Identyfikatory
Warianty tytułu
Research on dependence between efficiency and quality of wastewater treatment in the sorption process
Języki publikacji
Abstrakty
Proces sorpcji jest jednym z podstawowych procesów stosowanych do uzdatniania wody, oczyszczania ścieków oraz oczyszczania spalin. W wypadku ścieków i spalin można bardziej precyzyjnie określać zastosowanie tego procesu jako doczyszczanie, np.: uzupełniające lub końcowe. Zwykle w obiegach wodno-mułowych zakładów przemysłowych oczyszczających ścieki poprodukcyjne, bądź też w instalacjach oczyszczania spalin, proces sorpcji bywa ostatnim węzłem takiej technologii Proces sorpcji, który odbywa się najczęściej na węglach aktywnych bądź też ostatnio na znajdujących, co raz szersze zastosowanie zeolitach [2], jest procesem bardzo dobrym, skutecznym i dosyć wygodnym technologicznie, aczkolwiek nie jest procesem tanim. Dzieje się tak, dlatego, że pojemność sorpcyjna węgla aktywnego, zeolitu czy innych sorbentów zmniejsza się z czasem użytkowania złoża sorpcyjnego, i to zmniejsza się tym szybciej, im większy ładunek zanieczyszczeń występuje w medium nadanym do procesu sorpcji, a szczególnie wówczas, gdy nadane medium jest układem dwufazowym (tzn. ciało stałe-ciecz lub ciało stałe-gaz) i wówczas tworzą się tzw. pokrycia mułowe (pyłowe) powierzchni ziaren sorbentu. Skraca to jego czas pracy, a jednocześnie złoże sorpcyjne staje się złożem filtracyjnym w szczególności z procesem filtracji kolmatacyjnej. Dlatego też przed użytkownikami sorbentów do oczyszczania ścieków lub spalin staje dylemat optymalizacyjny, który musi stanowić kompromis między jakością pracy złoża sorpcyjnego a jego wydajnością, liczoną jako przepływ przez złoże z jednej strony oraz kosztami zużycia sorbentu z drugiej. Oczywiście sorbent można regenerować, ale stanowi to określony problem procesowy, a także powoduje dodatkowe koszta, szczególnie dotyczące konieczności oczyszczenia płynu popłucznego (ścieków lub gazu) [2]. Dlatego, aby ten problem ograniczyć w przypadku zużytych węgli aktywnych, po prostu spala się je w piecach, ale jest to tylko wygodne, co nie oznacza, że stanowi ekologicznie zalecane postępowanie. Uwolnione w procesie szybkiego utleniania z węgli aktywnych zanieczyszczenia przechodzą, bowiem do spalin, które znowu się oczyszcza, między innymi na świeżych węglach aktywnych, a tym samym przysłowiowe koło się zamyka. Efekt podczyszczania płynów na złożu sorpcyjnym można łatwo i skutecznie technicznie zwiększać wydłużając wysokość kolumny sorpcyjnej, a tym samym czas kontaktu przepływającego medium ze złożem, ale gdzieś po drodze pojawia się bariera ekonomiczna, która może być i jest w praktyce często różna dla różnych zakładów przemysłowych. Tylko niektóre mogą sobie na określony luksus użytkowania sorbentów w mniejszym lub większym stopniu pozwolić. Biorąc powyższe pod rozwagę ciekawym wydaje się określenie zależności między wydajnością pracy złoża sorpcyjnego, a jakością podczyszczania ścieków w procesie sorpcji - co w sensie trendu można od razu przewidzieć jako interakcję odwrotną (tzw. negatywną), natomiast chodzi tu o określenie przedziału wartości tych zmian na konkretnym przykładzie ścieku przemysłowego. W wyniku przeprowadzonych badań nasuwają się pewne ogólne wnioski: Stwierdzono, że w przypadku przepływu czystej wody przez modelową kolumnę sorpcyjną o wysokości złoża 1,5 m i średnicy 41,2 mm, wydajność jednostkowa objętościowa zwiększa się od 36 m3/m2h do 128,6 m3/m2h przy zmianie uziarnienia sorbentu od średnio 2,5 mm do 14 mm. Równocześnie przepływ nadanych ścieków zwiększa się od 28,1 m3/m2h do 75 m3/m2h. Wraz ze wzrostem wydajności (przepływu) od około 28 m3/m2h do 75 m3/m2h, obniża się jakość procesu w określonym układzie kolumn, przy odpowiednim (jw.) ich wypełnieniu. Spadają wówczas wskaźniki: chemicznego zapotrzebowania tlenu od 50% do 4%, biochemicznego zapotrzebowania tlenu od 58% do 15%, zawiesiny ogólnej od 48% do 24%, substancji rozpuszczonych od 14% do 7%, suchej pozostałości od 16% do 7%, ekstraktu eterowego od 55% do 12%. Korzystając z wyników niniejszych badań, można przewidzieć, do jakiej wartości należy zwiększyć roboczą wysokość kolumny sorpcyjnej, aby przy danym obciążeniu osiągnąć wymagany efekt normatywny lub spełnienie warunków umowy. Badania potwierdzają, że przy obciążeniu 28 m3/m2h i ładunku zanieczyszczeń, jak podano w tablicy 4, odpowiednia jest kolumna wypełniona węglem aktywnym ziarnistym o uziarnieniu od 1 mm do 4 mm, której wysokość wynosi 4,0 m, natomiast średnica 1,0 m. Ponadto w badanym procesie sorpcji na węglu aktywnym ziarnistym w znacznym stopniu usunięto zapach oraz barwę ścieków.
