô nhiễm vào khí quyển: sách giáo khoa - M., do ASV xuất bản, 2000 - 176 tr.

2. Tiêu chuẩn vệ sinh “Nồng độ tối đa cho phép (MAC) của các chất ô nhiễm trong không khí của khu dân cư” (GN2.1.6.1338-03), với Bổ sung số 1 (GN 2s.1.6.1765-03), Bổ sung và sửa đổi Số 2 (GN 2.1.6.1983-05). Có hiệu lực theo Nghị quyết của Bác sĩ trưởng Vệ sinh Liên bang Nga ngày 30 tháng 5 năm 2003 số 116, ngày 17 tháng 10 năm 2003 số 151, ngày 3 tháng 11 năm 2005 số 24 (được Bộ Tư pháp Nga đăng ký ngày ngày 09 tháng 6 năm 2003, số đăng ký 4663; ngày 21 tháng 10 năm 2003 đăng ký số 5187;

3. Mazur I.I., Moldavanov O.I., Shishkov V.N.. Sinh thái kỹ thuật, khóa học tổng quát gồm 2 tập. Dưới sự biên tập chung. M.I. Mazura. - M.: Trường cao hơn, 1996. – tập 2, 678 tr.

4. Phương pháp tính toán nồng độ các chất độc hại có trong khí thải của doanh nghiệp trong không khí (OND-86). Nghị quyết số 192 của Ủy ban Khí tượng Thủy văn Nhà nước Liên Xô ngày 4 tháng 8 năm 1986.

5. SN 245-71. Tiêu chuẩn vệ sinh cho thiết kế của các doanh nghiệp công nghiệp.

6. Uzhov V.I., Valdberg A.Yu., Myagkov B.I., Reshidov I.K. Làm sạch khí công nghiệp khỏi bụi. –M.: Hóa học, 1981 – 302 tr.

7. Luật Liên bang “Về bảo vệ không khí trong khí quyển” (được sửa đổi ngày 31 tháng 12 năm 2005) ngày 4 tháng 5 năm 1999 số 96-FZ

8. Luật Liên bang “Về bảo vệ môi trường” ngày 10 tháng 1 năm 2002. Số 7 – Luật Liên bang (được sửa đổi ngày 18 tháng 12 năm 2006)

9. Khudoshina M.Yu. Sinh thái. Xưởng thí nghiệm UMU GOU MSTU "STANKIN", 2005. Phiên bản điện tử.

Chúng ta sẽ làm gì với tài liệu nhận được:

Nếu tài liệu này hữu ích với bạn, bạn có thể lưu nó vào trang của mình trên mạng xã hội:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT BANG NOVOSIBIRSK

Khoa Các vấn đề Kỹ thuật Môi trường

"TÁN THÀNH"

Trưởng khoa

phi cơ

“___”______________200 g.

CHƯƠNG TRÌNH CÔNG VIỆC của ngành học

cơ sở lý luận về bảo vệ môi trường

OOP theo hướng đào tạo chuyên gia được chứng nhận

656600 – Bảo vệ môi trường

chuyên ngành 280202 “Kỹ thuật bảo vệ môi trường”

Trình độ chuyên môn – kỹ sư môi trường

Khoa máy bay

Khóa 3, học kỳ 6

Bài giảng 34 giờ.

Lớp thực hành: 17 giờ.

Học kỳ thứ 6 của RGZ

Làm việc độc lập 34 giờ

Đề thi học kì 6

Tổng cộng: 85 giờ

Novosibirsk

Chương trình làm việc được biên soạn trên cơ sở tiêu chuẩn giáo dục của Nhà nước về giáo dục chuyên nghiệp cao hơn trong lĩnh vực đào tạo chuyên gia được chứng nhận - 656600 - Bảo vệ môi trường và chuyên ngành 280202 - “Kỹ thuật bảo vệ môi trường”

Số đăng ký 165 kỹ thuật/ds ngày 17 tháng 3 năm 2000.

Mã ngành trong Tiêu chuẩn Giáo dục Tiểu bang – SD.01

Bộ môn “Cơ sở lý thuyết về bảo vệ môi trường” thuộc về thành phần liên bang.

Mã ngành theo chương trình - 4005

Chương trình làm việc đã được thảo luận tại cuộc họp của Cục Các vấn đề Kỹ thuật Môi trường.

Biên bản họp Sở số 6-06 ngày 13/10/2006

Chương trình đã được phát triển

giáo sư, tiến sĩ khoa học kỹ thuật, giáo sư

Trưởng phòng

Giáo sư, Tiến sĩ Khoa học Kỹ thuật, Phó Giáo sư

Chịu trách nhiệm chính về

giáo sư, tiến sĩ khoa học kỹ thuật, giáo sư

1. Yêu cầu bên ngoài

Yêu cầu chung về giáo dục được nêu trong Bảng 1.

Bảng 1

Yêu cầu Tiêu chuẩn Tiểu bang về mức tối thiểu bắt buộc

môn học	“Cơ sở lý luận về bảo vệ môi trường”
	Cơ sở lý luận về bảo vệ môi trường: cơ sở vật lý, hóa học của quá trình xử lý nước thải, khí thải và xử lý chất thải rắn. Các quá trình đông tụ, keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, chiết chất lỏng, trao đổi ion, oxy hóa và khử điện hóa, đông tụ và tuyển nổi bằng điện, điện phân, các quá trình màng (thẩm thấu ngược, siêu lọc), kết tủa, khử mùi và khử khí, xúc tác, ngưng tụ, nhiệt phân, nấu chảy lại, rang, trung hòa lửa, kết tụ ở nhiệt độ cao. Cơ sở lý luận về bảo vệ môi trường khỏi tác động năng lượng. Nguyên lý sàng lọc, hấp thụ và ngăn chặn tại nguồn. Quá trình khuếch tán trong khí quyển và thủy quyển. Sự phân tán và pha loãng các tạp chất trong khí quyển và thủy quyển. Sự phân tán và pha loãng các tạp chất trong khí quyển và thủy quyển. Phương pháp tính toán và pha loãng.

2. Mục đích và mục đích của khóa học

Mục tiêu chính là giúp học sinh làm quen với các nguyên tắc vật lý và hóa học trong việc trung hòa chất thải độc hại do con người tạo ra và nắm vững các kỹ năng ban đầu về phương pháp kỹ thuật tính toán thiết bị để trung hòa chất thải này.

3. Yêu cầu về kỷ luật

Các yêu cầu cơ bản của khóa học được xác định theo quy định của Tiêu chuẩn Giáo dục Nhà nước (SES) theo hướng 553500 - bảo vệ môi trường. Theo Tiêu chuẩn Tiểu bang cho lĩnh vực này, chương trình làm việc bao gồm các phần chính sau:

Mục 1. Các chất gây ô nhiễm môi trường chính và phương pháp trung hòa chúng.

Mục 2. Cơ sở tính toán các quá trình hấp phụ, truyền khối và xúc tác.

4. Phạm vi và nội dung của môn học

Phạm vi ngành học phù hợp với chương trình giảng dạy đã được Phó Hiệu trưởng NSTU phê duyệt

Tên các chủ đề của bài giảng trên lớp, nội dung và số lượng theo giờ.

Phần 1. Các chất ô nhiễm môi trường chính và phương pháp trung hòa chúng (18 giờ).

Bài giảng 1. Các chất gây ô nhiễm nhân tạo của các trung tâm công nghiệp. Các chất gây ô nhiễm nước, không khí và đất. Sự hình thành oxit nitơ trong quá trình đốt cháy.

