О’збекистон республикаси олий ва о’рта махсус та’лим вазирлиги тосҳкент кимйо технологийа институти «Саноат екологияси»

О'з билимини текшириш учун саволлар:
1. Оқова сувларнинг ифлослик даражаси қандай ко’рсаткичлар орқали аниқланади?
2. Оқова сувлар неча синфга бо'линади?
3. Оқова сувларни тозалаш усуллари қандай синфларга бо'линади?
4. Оқова сувларни йирик дисперс заррачалардан: тозалаш учун қайси усуллар қо’лланилади?
5. Коагуляция нима ва у қандай амалга оширилади?
6. Флокулянт нима учун кулланилади ва улар неча турга бо'линади?
7. Оқова сувларни ериган органик моддалардан қандай усуллар ёрдамида
тозаланади?
8 Оқова сувларни ериган анорганик моддалардан қандай усуллар ёрдамида
тозаланади?


Таянч со'з ва иборалар
Коагулянт, флокулянт, регенератив усуллар, ексоракция, хайдаш ва ректификация, адсорбция, деструктив усуллар, биохимиявий усул, реагент усуллар, ултрафилтрация ва қайта осмос, ион алмаштириш, електрохимиявий оксидлаш.
Оқова сув, органолептик курсаткич, физик - химявий курсаткич, кислороднинг
кимёвий ва биокимёвий сарфланиши, механик усуллар, физик - кимёвий усуллар, кимёвий усуллар, биокимёвий усуллар, тиндиргич, филтрлар, флотатор.
11-ма’руза
Оқава сувларни флотация адсорбция усуллари билан тозалаш
Рега

1 Оқова сувларни флотация усули билан тозалаш

2Оқова сувларни адсорбция усули билан тозалаш
Flоtаsiya usuli оқоvа suv tаrkibidаgi o’z-o’zidаn қiyin cҳo’kuvcҳаn erimаgаn dispеrgаsiyalаngаn iflоsliklаrni аjrаtib оlisҳ ucҳun қo’llаnilаdi. Аyrim хоllаrdа flоtаsiya erigаn mоddаlаr, mаsаlаn SАM lаrni аjrаtib оlisҳ ucҳun хаm қo’llаnilаdi. Bundаy jаrаyon ko’pikli sеpаrаsiya yoki ko’pikli kоnsеntrlаsҳ dеb аtаlаdi. Flоtаsiya ko’pginа kоrхоnаlаrning оқоvа suvlаrini tоzаlаsҳ ucҳun қo’llаnilаdi: nеftni қаytа isҳlаsҳ, sun’iy tоlа, sеllyulоzа – қоg’оz, tеri оsҳlаsҳ, mаsҳinаsоzlik, оziқ-оvқаt, kimyo sаnоаti misоldir. Flоtаsiya biоkimyoviy tоzаlаsҳdаn so’ng fаоlligini аjrаtisҳ ucҳun ҳаm қo’llаnilаdi. Jаrаyonning uzluksizligi, қo’llаnisҳ sоҳаsining kеngligi, kаpitаl vа ekspluаtаsiоn sаrflаrning kаttа emаsligi, қurilmаning sоddаligi, nаmligi yuқоri bo’lmаgаn (9095%) sҳkаlа оlisҳning imkоni bоrligi, tоzаlаsҳ sаmаrаdоrligining yuқоriligi (9598%) аjrаtib оlingаn mоddаlаrning rеkupurаsiya қilisҳ imkоnining bоrligi flоtаsiya usulining аfzаlligi хisоblаnаdi. Flоtаsiyadа оқоvа suvlаrni аerаsiya kilisҳ хisоbigа SАM vа оsоn оksidlаnuvcҳi mоddаlаrning, bаktеriya vа mikrооrgаnizmlаrning kоnsеntrаsiyalаrini pаsаytirilаdi. Bulаrning хаmmаsi оқоvа suvlаrni tоzаlаsҳning kеyingi bоsқicҳlаrini muvаffақiyatli аmаlgа оsҳirisҳ ucҳun аsоs bo’lаdi.
Флотасия усулининг моҳияти қуйидагилар: сувда юқорига ко’тарилаётган ҳаво пуфакчаси билан қаттиқ гидрофоб заррачаларини ажратиб турган сув қатламчасининг бузилиб (узилиб) пуфакчанинг заррача билан ёпишиб бирикишининг амалга ошишидир. Со’нгра «пуфакча-заррача» комплекси сув юзасига ко’тарилиб, йиг’илади ва бошлангич оқова сувдагига нисбатан юқорироқ консентрасияси бо’лган заррачаларни купикли катлами вужудга келади.
Флотасион заррача – пуфакча комплексининг ҳосил бо’лиши, жараённинг тезлиги ва богларнинг мустахкамлиги, комплекснинг мавжудлик давомийлиги заррачалар табиатига, шунингдек, реагентларнинг заррачалар юзаси билан та’сирлашув характерига ва заррачаларнинг сувда намланиш кобилиятига бог’лиқ. Пуфакчанинг бирикишида пуфакчанинг ёпишиш майдонини чегараловчи ва учта қаттиқ, суюқ ва газ холатидаги фазаларни чегараси хисобланган 3 фазали периметр – линия ҳосил бо’лади. 3 фазали периметр нуктасида пуфакча юзасига утказилган уринма ва қаттиқ жисм юзаси сувга караган бурчак  - (тета) ни ҳосил килади ва у «хо’лланиш бурчаги»деб аталади.

