Рисунок 4.1

Время достижения ПДК можно вычислить по уравнению (4.22)

По уравнению (4.17) вычислим какое влияние оказывает температура на скорость реакции, предварительно вычислив энергию активации, если при увеличении температуры до 26°С константа скорости возросла в 2,6 раза.

Решая систему уравнений (4.18), вычисляем энергию активации Е и предэкспоненциальный множитель k0:

Таким образом, для данного процесса уравнение Аррениуса можно записать в виде

Энергия активации Е=68,65 кДЖ/моль > 30 кДж/моль характерна для кинетической области протекания процесса биологической очистки[11].

Используя формулу (4.19) полученные данные позволяют вычислить :

Тогда энергия Гиббса образования переходного состояния будет равна:

т.е. в данном случае основное значение при образовании переходного состояния имеет энергетическая составляющая (), энтропийный член ( - на порядок ниже.

Полученные данные позволяют прогнозировать время контакта сточных вод с активным илом при изменении концентрации метилового спирта и температуры среды. Это есть совместное решение уравнений (4.21) и (4.24).

Рассмотрим, как измениться время очистки по сравнению с предыдущими расчетами (t=16°C) при колебании температуры ±5°С:

· Температура 21°С; Т=273+21=294 К

· Температура 110С; Т=273+11=284 К

Даже не большие изменения температуры приводят к резкому изменению скорости процесса очистки. Значительно меньше влияет изменение начальной концентрации метилового спирта. Пусть в условиях предыдущего расчета (t=11°C) начальная концентрация возросла в 10 раз, т.е. С0=26700 мг/л.

Таким образом, изменение концентрации в 10 раз увеличило время очистки только на 25%, тогда как колебания температуры ±5°С расширяют диапазон времени очистки до 173% (от 284К до 294К).

Заключение

В работе проведены расчеты очистки (ГВВ) от вредной примеси - метилового спирта, концентрация которого в воздухе превышает ПДК в Х раз. Очистка (ГВВ) осуществлялась методом адсорбции, с получением раствора (МС), адсорбент (АУ) марки СКТ. Концентрация снижена в Х2 раз, и составляет Х3, что в Х4 раз больше ПДК в воде. Раствор направили на ректификацию, где получили высококонцентрированный раствор (МС) - дистиллят, с концентрацией Х5, который можно направить обратно в производство и низкоконцентрированный раствор - кубовый остаток с концентрацией Х6. Кубовый остаток разбавляют в 10 раз и направляют на биохимическую очистку, где происходит снижение концентрации (МС) до ПДК в воде.

Таким образом (ГВВ) могут быть очищены от паров (МС), что предотвращает загрязнение окружающей среды токсичным компонентом, при этом этот компонент может быть возвращен обратно в производство.

Приложение 1

Параметры микропористой активного угля марки СКТ

Еще статьи по теме

Природные катастрофы и климат на планете Земля
Наша планета существует уже 4,5 млрд. лет. Весь этот огромный интервал времени на ее поверхности постоянно происходили сложные физико-химические процессы, возникла жизнь, сформировалась атмосфера, содержащая кислород, развились сложно орга ...

Этапы перераспределения вещества и энергии в биосфере
Создание и существование биомассы неразрывно связаны с поступлением энергии и веществ из окружающей среды. Большинство веществ земной коры проходит через живые организмы и вовлекается в биологический круговорот веществ, создавший биосферу ...