Phương pháp xử lý cơ học

2 3 Xử lý cơ học Chuẩn bị cho các quá trình xử lý tiếp theo: • • Gi Gi ả ả m k m k í í ch thư ch thư ớ ớ c: c: dùng búa đập, kéo hoặc máy nghiền • • Phân lo Phân lo ạ ạ i: i: theo khối lượng, theo kích thước hoặc theo từ tính (chủ yếu là tách KL). • • N N é é n: n: gia tăng khối lượng riêng của các loại vật liệu. 4 Xử lý cơ học Tuy Tuy ể ể n ch n ch ấ ấ t th t th ả ả i: i: dùng để tái sinh CTR của công nghiệp khoáng sản, tro nhiên liệu, hỗn hợp chất dẻo, xỉ luyện kim màu: • • Tuy Tuy ể ể n tr n tr ọ ọ ng l ng l ự ự c. c. • • Tuy Tuy ể ể n t n t ừ ừ . . • • Tuy Tuy ể ể n đi n đi ệ ệ n. n. • • Tuy Tuy ể ể n n n n ổ ổ i: i: tuyển các phế liệu riêng bi ệt như xỉ luyện kim •Một số phương pháp tuyển đặc biệt khác 3 5 Quá trình hoá lý Chất thải nguy hại Phương pháp lý học SCR Lọc Lắng Màng Hấp phụ Chất lỏng Chất rắn Chất thải nguy hại Hóa chất Chất thải ít độc hơn Phương pháp hóa học 6 x Đất ô nhiễm x x x x x x x x X x Lỏng Dạng Rắn/bùn xxXxXxĐông lạnh XXXBốc hơi xXXXXSục khí và sục hơi xxMàng XXXXChiết xuất dung môi xxxTrao đổi ion xxThủy phân xPhục hồi dd điện phân xXxXChưng cất XxxxHấp phụ Khí Dd họat động Dd chứa CHC Dd chứa KL PCBs Dầu thải CHC khác CHC clo hóa Dung môi khác Dung môi clo hóa Cyanua Ăn mòn Phương pháp xử lý hóa lý Dòng thải 4 7 Phương trình cân bằng vật chất: Q w (C v -C r ) = Q A (A r -A v ) Q w , Q A : lưulượng nước và khí, m 3 /s C, A: nồng độ ô nhiễm trong nước và khí, kmol/m 3 Tách khí •Chủ yếu được dùng để cải tạo đất hoặc xử lý nước ngầm bị nhiễm VOC •Ví dụ: xử lý nước ngầm nhiễm VOC với nồng độ 200 mg/L Dòng vào Vòi phun nước Máy thổi khí 8  D: 0.5 - 3m  H: 1 - 15 m Tỷ lệ lưu lượng không khí/nước = 5-10 2  Độ sụt áp: 200-400 N/m 2 /m cao.  Nhược điểm: chỉ chuyểnchất ô nhiễmtừ lỏng sang khí và phải xử lý sơ bộ nướcthải Thiếtkế 5 9 Khử chấthữucơ tan trong nước. Tách khí bằng dòng hơimangnhiệt Dòng vào Nước sau tách khí Hơi nước Khí ra 10 Định luật Henry: p a = H.C l •p a : áp suất riêng phầnkhí •H: hằng số Henry •C l : nồng độ trong pha lỏng •Cân bằng khốilượng: F.C A,F = B.C A,B + DC A,D + OC A,O •F:lưulượng khốilượng •C A,- : nồng độ A trong các dòng khác nhau: •B, D, O: lưulượng khốilượng dòng đáy, dòng hữu cơđược tách, khí ra. Các phương trình thiết kế cơ bản 6 11 Phương trình truyềnkhối Truyềnkhối ở mâm (n+1) GY A,n + LX A, n+2 = GY A,n+1 + LX A, n+1 •G: khốilượng mol dòng hơi(mol/h) •L: khốilượng mol dòng lỏng (mol/h) •Y A : nồng độ mol A trong pha khí (mol/mol) •X A : nồng độ mol A trong pha lỏng (mol/mol) Các phương trình thiết kế cơ bản 12 GAC dùng để khử chấthữucơ Hấp phụ bằng than họat tính 7 13 Các giai đoạntruyềnkhối: Khuếch tán màng (bên ngoài) Khuếch tán qua lỗ rỗng hoặcbề mặt (bên trong) Phản ứng trên bề mặt Lý thuyết truyền khối 14 Phương trình đường đẳng nhiệt Freundlich •q=K f .C 1/n (hoặcq=K f .C n ) •q: nồng độ trong pha rắn (mol/g…) •C: nồng độ tương ứng trong pha lỏng (mol/l…) •K f và 1/n: hằng số thực nghiệm Phương trình đường đẳng nhiệt Langmuir •q=(Q max .K L .C)/(1+K L C) •Q max :nồng độ bề mặttối đa •K L : hằng số Lý thuyết truyền khối 8 15 Đường cong hấp phụ 16 a) Xuôi dòng dãy hộp b) Xuôi dòng song song c) Tầng hấpphụ chuyển động d) Ngượcdòngdãyhộp(lơ lửng) Kiểu thiết bị GAC 9 17 1. Kiểuthiếtbị 