16-расм. Флотасия жараёни акти:

1-газ пуфакчалари; 2-қаттиқ заррача

Заррачаларнинг ёпишиши бурчак  курсатгичи билан характерланувчи заррачаларнинг хулланишига бог’лиқ. Хо’лланиш бурчаги канча катта булса заррачаларнинг ёпишиши ва заррача юзасида пуфакчани тутиб колиш мустаҳкамлиги шунча куп бо’лади. ЙОпишиш пуфакчанинг заррача билан тукнашуви ёки заррача юзасида еритмадан пуфакчанинг ҳосил булиши хисобига амалга ошади. Муаллақ заррачаларнинг хулланиш юзаси катталигига адсорбсион ходисалар ва сувда САМ, електролитларнинг ифлосликлари мавжудлиги та’сир курсатади.

Сирт-актив моддалар – реагент-йигувчилар, заррачага адсорбсияланиб, уларнинг хулланишини пасайтиради, я’ни гидрофоб килади. Реагент-йигувчилар сифатида ёг’, мой кислоталари, уларнинг тузлари, меркантанлар, кеантогенатлар дитиокарбенатлар, алкилсулфатлар, аминлар қо’лланилади.
Заррачанинг ог’ирлиги унинг пуфакчага ёпишиш кучидан ва пуфакчаларни юқорига ко’тариш кучидан ошиб кетмаслиги керак. Яхши флотасияланувчи зарраларнинг о’лчами материал зичлигига бог’лиқ ва 0,21,5 мм га тенг.
Флотасия флокуаясия жараёни билан бирга олиб бориш мумкин. Бу жараён флотасия дейилади. Коагулясиядан со’нг ивикларни флотасия килишда янги ҳосил бо’лган ивиқларнинг “кари” бир неча соат олдин ҳосил бо’лган ивиқларга нисбатан газ пуфакчаларга ко’проқ ва яхши ёпишишини назарда тутиш керак.

19-расм. Флотатор “Аерофлотор”.

1-камера; 2-хаскаш; 3-шлам қабул қилиш; 4-юзаки хаскаш.