Bài giảng 2. Cơ sở tính toán độ phát tán của tạp chất trong khí quyển. Các hệ số được sử dụng trong các mô hình phân tán chất gây ô nhiễm. Ví dụ về tính toán phân tán tạp chất.

Bài giảng 3-4. Các phương pháp làm sạch khí thải công nghiệp. Khái niệm về các phương pháp thanh lọc: phương pháp hấp thụ, hấp phụ, ngưng tụ, màng, nhiệt, hóa học, sinh hóa và xúc tác để trung hòa các chất ô nhiễm. Các lĩnh vực ứng dụng của họ. Các tính năng công nghệ chính và các thông số quy trình.

Bài giảng 5. Xử lý nước thải bằng phương pháp phân tách. Lọc nước thải khỏi tạp chất cơ học: bể lắng, hydrocyclones, bộ lọc, máy ly tâm. Cơ sở hóa lý cho việc sử dụng tuyển nổi, keo tụ, keo tụ để loại bỏ tạp chất. Các phương pháp tăng cường quá trình xử lý nước thải có tạp chất cơ học.

Bài giảng 6. Phương pháp tái sinh xử lý nước thải. Khái niệm và cơ sở hóa lý của các phương pháp chiết, tách (giải hấp), chưng cất và tinh chế, cô đặc và trao đổi ion. Sử dụng thẩm thấu ngược, siêu lọc và hấp phụ để lọc nước.

Bài giảng 7-8. Các phương pháp làm sạch nước mang tính hủy diệt. Khái niệm phương pháp phá hoại. Việc sử dụng các phương pháp hóa học để lọc nước dựa trên việc trung hòa các chất ô nhiễm có tính axit và kiềm, khử và oxy hóa (clo hóa và ozon hóa) các tạp chất. Lọc nước bằng cách chuyển đổi các chất ô nhiễm thành các hợp chất không hòa tan (hình thành trầm tích). Xử lý nước thải sinh hóa. Đặc điểm và cơ chế của quá trình làm sạch. Aerotanks và bể phân hủy.

Bài giảng 9. Phương pháp nhiệt trung hòa nước thải và chất thải rắn. Sơ đồ công nghệ của quy trình và loại thiết bị được sử dụng. Khái niệm trung hòa lửa và nhiệt phân chất thải. Quá trình oxy hóa chất thải ở pha lỏng – khái niệm của quá trình. Đặc điểm của quá trình xử lý bùn hoạt tính.

Phần 2. Cơ sở tính toán các quá trình hấp phụ, truyền khối và xúc tác (16 giờ).

Bài giảng 10. Các loại thiết bị phản ứng xúc tác và hấp phụ chính. Lò phản ứng dạng kệ, ống và tầng sôi. Các lĩnh vực ứng dụng của họ để trung hòa khí thải. Thiết kế lò phản ứng hấp phụ. Sử dụng các lớp chất hấp phụ chuyển động

Bài giảng 11. Cơ sở tính toán cho lò trung hòa khí thải. Khái niệm tốc độ phản ứng. Thủy động lực học của các lớp hạt tĩnh và tầng sôi. Các mô hình lò phản ứng lý tưởng hóa - trộn lý tưởng và chuyển vị lý tưởng. Rút ra các phương trình cân bằng vật liệu và nhiệt cho lò phản ứng trộn và chuyển vị lý tưởng.

Bài 12. Các quá trình xử lý hạt xốp hấp phụ và xúc tác. Các giai đoạn của quá trình biến đổi hóa học (xúc tác) trên hạt xốp. Khuếch tán trong hạt xốp. Khuếch tán phân tử và Knudsen. Rút ra phương trình cân bằng vật chất cho hạt xốp. Khái niệm về mức độ sử dụng bề mặt bên trong của hạt xốp.

Bài giảng 13-14. Cơ sở của các quá trình hấp phụ. Đường đẳng nhiệt hấp phụ. Phương pháp xác định thực nghiệm các đường đẳng nhiệt hấp phụ (khối lượng, thể tích và phương pháp sắc ký). Phương trình hấp phụ Langmuir. Phương trình cân bằng khối lượng và nhiệt lượng cho quá trình hấp phụ. Mặt trước hấp phụ cố định. Khái niệm về sự hấp phụ cân bằng và không cân bằng. Ví dụ về ứng dụng thực tế và tính toán quá trình hấp phụ để làm sạch khí khỏi hơi benzen.

Bài giảng 15. Cơ chế của quá trình truyền khối. Phương trình truyền khối. Cân bằng trong hệ lỏng-khí. Phương trình Henry và Dalton. Sơ đồ các quá trình hấp phụ. Cân bằng vật chất của quá trình truyền khối. Dẫn xuất phương trình đường vận hành của quá trình. Động lực của quá trình truyền khối. Xác định lực truyền động trung bình. Các loại thiết bị hấp phụ Tính toán thiết bị hấp phụ.

Bài 16. Làm sạch khí thải từ các chất ô nhiễm cơ học. Lốc xoáy cơ học. Tính toán lốc xoáy. Lựa chọn các loại lốc xoáy. Tính toán xác định hiệu suất thu gom bụi.

Bài 17. Cơ bản về lọc khí bằng thiết bị lọc bụi điện. Cơ sở vật lý để bẫy tạp chất cơ học bằng thiết bị lọc bụi điện. Các phương trình tính toán đánh giá hiệu suất của thiết bị lọc bụi điện. Cơ sở thiết kế thiết bị lọc bụi tĩnh điện. Các phương pháp nâng cao hiệu quả bẫy hạt cơ học bằng thiết bị lọc bụi điện.

Tổng số giờ (bài giảng) – 34 giờ.

Tên các chủ đề của các lớp thực hành, nội dung và số lượng theo giờ.

1. Phương pháp làm sạch khí thải của các hợp chất độc hại (8 giờ), bao gồm:

a) phương pháp xúc tác (4 giờ);

b) phương pháp hấp phụ (2 giờ);

c) lọc khí bằng lốc xoáy (2 giờ).

2. Cơ sở tính toán thiết bị phản ứng trung hòa khí (9 giờ):

a) tính toán lò phản ứng xúc tác dựa trên mô hình trộn lý tưởng và chuyển vị lý tưởng (4 giờ);

b) tính toán thiết bị hấp phụ để lọc khí (3 giờ);

c) Tính toán thiết bị lọc bụi điện để thu giữ các chất ô nhiễm cơ học (2 giờ).

________________________________________________________________

Tổng số giờ (lớp thực hành) – 17 giờ

Tên các đề tài tính toán và đồ họa

1) Xác định độ bền thủy lực của lớp hạt cố định của chất xúc tác (1 giờ).

2) Nghiên cứu chế độ hóa lỏng của vật liệu dạng hạt (1 giờ).

3) Nghiên cứu quá trình trung hòa nhiệt chất thải rắn trong lò phản ứng tầng sôi (2 giờ).

4) Xác định khả năng hấp phụ của chất hấp phụ để thu giữ các chất ô nhiễm dạng khí (2 giờ).

________________________________________________________________

Tổng cộng (các nhiệm vụ tính toán và đồ họa) – 6 giờ.

4. Các hình thức kiểm soát

4.1. Bảo vệ các tác vụ tính toán và đồ họa.

4.2. Bảo vệ các bài tóm tắt về chủ đề khóa học.

4.3. Câu hỏi cho kỳ thi.

1. Cơ sở của quá trình hấp thụ để lọc khí. Các loại chất hấp thụ Cơ sở tính toán vật liệu hấp thụ.

2. Thiết kế lò phản ứng xúc tác. Hình ống, đoạn nhiệt, có tầng sôi, có dòng khí hướng tâm và hướng trục, có các lớp chuyển động.

