Очистка водоемов от пролитой нефти

53. Какие механические, физико-химические и биологические методы используются для очистки воды от нефтяной суспензии, от пленки пролитой на поверхности водоема или почвы нефти.

Ответ. Отстойники, порошки сорбентов, выжигание нефти, биологические препараты типа «Путидойл».

54. Для удаления пленки нефтепродуктов с поверхности водоема используется порошок сорбента. Какой должна быть пористость порошка нефтяного сорбента и почему? Какие сорбенты используются на практике? Частицы сорбента должны быть пористыми и гидрофобными, должны иметь размеры, сопоставимые с толщиной нефтяной пленки. Природный минерал вермикулит, вспученный и гидрофобизированный.

55. Для очистки воды от частиц суспензий и эмульсий используется флотация. Каким образом можно в некоторых случаях изменять характер поверхности удаляемых из жидкости частиц (гидрофобная, гидрофильная) для увеличения эффективности процесса? Ответ. Для улучшения сцепления пузырьков воздуха с частицами их гидрофобизируют, добавляя в воду ПАВ.

54. Изобразите эскиз установки напорной флотации. Из каких соображений определяется давление воздуха при насыщении им сточной воды? Давление, при котором сточная вода насыщается воздухом, следует увеличивать при увеличении концентрации удаляемых частиц.

55. Изобразите схему одноступенчатой адсорбционной установки периодического действия для очистки воды. Составьте уравнение баланса для поглощаемого вещества.

56. Изобразите схему адсорбционной установки непрерывного действия, многоступенчатую с вводом свежего адсорбента на каждой ступени.

57. Изобразите схему адсорбционной установки непрерывного действия, многоступенчатую с противоточным введение адсорбента. Каково преимущество такой организации процесса?

58. Приведите типовую технологическую схему очистки радиоактивных вод произвольного состава.

Рис.58.1. Схема технологической очистки радиоактивных сточных вод (из книги Ласкорина).

Зачем в смесь кислого и щелочного регенерата, образующуюся при регенерации ионообменных смол, добавляют соду и щелочь?

Ответ. В щелочной среде карбонат-ион и гидроксид-ион являются хорошими осадителями катионов слабых оснований в виде слаборастворимых карбонатов и гидроксидов.

59. Обращение с жидкими радиоактивными отходами. Очистка воды от нелетучих загрязнений с помощью дистилляции и упаривания. Приведите эскиз выпарного аппарата с промывкой пара флегмой (рис.59.1). Какие причины сдерживают уменьшение доли кубового остатка? Как далее поступают с кубовым остатком?

При уменьшении доли кубового остатка 1) увеличивается радиоактивность воды в испарителе, а, следовательно, и в образующемся паре (в него попадают более радиоактивные брызги лопающихся пузырьков при кипения), 2) увеличивается солесодержание в кубовом остатке и, следовательно, увеличивается температура кипения, 3) начинается выпадение растворенных солей в осадок и забивание осадком выпарного аппарата.

Отбираемый из выпарного аппарата кубовый остаток отверждают с помощью процессов битумирования, цементирования или стеклования. После этого отвержденный кубовый остаток захоранивают в твердых породах земной коры на глубине до 1 км.

Рис.59.1. Эскиз выпарного аппарата с промывкой пара флегмой (слева): 1-штуцер вывода концентрата (кубового остатка); 2 – штуцер вывода конденсата греющего пара; 3 – штуцер ввода греющего пара; 4 – греющая камера; 5 – опоры; 6 – перепускная труба; 7 – жалюзийная ловушка влаги; 8 – гидрозатвор; 9 – штуцер ввода моющих растворов при дезактивации; 10 – смотровое окно; 11 – лаз; 12 – штуцер вывода вторичного пара; 13 – ввод промывочной воды (флегмы); 14 – насадка; 15 – штуцер ввода пеногасителя; 16 – барботажное устройство; 17 - сепарационный объем; 18, 19 – переливная и перепускная трубы; 20 – штуцер ввода обрабатываемой воды. Справа сверху изображен поднявшийся к поверхности и лопающийся пузырек пара с образованием радиоактивных брызг. Справа внизу изображена упрощенная схема потоков и материальный баланс выпарного аппарата.