Оқова сув камера ичига берилади, бу ерда юқорига караб ҳаракатланувчи газ пуфакчалари ажралади. Улар муаллақ заррачаларни тутиб, юқорига харакатланади. Ко’пикли катлам қаттиқ заррачалар билан бирга юзали хаскашда шлак қабул килувчига ажралиб чикарилади. Тиниқлашган сувли камерадан чикариб юборилади. Камера тубига гравитасион куч та’сирида чо’ккан қаттиқ заррачалар то’мтоқ хаскашлар билан қабул килувчига сурилади ва труба о’тказгич орқали ажратиб олинади. Турли қувват ва диаметрга ега бо’лган силиндрик флотаторлар ҳам қо’лланилади. Улар сувни ва купикни киргазиш ва чикариш конструксиялари билан фаркланади. Масалан: 600 м³/с қувватли флотаторнинг диаметри 12 м. Тозаланган сувни ресиркулясия килувчи куп камерали флотасион қурилмада ифлосланган оқова сув дастлаб гидросиклашга тушиб, у ерда муаллақ заррачаларнинг бир қисми ажратиб олинади. Со’нгра уни камерага ё’налтирилиб, сиркулясион сув ва ҳаво билан аралаштирилади. Ҳаво камерада ажралади ва ифлосликларни флотасиялайди. Кейин оқова сув иккинчи, со’нгра учинчи камерага утади ва флотасия жараёни амалга ошади. Сиркулясия қилувчи сувнинг бир қисми насос орқали босимли сиг’имга тушади, босимли сиг’имда ҳаво ерийди. Ко’пик ко’пик-йигувчилар ёрдамида ажратиб олинади.

20-расм. Ресиркулясияли ко’п камерали флотасион қурилма схемаси.

1-диш; 2-насос; 3-флотасион камера; 4-гидросиклон; 5-ко’прик берувчи; 6-босимли бак; 7-аератор.


Ерлифт курилмалар кимё саноати корхоналари оқова сувларини тозалаш учун қо’лланилади. Улар курилиши жиҳатидан содда, жараённи утказиш учун кетадиган енергиянинг сарфи босимли курилмаларга нисбатан 2-3 марта кам. Бу курилмаларнинг камчилиги – флотасион камерани юқори баландликка урнатилишидир. Ерлифт курилмаларда 20-30 м/вақтда баландликдаги сиг’имдаги оқова сув аераторга тушади. У ерда сиқилган ҳаво бирикиб, юқори босимда ерийди. Ерлифт труба о’тказгичдан юқорига ко’тарилаётган суюқлик флотаторда ажралаётган ҳаво пуфакчалар билан туйинади. Ҳосил бо’лган ко’пик қаттиқ заррачалар билан бирга хаскашда ажратиб олинади. Тиниқланган сув еса кейинги тозалашга юборилади.

21-расм. Ерлифт қурилмаси.

1-идиш; 2-трубоо’тказувчи; 3-аератор; 4-ерлифт трубаси; 5-флотатор.


Ҳавони механик диспергасиялаш билан флотасия. Флотасион машиналарда ҳавони механик диспергасиялаш насос куринишидаги трубиналар – лопаткалари юқорига каратилган радиал дискли импеллерларда амалга оширилади. Бундай курилмалар фойдали казилмалар бойитишда қо’лланилади. Ҳозирда уларни муаллақ заррачалари ко’п бо’лган (2г/л дан ко’п) оқова сувларни тозалаш учун қо’лланилади. Импеллер айланганда суюқликда куп сонли майда окимлар пайдо бо’либ, улар ма’лум о’лчамдаги пуфакчаларга булинади. Майдаланиш даражаси ва тозалаш самарадорлиги импеллернинг айланиш тезлигига бог’лиқ. Аммо юқори айланма тезликда окимнинг турбументлиги кескин купайиб, ивиксимон заррачаларнинг парчаланиб кетиши ва тозалаш жараёни самарадорлиги пасйиб кетиши мумкин.
Импеллерли флотасион машиналар схемасида оқова сув флотасион машина чунтагига тушади ва труба утказгич орқали валнинг қуйи қисмида айланувчи импеллерга келиб тушади. Вал трубкага махкамланган бо’либ, импеллер айланганида паст босим худуди ҳосил бо’лганлиги туфайли шу трубкадан ҳаво суриб олинади. Флотасия учун сувнинг ҳаво билан юқори даражада то’йинтирилиши (1 ҳажм сувга 0.10.5 ҳажми ҳаво) талаб килинади. Одатда флотасион машина бир нечта кетма-кет уланган камерадан иборат бо’лади. Импеллерлар диаметри 600700 мм.