3. Phân bố phát thải từ các nguồn ô nhiễm.

4. Quá trình hấp phụ để lọc khí. Sơ đồ công nghệ của quá trình hấp phụ.

5. Xử lý nước thải bằng cách oxy hóa tạp chất bằng thuốc thử hóa học (khử clo, ozon hóa).

6. Khuếch tán trong hạt xốp. Khuếch tán phân tử và Knudsen.

7. Phương pháp điều hòa lọc khí.

8. Xử lý nhiệt chất thải rắn. Các loại lò khử nhiễm

9. Phương trình của một lò phản ứng trộn lý tưởng.

10. Phương pháp màng lọc khí.

11. Thủy động lực học của tầng hạt sôi.

12. Điều kiện hóa lỏng.

13. Khái niệm cơ bản về thu giữ khí dung bằng máy lọc bụi điện. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả công việc của họ.

14. Trung hòa nhiệt các chất khí. Trung hòa nhiệt của khí bằng thu hồi nhiệt. Các loại lò khử nhiễm nhiệt

15. Cơ sở của quy trình xử lý nước thải khai thác.

16. Mô hình lò phản ứng dòng cắm.

17. Cơ sở của các phương pháp hóa học làm sạch khí (chiếu xạ dòng điện tử, ozon hóa)

18. Thủy động lực học của các lớp hạt cố định.

19. Cân bằng trong hệ lỏng - khí.

20. Lọc khí sinh hóa. Bộ lọc sinh học và máy lọc sinh học.

21. Thanh lọc sinh hóa - những điều cơ bản của quy trình. Aerotanks, metatank.

22. Các mô hình lý tưởng của lò phản ứng xúc tác. Cân bằng vật chất và nhiệt lượng.

23. Các loại chất gây ô nhiễm nước thải. Phân loại các phương pháp làm sạch (phương pháp tách, phương pháp tái sinh và phương pháp phá hủy).

24. Mặt trước hấp phụ. Cân bằng hấp phụ. Mặt trước hấp phụ cố định.

25. Thiết bị thu gom bụi - lốc xoáy. Trình tự tính toán lốc xoáy.

26. Các phương pháp tách tạp chất cơ học: bể lắng, hydrocyclone, lọc, ly tâm).

27. Cô đặc - như một phương pháp xử lý nước thải.

28. Mặt trước hấp phụ. Cân bằng hấp phụ. Mặt trước hấp phụ cố định.

29. Khái niệm cơ bản về tuyển nổi, keo tụ, keo tụ.

30. Trao đổi nhiệt (khối lượng) trong quá trình hấp phụ.

31. Trình tự tính toán thiết bị hấp thụ đóng gói.

32. Nguyên lý vật lý tăng cường quá trình xử lý nước thải (phương pháp từ tính, siêu âm).

33. Quá trình biến đổi trên hạt xốp.

34. Trình tự tính toán vật liệu hấp phụ.

35. Giải hấp là phương pháp loại bỏ các tạp chất dễ bay hơi có trong nước thải.

36. Xử lý nước thải hấp phụ.

37. Khái niệm về mức độ sử dụng hạt xúc tác.

38. Phân bổ phát thải từ các nguồn ô nhiễm.

39. Chưng cất và tinh chế trong xử lý nước thải.

40. Hấp phụ không cân bằng.

41. Thẩm thấu ngược và siêu lọc.

42. Đường đẳng nhiệt hấp phụ. Phương pháp xác định đường đẳng nhiệt hấp phụ (khối lượng, thể tích, sắc ký).

43. Cơ sở của quá trình oxy hóa pha lỏng nước thải dưới áp suất.

44. Động lực của quá trình chuyển khối.

45. Xử lý nước thải bằng phương pháp trung hòa, thu hồi, lắng.

46. ​​​​Các phương trình cân bằng nhiệt và vật chất của chất hấp phụ.

47. Thiết bị thu gom bụi - lốc xoáy. Trình tự tính toán lốc xoáy.

48. Thanh lọc sinh hóa - cơ bản của quá trình. Aerotanks, metatanks.

49. Khái niệm cơ bản về thu giữ khí dung bằng máy lọc bụi điện. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả công việc của họ.

1. Thiết bị, kết cấu, cơ sở thiết kế các quy trình hóa học, công nghệ bảo vệ sinh quyển khỏi khí thải công nghiệp. M., Hóa học, 1985. 352 tr.

2. . . Nồng độ tối đa cho phép của hóa chất trong môi trường. L. Hóa học, 1985.

3. B. Bretschneider, I. Kurfurst. Bảo vệ lưu vực không khí khỏi ô nhiễm. L. Hóa học, 1989.

4. . Trung hòa khí thải công nghiệp bằng quá trình đốt sau. M. Energoatomizdat, 1986.

5., v.v. Xử lý nước thải công nghiệp. M. Stroyizdat, 1970, 153 tr.

6., v.v. Xử lý nước thải công nghiệp. Kyiv, Tekhnika, 1974, 257 tr.

7. . Xử lý nước thải trong công nghiệp hóa chất. L, Hóa học, 1977, 464 tr.

8. AL. Titov, . Xử lý chất thải công nghiệp: M. Stroyizdat, 1980, 79 tr.

9. , . Tác động của nhà máy nhiệt điện tới môi trường và cách giảm thiểu thiệt hại gây ra. Novosibirsk, 1990, 184 tr.

10. . Cơ sở lý luận về bảo vệ môi trường (bài giảng). IC SB RAS - NSTU, 2001. – 97 giây.

Gửi tác phẩm tốt của bạn tới cơ sở kiến ​​thức thật dễ dàng. Sử dụng mẫu dưới đây

Các sinh viên, nghiên cứu sinh, các nhà khoa học trẻ sử dụng nền tảng kiến ​​thức trong học tập và công việc sẽ rất biết ơn các bạn.

Đăng trên http://allbest.ru

BỘ GIÁO DỤC VÀ KHOA HỌC NGA

Cơ quan giáo dục ngân sách nhà nước liên bang về giáo dục chuyên nghiệp đại học

Đại học Lâm nghiệp bang Ural

Bộ môn: Công nghệ vật lý và hóa học bảo vệ sinh quyển

Tóm tắt về chủ đề:

“Cơ sở lý luận về bảo vệ môi trường”

Hoàn thành:

Bakirova E. N.

Khóa học: 3 Chuyên ngành: 241000

Giáo viên:

Melnik T.A.

Ekaterinburg 2014

Giới thiệu

Chương 1. Cơ sở lý luận về bảo vệ lưu vực nước

1.1 Nguyên lý lý thuyết cơ bản xử lý nước thải có tạp chất nổi

1.2 Yêu cầu cơ bản đối với máy chiết

Chương 2. Bảo vệ không khí khỏi bụi

2.1 Khái niệm và định nghĩa diện tích bề mặt riêng của bụi và khả năng chảy của bụi

2.2 Làm sạch sol khí dưới tác dụng của lực quán tính và lực ly tâm

2.3 Tĩnh học của quá trình hấp thụ

Tài liệu tham khảo

Giới thiệu

Sự phát triển của nền văn minh và tiến bộ khoa học công nghệ hiện đại có liên quan trực tiếp đến quản lý môi trường, tức là. với việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên toàn cầu.

Một phần không thể thiếu của quản lý môi trường là xử lý và tái tạo tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ chúng và bảo vệ môi trường nói chung, được thực hiện trên cơ sở sinh thái kỹ thuật - khoa học về sự tương tác giữa các hệ thống kỹ thuật và tự nhiên.