60. Изобразите схему концентрирования и отверждения жидких радиоактивных отходов с использованием дистилляции и битумирования. Приведите эскиз битуматора.

61. Изобразите схему захоронения радиоактивных вод.

Рис.61.1. Условные обозначения: 1-поддон, 2 – сигнализатор уровня жидкости в емкости, 3 – кожух, 4 – емкость, 5 – газоанализатор содержания водорода в газопаровой фазе (водород образуется в результате радиолиза¹⁾ воды, при достижении определенной концентрации образуется взрывоопасная смесь водорода с воздухом), 6 – фильтр, предотвращающий попадание радиоактивных аэрозолей в окружающий воздух, 7 – технологическая сдувка, 8 - спецвентиляция, 9 – трубопровод для подачи в емкость жидких радиоактивных отходов, 10 – спецканализация, 11 – коридор для обслуживающего персонала, 12 – насос, 13 – приямок, 14 – дренаж.

¹⁾ Радиолиз - разложение воды под действием ионизирующего излучения.

62. Изобразите эскиз битуматора для отверждения жидких радиоактивных отходов (ЖРО). В битуматоре (рис.62.1) ЖРО смешиваются с размягченным при высокой температуре (более 100^оС) битумом. Затем смесь сливается в бочки и затвердевает в них при понижении температуры.

Рис. 62.1. Эскиз битуматора. 1 – винтовой экструдер для выгрузки смеси битума с ЖРО, 2 – греющая рубашка с перегретым под давлением водяным паром, 3 – скребки, 4 – диск, отжимающий поступающий битум к горячим стенкам битуматора, 5 – приемник битума и ЖРО, 6 - вал с насаженными на него скребками, I, II, IV, V - подача в аппарат битума, ЖРО, моющих растворов и перегретого пара, III, VI, VII, VIII – выходы парогазовой смеси, битумной смеси с ЖРО на захоронение, конденсата греющего пара и моющих растворов в спецканализацию.

63. Изобразите эскиз цементатора для отверждения ЖРО. В цементаторе (рис.63.1) ЖРО смешиваются с цементом и превращаются в камни.

Рис.63.1. Эскиз цементатора. 1 и 5 – устройства для подачи цемента и ЖРО в цементатор, 2 – дозатор цемента, 3 – бункер цемента, 4 – циклон, 6 – бетономешалка, 7 – насос, 8 – емкость исходных ЖРО, 9 – емкость отвержденных ЖРО.

64. Схема очистки сточных вод мойки машин.

65. Схема биологических очистных бытовых сточных вод. Чем принципиально отличается процесс очистки сточной воды в аэротенке и в биофильтре? В биофильтре автоматически учитывается сапробность гидробионтов, участвующих в очистке. То есть в этом аппарате разные по ходу очищаемой жидкости фильтрующие слои заселены организмами, приспособленными к существованию в воде с разными уровнями загрязнения - от очень грязной на входе до чистой на выходе. В аэротенке все перемешано и, следовательно, эффективность очистки снижается.

Справка. Сапробность гидробионтов – свойства организма, обусловливающие его способность обитать в воде с тем или иным загрязнением (тем или иным содержанием органических веществ).

66. Что такое фиторемедиация? Для очистки сточных вод, осадков и почвы используются не только микроорганизмы, но и водоросли, и высшие водные растения. Кроме того, корневая система растений выделяет вещества бактерицидного действия – фитонциды, в результате чего происходит обеззараживание. Для большинства макрофитов характерна высокая способность поглощать тяжелые металлы из водной среды, способность к детоксикации пестицидов, аккумулированию радионуклидов. [Теоретические основы защиты окружающей среды. Панов и Ко, стр.177]

67. Биологическую очистку, т.е. удаление загрязнений (излечение экосистемы) посредством стимуляции деятельности биоты в почвах и водоемах называют биоремедиацией (bio-жизнь, remedio-лечение).