Tech wody i ścieków W10

W10 10.05.12

REAKCJE Z BROMKAMI

W reakcjach z jonem bromkowym, kwas chlorowy(I) utlenia je ilościowo w zależności od pH, kwasu bromowego(I) HBrO bądź do jony bromianowego(I) BrO-.

rys.1

rys.2

Reakcja ze związkami nieorganicznymi:

Proces utleniania azotanów(III), siarczanów(IV), cyjanków, siarczanów. HClO reaguje z nimi poprzez przeniesienie kationu CL+ i powstanie nietrwałych produktów przejściowych :ClCN, ClNO2, które ulegają hydrolizie z utworzeniem cyjanów, azotanów(V), siarczanów.

Uboczne produkty chlorowania:

1. trihalometany - chloroform, bromodichlorometan, chlorodibromometan, bromoform,

2. halocetonitryle - bromochloroacetonitryl, dichloroacetonitryl

3. kwas halo organiczne - kwas chlorooctowy, kwas dichlorooctowy, kwas trichlorooctowy

4. haloaldehydy - aldehyd dichlorooctowy

5. haloketony - 1,1-dichloropropanon

6. inne - chloropikryna

Wady usuwania trichlorometanów:

1. Przy zastosowaniu THM powstają też związki halogenoorganiczne( 70% chloru jest w nich ulokowane),

2. Usuwanie THM przez napowietrzanie nie prowadziło usunięcia prekursorów THM z wody. Końcowa dezynfekcja chlorem będzie skutkowała ponownym powstaniem THM,

3. Usuwanie THM przez napowietrzanie lub przez sorpcję na węglach to tylko przenoszenie utworzonego zanieczyszczenia z jednego medium( woda) do drugiego.

Zapobieganie powstania THM:

1. Jeśli woda pobierana jest z głębokich zbiorników wody powierzchniowej, to naturalna stratyfikacja powoduje zróżnicowanie w poszczególnych warstwach wody stężeń OWO( ogólny węgiel organiczny) i zdolność tworzenia THM,

2. Zakwit sinic wykazują znaczny potencjał tworzenia THM niż substancje humusowe

3. W ujęciach zagrożonych intruzją wód morskich jest więcej THM( jest większe stężenie bromków)

Sposoby usuwania materii organicznej:

OCZYSZCZANIE WODY METODĄ ADSORPCJI

Pojęcia adsorpcji:

Adsorpcja - zjawisko występujące na granicy dwóch faz, a polegające na powstaniu różnic pomiędzy przeciętnym składek wnętrza faz, a składem warstw przylegających do powierzchni rozdziału.

Substancja ulegająca adsorpcji( adsorbat) najczęściej znajduje sie praktycznie tylko w jedne z faz objętościowych( fazie gazowej lub ciekłej) i dlatego proces adsorpcji opisuje sie tylko jako podział danej substancji pomiędzy jedną fazę objętościową i fazę powierzchniową.

Adsorpcja zachodzi prawie zawsze w przypadku zetknięcia się gazów lub cieczy z fazą stałą( adsorbentem).

Adsorpcja polega na usuwaniu:

W zależności od rodzaju sił utrzymujących cząsteczki zaadsorbowane na powierzchni ciała stałego rozróżniamy:

Adsorpcję fizyczną charakteryzuje przede wszystkim niewielkie ciepło procesu adsorpcji, odwracalność i w odpowiednich warunkach cisnienia i temperatury, tworzenia sie warstw adsorpcyjnych o grubości odpowiadającej kilku średnicom cząstek adsorbatu.

Adsorpcję chemiczną cechuje natomiast duże ciepło adsorpcji, tego samego rzędu co ciepło reakcji chemicznej, bardzo trudne usunięcie warstw adsorpcyjnych, będących z reguły jednocząsteczkowymi.

Etapy adsorpcji

1. transport( dyfuzja) cząstek adsorbatu z głębi roztworu do warstw granicznej roztwór - adsorbent,

2. dyfuzja cząstek przez warstwę graniczną do powierzchni adsorbentu( zewnętrzny transport masy),

3. transport masy w wewnętrznej strukturze ziaren sorbentu z udziałem dwóch zjawisk:

a) dyfuzji w porach( w cieczy wypełniającej pory) i dalej adsorpcji na centrach aktywnych,

b) dyfuzji na powierzchni porów( cząsteczki adsorbatu są najpierw adsorbowane, a następnie dyfundują z jednych centrów aktywnych do innych).

rys.3

Równowaga adsorpcyjna

W procesie adsorpcji dochodzi po pewnym czasie do ustalenia się równowagi, zależnej od warunków zewnętrznych, Równowagę adsorpcyjną można opisać za pomocą funkcji:


f(a, p, T)=0  lub  f(a, c, T)=0

W przypadku zetknięcia sie gazu z powierzchnią adsorbentu i dla adsorpcji z roztworu, gdzie a oznacza ilośc substancji zaadsorbowanej na jednostkę masy adsorbentu, p - prężność równowagowa gazu w fazie objętościowej, c - stężenie równowagowe substancji adsorbowanej w fazie objętościowej i T - temperaturę bezwzględną.

Podczas badania równowag adsorpcyjnych jeden z parametrów utrzymuje się niezmieniony i wówczas, w zależności od tego, która zmienna pozostaje na stałym poziomie otrzymuje sie odpowiedni:

izotermę adsorpcji(T=const): a=f(p)

izobarę adsorpcji( p=const): a=f(T)p

izosterę adsorpcji( a=const): a=f(T)a

Czas ustalenia równowagi adsorpcyjnej zależy od:

1. właściwości adsorbatu i adsorbentu,

2. warunków prowadzenia procesu:

RÓWNANIE IZOTERMY FREUNDLICHA

Przebieg izoterm, pozwala na określenie względnej pojemności adsorpcyjnej różnych adsorbentów:

Izoterma Langmuira

W modelu tym przyjęte są następujące założenia:

Inoterma Brunauer- Emmett - Teller(BET)

Model BET jest to adsorpcja wielowarstwowa. Zgodnie z teorią BRT w miejscach aktywnych adsorbentu zatrzymane są kolejno pojedyncze, podwójne, potrójne, itd. kompleksy adsorpcyjne adsorbatu.

Węgiel aktywny: był już znany wiele lat temu, a jego pierwsze praktyczne zastosowanie związane było z medycyną. Już Hipokrates i jego uczniowie zalecali zasypywanie ran węglem drzewnym w celu ich szybszego gojenia i usuwania przykrego zapachu. W Egipcie ok. 1500 roku p.n.e. stosowano węgiel drzewny w dolegliwościach żołądkowych a w Indiach do oczyszczania wody pitnej.

CAŁA SERIA ZDJĘĆ :D


Wyszukiwarka