Cơ sở lý thuyết về bảo vệ môi trường là một ngành khoa học kỹ thuật toàn diện về kỹ thuật môi trường, nghiên cứu các nguyên tắc cơ bản của việc tạo ra các công nghệ tiết kiệm tài nguyên, sản xuất công nghiệp thân thiện với môi trường và thực hiện các giải pháp kỹ thuật và môi trường để sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường.

Quá trình bảo vệ môi trường là quá trình trong đó ô nhiễm có hại cho môi trường và con người trải qua những biến đổi nhất định thành vô hại, kèm theo sự di chuyển của ô nhiễm trong không gian, thay đổi trạng thái tổng hợp, cấu trúc và thành phần bên trong của chúng và mức độ tác động của chúng tới môi trường.

Trong điều kiện hiện đại, bảo vệ môi trường đã trở thành vấn đề quan trọng nhất, giải pháp cho vấn đề này liên quan đến việc bảo vệ sức khỏe của các thế hệ con người hiện tại và tương lai cũng như của tất cả các sinh vật sống khác.

Mối quan tâm đến việc bảo tồn thiên nhiên không chỉ nằm ở sự phát triển và tuân thủ pháp luật về bảo vệ Trái đất, lòng đất, rừng và nước, không khí trong khí quyển, hệ thực vật và động vật mà còn ở việc hiểu mối quan hệ nhân quả giữa các loại khác nhau. các loại hoạt động của con người và những thay đổi trong môi trường tự nhiên.

Những thay đổi trong môi trường vẫn đang vượt xa tốc độ phát triển của các phương pháp theo dõi và dự đoán tình trạng của nó.

Nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực kỹ thuật bảo vệ môi trường cần nhằm mục đích tìm kiếm và phát triển các phương pháp và phương tiện hiệu quả nhằm giảm thiểu hậu quả tiêu cực của các loại hoạt động sản xuất khác nhau của con người (hành động nhân tạo) đối với môi trường.

1. Theonguyên tắc lý thuyết bảo vệ lưu vực nước

1.1 Nền tảngnguyên lý lý thuyết xử lý nước thải có tạp chất nổi

Tách tạp chất nổi: quá trình lắng còn được sử dụng để lọc nước thải công nghiệp khỏi dầu, mỡ, chất béo. Làm sạch các tạp chất nổi tương tự như chất rắn lắng. Sự khác biệt là mật độ của các hạt nổi nhỏ hơn mật độ của nước.

Lắng là sự phân tách một hệ thống chất lỏng thô (huyền phù, nhũ tương) thành các pha cấu thành của nó dưới tác động của trọng lực. Trong quá trình lắng, các hạt (giọt) của pha phân tán kết tủa từ môi trường phân tán lỏng hoặc nổi lên bề mặt.

Lắng đọng là một kỹ thuật công nghệ được sử dụng để tách các chất phân tán hoặc làm sạch chất lỏng khỏi các tạp chất cơ học. Hiệu suất lắng tăng lên cùng với sự gia tăng chênh lệch về mật độ của các pha tách biệt và kích thước hạt của pha phân tán. Khi lắng đọng trong hệ thống không được có sự pha trộn mạnh, dòng đối lưu mạnh hoặc các dấu hiệu hình thành cấu trúc rõ ràng ngăn cản quá trình lắng đọng.

Lắng là một phương pháp phổ biến để làm sạch chất lỏng khỏi các tạp chất cơ học thô. Nó được sử dụng để điều chế nước cho nhu cầu công nghệ và sinh hoạt, xử lý nước thải, khử nước và khử muối trong dầu thô và trong nhiều quy trình công nghệ hóa học.

Đây là một giai đoạn quan trọng trong quá trình tự làm sạch tự nhiên của các hồ chứa tự nhiên và nhân tạo. Quá trình lắng cũng được sử dụng để cô lập các sản phẩm công nghiệp hoặc tự nhiên khác nhau được phân tán trong môi trường lỏng.

Lắng đọng, sự phân tách chậm của hệ phân tán chất lỏng (huyền phù, nhũ tương, bọt) thành các pha cấu thành của nó: môi trường phân tán và chất phân tán (pha phân tán), xảy ra dưới tác dụng của trọng lực.

Trong quá trình lắng, các hạt của pha phân tán lắng xuống hoặc nổi, tích tụ tương ứng ở đáy bình hoặc trên bề mặt chất lỏng. (Nếu quá trình lắng được kết hợp với quá trình gạn thì quá trình rửa giải sẽ xảy ra.) Lớp tập trung của các giọt riêng lẻ gần bề mặt xuất hiện trong quá trình lắng được gọi là kem. Các hạt huyền phù hoặc giọt nhũ tương tích tụ ở đáy tạo thành trầm tích.

Sự tích tụ trầm tích hoặc kem được xác định bởi quy luật lắng đọng (lắng đọng). Sự lắng đọng của các hệ phân tán cao thường đi kèm với sự giãn nở của các hạt do quá trình đông tụ hoặc keo tụ.

Cấu trúc của trầm tích phụ thuộc vào đặc điểm vật lý của hệ phân tán và điều kiện lắng. Nó dày đặc khi lắng các hệ thống thô. Huyền phù đa phân tán của các sản phẩm đông khô được nghiền mịn tạo ra kết tủa dạng gel lỏng lẻo.

Sự tích tụ cặn (kem) trong quá trình lắng là do tốc độ lắng (nổi) của các hạt. Trong trường hợp đơn giản nhất là chuyển động tự do của các hạt hình cầu, nó được xác định theo định luật Stokes. Trong huyền phù polydisperse, các hạt lớn đầu tiên kết tủa và các hạt nhỏ tạo thành "cặn" lắng chậm.

Sự khác biệt về tốc độ lắng của các hạt khác nhau về kích thước và mật độ làm cơ sở cho việc tách vật liệu nghiền (đá) thành các phân số (loại kích thước) bằng cách phân loại thủy lực hoặc rửa giải. Trong huyền phù tập trung, nó không phải là miễn phí, nhưng được gọi là. lắng đọng hoặc tập thể, trong đó các hạt lớn lắng nhanh mang theo các hạt nhỏ, làm sáng các lớp trên của chất lỏng. Nếu có phần keo phân tán trong hệ thống, quá trình lắng thường đi kèm với sự giãn nở của các hạt do quá trình đông tụ hoặc keo tụ.

Cấu trúc của trầm tích phụ thuộc vào tính chất của hệ phân tán và điều kiện lắng. Huyền phù phân tán thô, các hạt không khác nhau quá nhiều về kích thước và thành phần, tạo thành trầm tích dày đặc được phân định rõ ràng với pha lỏng. Ngược lại, huyền phù đa phân tán và đa thành phần của các vật liệu nghiền mịn, đặc biệt là với các hạt dị hình (ví dụ, các hạt dạng phiến, dạng kim, dạng sợi), tạo ra các trầm tích dạng gel lỏng lẻo. Trong trường hợp này, có thể không có ranh giới rõ ràng giữa chất lỏng được làm rõ và trầm tích mà là sự chuyển đổi dần dần từ các lớp ít cô đặc hơn sang các lớp cô đặc hơn.

Quá trình kết tinh lại có thể xảy ra trong trầm tích kết tinh. Khi lắng các nhũ tương tổng hợp không ổn định, các giọt tích tụ trên bề mặt dưới dạng kem hoặc ở đáy kết lại (hợp nhất), tạo thành một lớp chất lỏng liên tục. Trong điều kiện công nghiệp, quá trình lắng được thực hiện trong các bể lắng (hồ chứa, bể chứa) và bể lắng đặc biệt (chất làm đặc) có thiết kế khác nhau.

Lắng được ứng dụng rộng rãi trong lọc nước trong các hệ thống công trình thủy lợi, cấp thoát nước; trong quá trình khử nước và khử muối dầu thô; trong nhiều quy trình công nghệ hóa học.