Sorption process is one of the basic processes used in water, wastewater and combustion gases treatment. In the case of wastewater or combustion gases more precisely this process is treatment to a finish, for example additional or final [11]. Sorption process is run in most cases using active carbons or recently using zeolites which find wider application [2]. It is a very good process, effective and quite convenient technologically, but it is not a cheap process, because sorptional capacity of active carbon, zeolite or other sorbent is decreasing along with the time of sorbent bed usage. It is decreasing faster, the bigger load of contaminants is present in a medium treated in the sorption process, especially when the treated medium is a two-phase system (solid-water or solid-gas). Then on the surface of the sorbent grains sludge (dust) coverings are forming. This phenomenon decreases working time of sorptional bed and it becomes filtration bed especially with colmatating filtration process. That is why users of sorbents for wastewater or combustion gases treatment have an optimisation dilemma, which must be a compromise between the quality of sorptional bed work and its efficiency (flow through the bed) on one hand and the costs of sorbent usage on the other. Taking above into account it seems to be interesting to determine dependence between efficiency of sorptional bed work and quality of wastewater treatment in the sorption process. In the sense of trend this dependence may be at once described as an inverse interaction (so called negative), but this research shows the range of those values changes on the example of a concrete industrial wastewater. Results of the research carried out allow to draw following certain general conclusions: It was noted that in the case of clean water flow through the model sorptional column with bed 1.5 m high and with 41.2 mm of diameter, a unit volume efficiency increases from 36 m3/m2h to 128.6 m3/m2h together with the change of sorbent granular fraction size from on average 2.5 mm to 14 mm. At the same time a unit volume efficiency of wastewater increases from 28.1 m3/m2h to 75 m3/m2h. Together with increase of efficiency (flow) from about 28 m3/m2h to 75 m3/m2h, decreases quality of sorption process in the defined system of columns with earlier defined filling. Values of following indices change: chemical oxygen demand from 50% to 4%, biochemical oxygen demand from 58% to 15%, total suspension from 48% to 24%, dissolved substances from 14% to 7%, dry residue from 16% to 7%, ether extract from 55% to 12%. Using results of this research it is possible to predict how big should be working height of sorptional column, to reach required standard effect or fulfilling requirements of agreement by given hydraulic load. Results of the research showed that by hydraulic load 28 m3/m2h and contaminants load given in Table 4, proper column should be filled with active carbon with granular fraction size from 1 mm to 4 mm. Bed should be 4 m high and 1 m in diameter. Moreover during sorption process on granular active carbon colour and odour were removed from treated wastewater in a significant degree.
Słowa kluczowe
Wydawca
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
439--454
Opis fizyczny
Bibliogr. 13 poz.
Twórcy
Bibliografia
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BPW7-0006-0104
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.