2. Thờigiantiếpxúc 3. Tỷ lệ chiềucao/đường kính > 4:1 4. Tảitrọng thuỷ lực = 80- 400L/m 2 .ph 5. Trở lực ⇒ giảmáplực 6. Dung lượng hấpphụ ⇒ đường đẳng nhiệt 7. Yêu cầutáisinh 8. Loại than Thiết kế cột GAC 18 • • C C á á c c ch ch ấ ấ t t đư đư ợ ợ c c oxy oxy ho ho á á : : VOC clo hoá, mercaptan, phenol, CN - • • T T á á c c nhân nhân oxy oxy ho ho á á : : O 3 , H 2 O 2 , Cl 2 ,UV/O 3 /H 2 O 2 • • X X ử ử lý: lý: chấtthảilỏng nguy hại, hoặc đấtbị nhiễmbẩn •Đặc trưng bởithế oxy hoá khử ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ Π Π −= y x o ungphanchat phamsan nF RT EE )__( )_( ln Oxy hóa hóa học • • E: E: thế oxy hóa khử, V E E o o : : thế oxy hóa khửở điều tiêu chuẩn, V • • R: R: hằng số T: T: nhiệt độ • • n: n: số e trao đổi F: F: hằng số Faraday 10 19 NaBH 4 + 8Cu + + 2H 2 O = 8Cu + NaBO 2 + 8H + 4KMnO 4 + 3H 2 S = 2K 2 SO 4 +S +3MnO + MnO 2 + 3H 2 O 6FeSO 4 + 6H 2 SO 4 + 2CrO 3 = 6Fe 2 (SO 4 ) 3 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O 2NaCNO + 3Cl 2 + 4NaOH = N 2 + 2CO 2 + 6NaCl + 2H 2 O H 2 SO 3 +2CrO 3 = Cr 2 (SO 4 ) 3 +3H 2 OCNCl + 2NaOH = NaCNO + H 2 O + NaCl 3SO 2 + 3H 2 O = 3H 2 SO 3 NaCN + Cl 2 = CNCl + NaCl Kh Kh ử ử 2Fe 2+ + HOCl + 5H 2 O = 2Fe(OH) 3 + Cl - + 5H + 2CN - + O 2 = 2CNO - 4 H 2 O 2 + S 2- = SO 4 2- + 4H 2 O CH 2 O +1/2O 2 = CO 2 + H 2 OH 2 O 2 + H 2 S = 2H 2 O + S CH 2 Cl 2 +2H 2 O 2 =CO 2 +2H 2 O+2HClNaCN + H 2 O 2 = NaCNO + H 2 O CH 3 CHO + O 3 = CH 3 COOH + O 2 NaCN + O 3 = NaCNO + O 2 Các phản ứng oxy hoá thường gặp 20 • • O O 3 3 : : mạnh, khử hầuhếtcácchấthữucơđộchại. Tuy nhiên, O 3 có chi phí đắtvàkhóvậnhành Thiết kế • • H H 2 2 O O 2 2 : : tạoOH· OH· + RHFe 2+ = R· + H 2 O + Fe 2+ R· + H 2 O 2 Fe 2+ = OH· + ROH + Fe 2+ R· : gốchữucơ hoạt động • • Clorine Clorine : : thường áp dụng trong xử lý chấtthảilỏng. CN - + OCl - = CNO - + Cl - 11 21 • Để trích ly hoặc oxy hoá CHC ở nhiệt độ cao và áp suất cao. • Nhiệt độ: 600-650 o C, thờigianlưu: <1phút. Dòng siêu tớihạn (supercritical fluids) 22 99.9998 0.55742,4-Dinitrotoluen 99.99 7.0440Dextroxe 99.96 3.2460Methyl ethyl ketone 99.99 3.7510PCB 1254 99.99 3.7510PCB 1234 99.997 3.7505DDT 99.993 4.45004,4- dichlorobiphenyl 99.99 3.64951,2,4-trichloro benzene 99.99 3.5488Hexachlorocyclope ntadiene 99.99 3.6495o- Chlorotoluene 99.99 3.64951,1,2,2-tetrachloro ethylene 99.99 3.64951,2-ethylene dichloride 99.99 3.64951,1,1- trichloroethane 99.93 3.6495o-Xylene 99.97 7450Biphenyl 99.97 7445Cyclohexan Hịêu suất, % Thời gian, phút Nhiệt độ, o C HợpchấtHịêu suất, % Thời gian, phút Nhiệt độ, o C Hợpchất Áp dụng dòng siêu tới hạn để khử CHC [...]... loại màng 25 Ví dụ 1 Tách PCBs từ dầu thải Dung mơi và chất tan Nước trước xử lý Extractor Sản phẩm tinh lọc Dung mơi Dung mơi Thu hồi Chất tan Khử dung mơi Nước sau xử lý •Gồm các bước sau: • Chiết xuất PCB bằng dung mơi di-methylformaldehyde • Cơ đặc PCB • Dung mơi được chưng cất và tuần hồn 26 13 Ví dụ 2 Khử Cr6+ Phương trình cơ bản: 3SO2 + 3H2O = 3H2SO3 H2SO3 + 2CrO3 = Cr2(SO4)3 ↓+ 3H2O Tác chất kết . bi ệt như xỉ luyện kim •Một số phương pháp tuyển đặc biệt khác 3 5 Quá trình hoá lý Chất thải nguy hại Phương pháp lý học SCR Lọc Lắng Màng Hấp phụ Chất. 2 3 Xử lý cơ học Chuẩn bị cho các quá trình xử lý tiếp theo: • • Gi Gi ả ả m k m k í í ch thư ch thư