Sự lắng đọng cũng được sử dụng để làm sạch dung dịch khoan; thanh lọc các sản phẩm dầu mỏ lỏng (dầu, nhiên liệu) trong các máy móc và lắp đặt công nghệ khác nhau. Trong điều kiện tự nhiên, trầm tích đóng vai trò quan trọng trong việc tự làm sạch các hồ chứa tự nhiên và nhân tạo, cũng như trong các quá trình địa chất hình thành đá trầm tích.

Lượng mưa là sự tách ở dạng kết tủa rắn khỏi khí (hơi), dung dịch hoặc nóng chảy của một hoặc nhiều thành phần. Để làm điều này, các điều kiện được tạo ra khi hệ thống chuyển từ trạng thái ổn định ban đầu sang trạng thái không ổn định và pha rắn được hình thành trong đó. Sự lắng đọng từ hơi (khử thăng hoa) đạt được bằng cách giảm nhiệt độ (ví dụ, khi hơi iốt được làm lạnh, xuất hiện tinh thể iốt) hoặc biến đổi hóa học của hơi, gây ra bởi nhiệt, tiếp xúc với bức xạ, v.v. Như vậy, khi hơi photpho trắng bị nung quá nóng sẽ hình thành kết tủa photpho đỏ; Khi hơi của -diketonat kim loại dễ bay hơi được đun nóng với sự có mặt của O2, các màng oxit kim loại rắn sẽ lắng đọng.

Việc kết tủa pha rắn từ dung dịch có thể đạt được bằng nhiều cách khác nhau: bằng cách hạ nhiệt độ của dung dịch bão hòa, loại bỏ dung môi bằng cách bay hơi (thường trong chân không), thay đổi độ axit của môi trường, thay đổi thành phần của dung môi, chẳng hạn , thêm chất ít phân cực hơn (acetone hoặc ethanol) vào dung môi phân cực (nước). Quá trình sau thường được gọi là muối.

Các thuốc thử kết tủa hóa học khác nhau được sử dụng rộng rãi để kết tủa, tương tác với các nguyên tố được giải phóng để tạo thành các hợp chất hòa tan kém kết tủa. Ví dụ: Khi thêm dung dịch BaCl2 vào dung dịch chứa lưu huỳnh ở dạng SO2-4 sẽ tạo thành kết tủa BaSO4. Để tách lượng mưa khỏi tan chảy, chất tan chảy thường được làm lạnh.

Công việc tạo mầm tinh thể trong một hệ thống đồng nhất là khá lớn và sự hình thành pha rắn được tạo điều kiện thuận lợi trên bề mặt hoàn thiện của các hạt rắn.

Do đó, để tăng tốc độ lắng đọng, một hạt - các hạt rắn có độ phân tán cao của chất lắng đọng hoặc chất khác - thường được đưa vào hơi nước và dung dịch siêu bão hòa hoặc vào một khối nóng chảy siêu lạnh. Việc sử dụng hạt giống trong dung dịch nhớt đặc biệt hiệu quả. Sự hình thành trầm tích có thể đi kèm với quá trình đồng kết tủa - thu giữ một phần tế bào. thành phần của giải pháp.

Sau khi kết tủa từ dung dịch nước, kết tủa có độ phân tán cao thu được thường có cơ hội “trưởng thành” trước khi tách, tức là. giữ kết tủa trong cùng dung dịch (mẹ), đôi khi đun nóng. Trong trường hợp này, do cái gọi là quá trình chín Ostwald, gây ra bởi sự khác biệt về độ hòa tan của các hạt nhỏ và lớn, sự kết tụ và các quá trình khác, các hạt trầm tích trở nên lớn hơn, các tạp chất đồng kết tủa được loại bỏ và khả năng lọc được cải thiện. Các đặc tính của kết tủa thu được có thể thay đổi trong phạm vi rộng do đưa nhiều chất phụ gia (chất hoạt động bề mặt, v.v.) vào dung dịch, thay đổi nhiệt độ hoặc tốc độ trộn và các yếu tố khác. Như vậy, bằng cách thay đổi các điều kiện kết tủa BaSO4 từ dung dịch nước, có thể tăng diện tích bề mặt riêng của trầm tích từ ~0,1 lên ~ 10 m2/g trở lên, thay đổi hình thái của các hạt trầm tích và sửa đổi các tính chất bề mặt của cái sau. Trầm tích thu được thường lắng xuống đáy bình dưới tác dụng của trọng lực. Nếu kết tủa tốt thì sử dụng phương pháp ly tâm để tạo điều kiện tách nó ra khỏi rượu mẹ.

Các loại kết tủa khác nhau được sử dụng rộng rãi trong hóa học để phát hiện các nguyên tố hóa học bằng kết tủa đặc trưng và để xác định định lượng các chất, để loại bỏ các thành phần cản trở quá trình xác định và để tách tạp chất bằng cách đồng kết tủa, để tinh chế muối bằng cách kết tinh lại để sản xuất màng cũng như trong hóa học. ngành công nghiệp tách pha.

Trong trường hợp thứ hai, quá trình lắng đọng đề cập đến sự tách cơ học của các hạt lơ lửng khỏi chất lỏng lơ lửng dưới tác động của trọng lực. Những quá trình này còn được gọi là lắng đọng. lắng, lắng, làm dày (nếu thực hiện lắng để thu được trầm tích dày đặc) hoặc làm rõ (nếu thu được chất lỏng nguyên chất). Để làm đặc và làm rõ, quá trình lọc thường được sử dụng bổ sung.

Điều kiện cần thiết cho sự lắng đọng là sự tồn tại của sự khác biệt về mật độ của pha phân tán và môi trường phân tán, tức là. sự mất ổn định trầm tích (đối với hệ thống thô). Đối với các hệ thống phân tán cao, tiêu chí lắng đọng đã được phát triển, được xác định chủ yếu bởi entropy, cũng như nhiệt độ và các yếu tố khác. Người ta đã chứng minh rằng entropy cao hơn khi sự lắng đọng xảy ra trong dòng chảy thay vì trong chất lỏng đứng yên. Nếu chỉ tiêu lắng đọng nhỏ hơn giá trị tới hạn thì quá trình lắng không xảy ra và trạng thái cân bằng lắng được thiết lập, trong đó các hạt phân tán được phân bố dọc theo chiều cao của lớp theo một quy luật nhất định. Khi huyền phù đậm đặc lắng xuống, các hạt lớn khi rơi xuống sẽ cuốn theo những hạt nhỏ hơn, dẫn đến sự giãn nở của các hạt trầm tích (đông máu trực giao).

Tốc độ lắng đọng phụ thuộc vào tính chất vật lý tính chất của pha phân tán và pha phân tán, nồng độ pha phân tán, nhiệt độ. Tốc độ lắng của một hạt hình cầu riêng lẻ được mô tả bằng phương trình Stokes:

Trong đó d là đường kính của hạt, ?g là sự chênh lệch về mật độ của pha rắn (với s) và pha lỏng (với f), µ là độ nhớt động học của pha lỏng, g là gia tốc trọng trường. Phương trình Stokes chỉ áp dụng được cho dạng chuyển động tầng nghiêm ngặt của hạt, khi số Reynolds Re<1,6, и не учитывает ортокинетическую коагуляцию, поверхностные явления, влияние изменения концентрации твердой фазы, роль стенок сосуда и др. факторы.