22-rasm. Flotatorlar:
а-impellerli: 1-kamera;
2-truba; 3-val; 4-impeller;
b-g’оvakli kalpakchali:
1-kamera; 2-g’ovakli qаlpoqchali; 3-tarnov; 4-sathni boshqarish regulyatori;
v-filtrlovchi plastinkali: 1-kamera; 2-filtrlovchi plastinkalar; 3-xaskash; 4-shlam qаbul qilish.

Пневматик курилмалар ҳаракатланувчи қисм (насос, импеллерлар)га ега бо’лган механизмларга нисбатан агрессив бо’лган таркибида ериган ифлосликлари мавжуд бо’лган оқова сувларни тозалаш учун қо’лланилади. Ҳавони махсус сопло орқали ҳаво таксимловчи трубкаларга утказишда ҳаво пуфакчаларининг майдаланишига еришилади. Одатда ёриклари диаметри 1.01.2 мм бо’лган сопло қо’лланилади, унгача бо’лган ишчи босим 0.30.5 МПа. Соплодан чиқишдаги ҳаво окими тезлиги 100200 м/с га тенг. Флотасия жараёнининг тезлиги тажриба буйича аниқлашиб, тахминан 1520 мин атрофида бо’лади.


Г’овакли пластиналар ёрдамида флотасия. Ҳавони говакли керамик пластиналар ёки қалпоқчалар орқали о’тказилганда о’лчамлари
Р=6 ²
га тенг бо’лган майда пуфакчалар ҳосил бо’лади.
бу ерда, Р ва р – пуфакча ва ёрикларнинг радиуслари;
- сувнинг сирт таранглиги.
Сирт таранглик кучини бартараф килиш учун босим Лаплас формуласи орқали топилади:
      р
Бу усул бошқа усулларга нисбатан қуйидаги афзалликларга ега: флотасион камера конструксияси оддий; енергия сарфи кам (импеллар ва насос иштирок етмайди.) Усулнинг камчилиги: тез ифлосланиши ва г’овакли материал ёрикларининг кенгайиб кетиши; майда ва бир хил о’лчамли пуфакчалар пайдо бо’лишини та’минловчи ёриклари бир хил бо’лган материал ташлашнинг кийинлиги.
Флотасиянинг бошка усуллари. Юқорида кайд етилган усуллардан ташкари кимёвий, биологик ионли флотасия мавжуд.
Кимёвий флотасия. Оқова сувга ишлов бериш мақсадида айрим моддалар қо’шилганда О₂, СО₂, Cл₂, ажралиб чиқиши билан борувчи кимевий жараёнлар ро’й бериши мумкин. Айрим шароитларда бу газларнинг пуфакчалари еримаган муаллақ заррачаларга ёпишиши мумкин ва уларни ко’пик қатламига олиб чиқади. Бундай ҳолат, оқова сувга коагулянт қо’шиб хлорли оҳак билан ишлов берилганда кузатилади. Кимёвий флотасия учун қурилмада оқова сувлар реаген камерага тушади. Шу ерга реагентлар берилади. Дегазасия жараёнини олдини олиш мақсадида оқова сув камерада жуда қисқа пайт ушлаб турилади. Сув то’йинганидан со’нг флотасион камерага тушади. Усулнинг камчилиги –реагент сарфининг ко’плиги.

23-расм. Кимёвий флотасия схемаси.
1-аралаштиргич; 2-скребок; 3-шлам қабул қилувчи; 4-флотасион камера; 4-реаксион камера.