Sự lắng đọng của các hệ thống đơn phân tán được đặc trưng bởi kích thước hạt thủy lực, về mặt số lượng bằng tốc độ lắng được xác định bằng thực nghiệm của chúng. Trong trường hợp hệ thống polydisperse, bán kính bình phương trung bình gốc của các hạt hoặc kích thước thủy lực trung bình của chúng được sử dụng, cũng được xác định bằng thực nghiệm.

Trong quá trình lắng dưới tác dụng của trọng lực trong buồng, ba vùng có tốc độ lắng khác nhau được phân biệt: ở vùng hạt rơi tự do, nó không đổi, sau đó ở vùng chuyển tiếp, nó giảm và cuối cùng, ở vùng nén, nó giảm mạnh. về không.

Trong trường hợp huyền phù polydisperse ở nồng độ thấp, trầm tích được hình thành dưới dạng lớp - ở lớp dưới cùng là các hạt lớn nhất, sau đó là các hạt nhỏ hơn. Hiện tượng này được sử dụng trong các quá trình rửa giải, tức là phân loại (tách) các hạt phân tán rắn theo mật độ hoặc kích thước của chúng, trong đó trầm tích được trộn nhiều lần với môi trường phân tán và để trong các khoảng thời gian khác nhau.

Loại kết tủa hình thành được xác định bởi các đặc tính vật lý của hệ phân tán và các điều kiện lắng đọng. Trong trường hợp hệ thống phân tán thô, trầm tích dày đặc. Các chất kết tủa dạng gel lỏng lẻo được hình thành trong quá trình kết tủa các huyền phù polydisperse của các chất đông khô được nghiền mịn. Sự “hợp nhất” trầm tích trong một số trường hợp có liên quan đến sự chấm dứt chuyển động Brown của các hạt pha phân tán, đi kèm với sự hình thành cấu trúc không gian của trầm tích với sự tham gia của môi trường phân tán và thay đổi entropy. Trong trường hợp này, hình dạng của các hạt đóng một vai trò quan trọng. Đôi khi, để tăng tốc độ lắng, chất keo tụ được thêm vào huyền phù - các chất đặc biệt (thường có trọng lượng phân tử cao) gây ra sự hình thành các hạt keo tụ dễ bong tróc.

1.2 Yêu cầu cơ bản đối với máy chiết

Phương pháp chiết xuất tinh chế. Để tách các chất hữu cơ hòa tan trong chúng, ví dụ như phenol và axit béo, khỏi nước thải công nghiệp, bạn có thể sử dụng khả năng hòa tan của các chất này trong một số chất lỏng khác không hòa tan trong nước đang được xử lý. Nếu chất lỏng như vậy được thêm vào nước thải đang được xử lý và trộn, thì các chất này sẽ hòa tan trong chất lỏng được thêm vào và nồng độ của chúng trong nước thải sẽ giảm. Quá trình hóa lý này dựa trên thực tế là khi trộn kỹ hai chất lỏng không hòa tan lẫn nhau, bất kỳ chất nào trong dung dịch sẽ được phân phối giữa chúng theo độ hòa tan của nó theo quy luật phân phối. Nếu sau đó, chất lỏng bổ sung được tách ra khỏi nước thải thì nước thải sẽ được loại bỏ một phần các chất hòa tan.

Phương pháp loại bỏ các chất hòa tan khỏi nước thải này được gọi là chiết lỏng-lỏng; chất hòa tan được loại bỏ trong trường hợp này là chất có thể chiết được, chất lỏng thêm vào không trộn lẫn với nước thải là chất chiết. Butyl axetat, isobutyl axetat, diisopropyl ete, benzen, v.v. được sử dụng làm chất chiết.

Có một số yêu cầu khác đối với chất chiết:

· Nó không được tạo thành nhũ tương với nước, vì điều này dẫn đến giảm năng suất lắp đặt và tăng tổn thất dung môi;

· phải dễ dàng tái sinh;

· không độc hại;

· Hòa tan chất chiết tốt hơn nhiều so với nước, tức là. có hệ số phân phối cao;

· có tính chọn lọc hòa tan cao, tức là chất chiết càng hòa tan ít các thành phần nên còn lại trong nước thải thì các chất cần loại bỏ sẽ được chiết càng hoàn toàn;

· có khả năng hòa tan lớn nhất có thể so với thành phần được chiết xuất, vì nó càng cao thì càng cần ít chất chiết;

· có độ hòa tan thấp trong nước thải và không tạo thành nhũ tương ổn định, vì khó tách chất chiết và raffinat;

· khác biệt đáng kể về mật độ với nước thải để đảm bảo tách pha nhanh chóng và hoàn toàn;

Chất chiết có thể được chia thành hai nhóm theo khả năng hòa tan của chúng. Một số trong số chúng chủ yếu chỉ có thể chiết xuất một tạp chất hoặc các tạp chất thuộc một loại, trong khi một số khác có thể chiết xuất hầu hết các tạp chất của một loại nước thải nhất định (trong trường hợp cực đoan là tất cả). Loại chất chiết đầu tiên được gọi là chọn lọc.

Các đặc tính chiết của dung môi có thể được tăng cường bằng cách khai thác tác dụng hiệp đồng có trong quá trình chiết bằng dung môi hỗn hợp. Ví dụ, khi chiết phenol từ nước thải, có sự cải tiến trong quá trình chiết bằng butyl axetat trộn với rượu butyl.

Phương pháp chiết xuất để lọc nước thải công nghiệp dựa trên sự hòa tan chất ô nhiễm có trong nước thải bằng dung môi hữu cơ - chất chiết, tức là. về sự phân bố chất ô nhiễm trong hỗn hợp hai chất lỏng không hòa tan lẫn nhau tùy theo độ hòa tan của nó trong chúng. Tỷ lệ nồng độ cân bằng lẫn nhau trong hai dung môi không trộn lẫn (hoặc trộn yếu) khi đạt đến trạng thái cân bằng là không đổi và được gọi là hệ số phân phối:

k p = C E + C ST?const

trong đó C e, C st là nồng độ của chất chiết được trong chất chiết và nước thải tương ứng ở trạng thái cân bằng ở trạng thái ổn định, kg/m 3 .

Biểu thức này là định luật phân bố cân bằng và mô tả trạng thái cân bằng động giữa nồng độ của chất được chiết trong chất chiết và nước ở nhiệt độ nhất định.

Hệ số phân bố kp phụ thuộc vào nhiệt độ thực hiện quá trình chiết cũng như sự có mặt của các tạp chất khác nhau trong nước thải và chất chiết.

Sau khi đạt trạng thái cân bằng, nồng độ chất chiết trong dịch chiết cao hơn đáng kể so với trong nước nhánh. Chất cô đặc trong chất chiết được tách ra khỏi dung môi và có thể được loại bỏ. Chất chiết sau đó được sử dụng lại trong quá trình tinh chế.

2. Bảo vệ không khí khỏi bụi

2.1 Khái niệm và định nghĩa diện tích bề mặt riêng của bụi và khả năng chảy của bụi

Diện tích bề mặt riêng là tỷ lệ giữa diện tích bề mặt của tất cả các hạt với khối lượng hoặc thể tích chiếm chỗ.

Khả năng chảy đặc trưng cho khả năng di chuyển của các hạt bụi so với nhau và khả năng di chuyển của chúng dưới tác động của ngoại lực. Khả năng chảy phụ thuộc vào kích thước của các hạt, độ ẩm của chúng và mức độ nén. Các đặc tính về độ chảy được sử dụng để xác định góc nghiêng của các vách hầm, máng trượt và các thiết bị khác liên quan đến sự tích tụ và chuyển động của bụi và các vật liệu giống bụi.

Khả năng chảy của bụi được xác định bởi góc nghỉ của độ dốc tự nhiên, nơi tiếp nhận bụi ở trạng thái mới đổ.

b= arctan(2H/D)

2.2 Làm sạch sol khí dưới tác dụng của lực quán tính và lực ly tâm

Các thiết bị trong đó xảy ra sự tách các hạt khỏi dòng khí do xoắn khí thành hình xoắn ốc được gọi là lốc xoáy. Lốc xoáy thu giữ các hạt có kích thước lên tới 5 micron. Tốc độ cung cấp khí ít nhất là 15 m/s.

R c = m*? 2 /R trung bình;

R av =R 2 +R 1 /2;

Thông số quyết định hiệu suất của thiết bị là hệ số tách, cho biết lực ly tâm lớn hơn F m bao nhiêu lần.

F c = P c /F m = m*? 2/ R av *m*g= ? 2/ R av*g

Máy hút bụi quán tính: Hoạt động của máy hút bụi quán tính dựa trên thực tế là khi hướng chuyển động của dòng khí bụi (khí) thay đổi, các hạt bụi dưới tác dụng của lực quán tính sẽ lệch khỏi đường dòng và tách ra khỏi dòng. . Máy hút bụi quán tính bao gồm một số thiết bị phổ biến: máy tách bụi IP, máy hút bụi có cửa chớp VTI, v.v., cũng như các máy hút bụi quán tính đơn giản nhất (túi đựng bụi, máy hút bụi trên đoạn thẳng của ống khói, máy hút bụi màn hình, vân vân.).

Máy hút bụi quán tính thu giữ bụi thô - có kích thước từ 20 - 30 micron trở lên, hiệu suất của chúng thường nằm trong khoảng 60 - 95%. Giá trị chính xác phụ thuộc vào nhiều yếu tố: độ phân tán bụi và các đặc tính khác của nó, tốc độ dòng chảy, thiết kế thiết bị, v.v. Vì lý do này, các thiết bị quán tính thường được sử dụng ở giai đoạn làm sạch đầu tiên, sau đó là loại bỏ bụi khí (không khí) trong nhiều hơn. các thiết bị tiên tiến. Ưu điểm của tất cả các máy hút bụi quán tính là tính đơn giản của thiết bị và giá thành của thiết bị thấp. Điều này giải thích sự phổ biến của chúng.

F nội =m*g+g/3

2.3 Tĩnh học của quá trình hấp thụ

Hấp thụ khí (lat. Absorptio, từ hấp thụ - hấp thụ), hấp thụ thể tích khí và hơi bằng chất lỏng (chất hấp thụ) với sự hình thành dung dịch. Việc sử dụng sự hấp thụ trong công nghệ để tách và tinh chế khí cũng như tách hơi khỏi hỗn hợp hơi-khí dựa trên sự khác biệt về độ hòa tan của khí và hơi trong chất lỏng.

Trong quá trình hấp thụ, hàm lượng khí trong dung dịch phụ thuộc vào tính chất của khí và lỏng, vào áp suất tổng, nhiệt độ và áp suất riêng phần của thành phần phân bố.

Thống kê về sự hấp thụ, tức là trạng thái cân bằng giữa pha lỏng và pha khí, xác định trạng thái được thiết lập trong quá trình tiếp xúc rất lâu của các pha. Sự cân bằng giữa các pha được xác định bởi các đặc tính nhiệt động của thành phần và chất hấp thụ và phụ thuộc vào thành phần của một trong các pha, nhiệt độ và áp suất.

Đối với trường hợp hỗn hợp khí nhị phân bao gồm thành phần phân tán A và khí mang B, hai pha và ba thành phần tương tác với nhau. Do đó, theo quy tắc pha thì số bậc tự do sẽ bằng

S=K-F+2=3-2+2=3

Điều này có nghĩa là đối với một hệ thống khí-lỏng nhất định, các biến số là nhiệt độ, áp suất và nồng độ ở cả hai pha.

Do đó, ở nhiệt độ và áp suất tổng không đổi, mối quan hệ giữa nồng độ trong pha lỏng và pha khí sẽ không rõ ràng. Sự phụ thuộc này được thể hiện bằng định luật Henry: áp suất riêng phần của chất khí trên dung dịch tỷ lệ thuận với phần mol của chất khí này trong dung dịch.

Các giá trị bằng số của hệ số Henry đối với một loại khí nhất định phụ thuộc vào bản chất của khí và chất hấp thụ cũng như nhiệt độ, nhưng không phụ thuộc vào tổng áp suất. Một điều kiện quan trọng quyết định việc lựa chọn chất hấp thụ là sự phân bố thuận lợi của các thành phần khí giữa pha khí và pha lỏng ở trạng thái cân bằng.

Sự phân bố giữa các pha của các thành phần phụ thuộc vào tính chất hóa lý của các pha và thành phần, cũng như nhiệt độ, áp suất và nồng độ ban đầu của các thành phần. Tất cả các thành phần có trong pha khí tạo thành dung dịch khí trong đó chỉ có tương tác yếu giữa các phân tử của thành phần. Dung dịch khí được đặc trưng bởi sự chuyển động hỗn loạn của các phân tử và không có cấu trúc cụ thể.

Do đó, ở áp suất thông thường, dung dịch khí nên được coi là một hỗn hợp vật lý trong đó mỗi thành phần thể hiện các tính chất vật lý và hóa học riêng. Áp suất tổng cộng do hỗn hợp khí gây ra là tổng áp suất của các thành phần trong hỗn hợp, gọi là áp suất riêng phần.

Hàm lượng các thành phần trong hỗn hợp khí thường được biểu thị dưới dạng áp suất riêng phần. Áp suất riêng phần là áp suất mà một thành phần nhất định sẽ đạt được nếu không có các thành phần khác, nó chiếm toàn bộ thể tích của hỗn hợp ở nhiệt độ của nó. Theo định luật Dalton, áp suất riêng phần của một thành phần tỷ lệ thuận với phần mol của thành phần đó trong hỗn hợp khí:

trong đó yi là phần mol của thành phần trong hỗn hợp khí; P là áp suất tổng cộng của hỗn hợp khí. Trong hệ thống khí-lỏng hai pha, áp suất riêng phần của từng thành phần là hàm số của độ hòa tan của nó trong chất lỏng.

Theo định luật Raoult cho một hệ thống lý tưởng, áp suất riêng phần của một thành phần (pi) trong hỗn hợp hơi-khí bên trên chất lỏng trong điều kiện cân bằng, với nồng độ thấp và không bay hơi của các thành phần khác hòa tan trong nó, tỷ lệ thuận với hơi nước. áp suất của chất lỏng nguyên chất:

p tôi =P 0 tôi *x tôi ,

trong đó P 0 i là áp suất hơi bão hòa của thành phần nguyên chất; x i là phần mol của chất đó trong chất lỏng. Đối với các hệ không lý tưởng, dương (pi / P 0 i > xi) hoặc âm (pi / P 0 i< x i) отклонение от закона Рауля.

Những sai lệch này một mặt được giải thích bởi sự tương tác năng lượng giữa các phân tử của dung môi và chất hòa tan (sự thay đổi entanpy của hệ - ?H), mặt khác, bởi thực tế là entropy ( ?S) của quá trình trộn không bằng entropy của quá trình trộn đối với một hệ thống lý tưởng, vì trong quá trình hình thành dung dịch, các phân tử của một thành phần đã có được khả năng định vị giữa các phân tử của thành phần khác theo nhiều cách hơn so với giữa các phân tử của thành phần khác. những cái tương tự (entropy đã tăng lên, quan sát thấy độ lệch âm).