Биологик флотасия. Бу усул маиший оқова сувларни тозалашда бирламчи тиндиргичларда ҳосил бо’лган чо’кмаларни зичлаштириш учун қо’лланилади. Шу мақсадда чо’кма махсус сиг’имларда буг’ билан 3555^оC гача қиздирилади ва шу шароитда бир неча сутка ушлаб турилади. Микро организмлар фаолияти натижасида чо’кма заррачаларини ко’пик қатламига олиб о’тувчи газ пуфакчалари ҳосил бо’лади ва шу ерда улар зичлашиб, сувсизланади. СҲу ё’л билан 56 сутка ичида чо’кма намлигини 80% гача камайтириш мумкин ва шундай қилиб чо’кмаларга ишлов беришнинг кейинги босқичларини соддалаштирилади. Фаол флотасион зичлаштириш о’тказиш учун илни флотасион зичлаштириш усуллари ишлаб чиқилмоқда. Юқори намликка ега бо’лган чо’кмаларни газ пуфакчалари билан то’йитириш фақат биологик ё’л билан емас, балки юқорида ко’риб о’тилган самаралироқ усул билан ҳам амалга ошириш мумкин.
Ионли флотасия. Бу жараёнда оқова сувга ҳавони қандайдир ё’л билан пуфакчаларга бо’либ қо’шилади ва йиг’увчи (САМ) ҳам қо’шилади. Йиг’увчи сувда ажратиб олинаётган ион зарядига қарама-қарши зарядга ега бо’лган ионлар ҳосил бо’лади. Йиг’увчи ионлари ифлосликлари газ пуфакчалари юзасида консентирланади ва улар ердамида ко’пикка узатилади. Ко’пик флотасион камерадан ажратилади ва парчаланади; ундан ажралаетган моддаларнинг консентирланган ионлари ажратиб олинади. Бу жараён оқова сув таркибидан (Мо, Ө, В, Пт, Cе, Ре) каби металларни ажратиш учун ишлатилади. Жараён ажратилаетган ионлар паст консентрасияли – 10^-310^-2 мол ион/л бо’лганда самара беради.

24-расм. Оқова сувларни ко’пикли сепарасия усули билан тозалаш қурилмаси схемаси.
1-идиш; 2-насос; 3-оралиқ йиг’увчи; 4-расходомер; 5-сепаратор; 6-ҳаво пуркагич; 7-йиг’увчи; 8-вентилятор; 9-сиклон; 10-тиндиргич; 11-ко’прикли консентрасиялаш камераси.

СҲундай қилиб, оқова сув таркибидаги САМларни ко’пикли сепарасия усули билан тозалаш қуйидаги камчиликларга ега:

1. 
   Секин парчаланувчан САМ конденсат ҳосил бо’лади.
   
2. 
   Оқова сувда САМнинг консентрасияси ошганда тозалаш самарадорлиги пасаяди.
   

САМдан тозалашнинг таклиф қилинган ко’пикли сепарасия ва радиасион деситруксия қо’шиб о’тказишда ко’пик чиқиндиси бартараф етилади.

25-расм. Оқова сувларни ко’пик-радасион тозалаш схемаси.
а-ажратилиш; б-бириктириш; 1-колонна; 2-нурланиш учун қурилма; 3-нурлантириш.
Жараён бир ёки икки жиҳозда олиб борилиши мумкин. 25-расмда САМли оқова сув ва барбатер орқали ҳаво узликсиз равишда бериб турилади. Колоннада ҳосил бо’лаетган ко’пикни -нурлари билан нурлантириш учун радиасион қурилмага берилади. Натижада САМнинг бир қисми парчаланади, ко’пик еса конденсасияланади. Конденсат колоннанинг остки қисмига қайтарилади.
(б) схемада ко’пикни колоннадан чиқариб юборилмайди, балки-нурланиш ердамида колоннанинг юқори қисмида парчалантирилади
Усул юқори таркибли САМнинг ҳар қандай тури ва тузилишига ега бо’лган оқова сувларни тозалаш имконини беради.
САМнинг сув ва СО₂ гача бо’лган то’лиқ деструсияси иқтисодий мумкин емас. Радиасион деструксияни биологик осон оксидлашувчи маҳсулот ҳосил бо’лгунга қадар о’тказилади.