Định luật Raoult áp dụng cho dung dịch khí có nhiệt độ tới hạn cao hơn nhiệt độ của dung dịch và có khả năng ngưng tụ ở nhiệt độ của dung dịch. Ở nhiệt độ dưới tới hạn, định luật Henry được áp dụng, theo đó áp suất riêng phần cân bằng (hoặc nồng độ cân bằng) của một chất hòa tan trên chất hấp thụ chất lỏng ở nhiệt độ nhất định và trong phạm vi nồng độ thấp của nó, đối với các hệ thống không lý tưởng, tỷ lệ thuận với nhau. tới nồng độ của thành phần trong chất lỏng x i:

Trong đó m là hệ số phân bố của thành phần thứ i ở trạng thái cân bằng pha, tùy thuộc vào tính chất của thành phần, chất hấp thụ và nhiệt độ (hằng số đẳng nhiệt Henry).

Đối với hầu hết các hệ thống, hệ số thành phần nước - khí m có thể được tìm thấy trong tài liệu tham khảo.

Đối với hầu hết các chất khí, định luật Henry được áp dụng ở áp suất tổng trong hệ thống không quá 105 Pa. Nếu áp suất riêng phần lớn hơn 105 Pa thì giá trị m chỉ có thể được sử dụng trong phạm vi hẹp của áp suất riêng phần.

Khi tổng áp suất trong hệ thống không vượt quá 105 Pa, độ hòa tan của khí không phụ thuộc vào tổng áp suất trong hệ thống và được xác định bởi hằng số Henry và nhiệt độ. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ hòa tan của chất khí được xác định từ biểu thức:

tinh chế hấp thụ chiết xuất kết tủa

Trong đó C là nhiệt độ hòa tan khác nhau của một mol khí trong một lượng dung dịch vô cùng lớn, được định nghĩa là độ lớn của hiệu ứng nhiệt (H i - H i 0) khi chuyển thành phần thứ i từ khí sang dung dịch .

Ngoài các trường hợp đã lưu ý, trong thực hành kỹ thuật, có một số lượng đáng kể các hệ thống trong đó sự phân bố cân bằng giữa các pha của một thành phần được mô tả bằng cách sử dụng các phụ thuộc thực nghiệm đặc biệt. Điều này đặc biệt áp dụng cho các hệ thống có từ hai thành phần trở lên.

Điều kiện cơ bản của quá trình hấp thụ Mỗi thành phần của hệ thống tạo ra một áp suất, cường độ của nó được xác định bởi nồng độ của thành phần và độ biến động của nó.

Khi hệ thống duy trì ở điều kiện không đổi trong một thời gian dài, sự phân bố cân bằng của các thành phần giữa các pha được thiết lập. Quá trình hấp thụ có thể xảy ra với điều kiện là nồng độ (áp suất riêng phần của thành phần) trong pha khí tiếp xúc với chất lỏng cao hơn áp suất cân bằng phía trên dung dịch hấp thụ.

Tài liệu tham khảo

1. Vetoshkin A.G. Cơ sở lý luận về bảo vệ môi trường: sách giáo khoa. - Penza: Nhà xuất bản PGASA, 2002. 290 tr.

2. Kỹ thuật bảo vệ nước mặt khỏi nước thải công nghiệp: giáo trình. phụ cấp D.A. Krivoshein, P.P. Kukin, V.L. Lapin [và những người khác]. M.: Trường trung học, 2003. 344 tr.

4. Nguyên tắc cơ bản của công nghệ hóa học: Sách giáo khoa dành cho sinh viên các trường đại học kỹ thuật hóa học / I.P. Mukhlenov, A.E. Gorshtein, E.S. Tumarkin [ed. I.P. Mukhlenova]. Tái bản lần thứ 4, đã sửa đổi. và bổ sung M.: Cao hơn. trường học, 1991. 463 tr.

5. Dikar V.L., Deineka A.G., Mikhailiv I.D. Nguyên tắc cơ bản của sinh thái và quản lý môi trường. Kharkov: Olant LLC, 2002. 384 tr.

6. Ramm V.M./ Hấp thụ khí, tái bản lần thứ 2, M.: Hóa học, 1976.656 tr.

Đăng trên Allbest.ru

...

Tài liệu tương tự

Đặc điểm của bụi bông. Làm sạch không khí bụi bặm. Các phương pháp làm sạch khí khỏi tạp chất cơ học. Các khía cạnh môi trường của việc lọc nước. Đặc điểm nước thải nhà máy sản xuất bông. Xác định nồng độ các chất ô nhiễm dòng chảy hỗn hợp.

tóm tắt, thêm vào ngày 24/07/2009


Ứng dụng các phương pháp cơ lý hóa để lọc nước thải công nghiệp, xử lý các tạp chất khoáng và hữu cơ không hòa tan. Loại bỏ các tạp chất vô cơ phân tán mịn bằng cách đông tụ, oxy hóa, hấp phụ và chiết.

bài tập khóa học, được thêm vào ngày 03/10/2011


Thành phần nước thải và các phương pháp xử lý chính. Xả nước thải vào các vùng nước. Các phương pháp xử lý nước thải cơ bản. Tăng cường hiệu quả các biện pháp bảo vệ môi trường. Giới thiệu các quy trình công nghệ ít chất thải và không có chất thải.

tóm tắt, thêm vào ngày 18/10/2006


Nguyên tắc tăng cường quy trình công nghệ bảo vệ môi trường. Xúc tác dị thể cho quá trình trung hòa khí thải. Làm sạch khí bằng cách đốt sau trong ngọn lửa. Xử lý nước thải sinh học. Bảo vệ môi trường khỏi tác động năng lượng.

tóm tắt, thêm vào ngày 03/12/2012


Đặc điểm của xử lý nước thải hiện đại nhằm loại bỏ các chất gây ô nhiễm, tạp chất và các chất có hại. Các phương pháp xử lý nước thải: cơ học, hóa học, lý hóa và sinh học. Phân tích quá trình tuyển nổi và hấp phụ. Giới thiệu về zeolit.

tóm tắt, thêm vào ngày 21/11/2011


Chất xúc tác công nghiệp và sinh học (enzym), vai trò của chúng trong việc điều chỉnh các quá trình công nghệ và sinh hóa: Ứng dụng các phương pháp xúc tác hấp phụ để trung hòa khí thải độc hại từ sản xuất công nghiệp và xử lý nước thải.

bài tập khóa học, được thêm vào ngày 23/02/2011


Các loại và nguồn ô nhiễm không khí, các phương pháp và phương pháp cơ bản để làm sạch nó. Phân loại thiết bị làm sạch khí và thu gom bụi, vận hành lốc xoáy. Bản chất của sự hấp thụ và hấp phụ, hệ thống lọc không khí khỏi bụi, sương mù và tạp chất.

bài tập khóa học, được thêm vào ngày 09/12/2011


Đặc điểm chung của vấn đề bảo vệ môi trường. Làm quen với các giai đoạn phát triển của sơ đồ công nghệ xử lý và khử khoáng nước hình thành chất thải tại mỏ Dysh. Nghiên cứu các phương pháp xử lý nước thải của các doanh nghiệp sản xuất dầu khí.

luận văn, bổ sung 21/04/2016


Kế toán và quản lý rủi ro môi trường của người dân do ô nhiễm môi trường. Các phương pháp làm sạch và trung hòa khí thải của Công ty Cổ phần Novoroscement. Các thiết bị và dụng cụ dùng để làm sạch bụi không khí hút và khí thải.

luận văn, bổ sung 24/02/2010


Khái niệm cơ bản và phân loại các phương pháp sắc ký lỏng. Bản chất của sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), ưu điểm của nó. Thành phần của phức chất sắc ký, các loại máy dò. Ứng dụng HPLC trong phân tích đối tượng môi trường.