Теоретические основы защиты окружающей среды. Ветошкин А.Г. - 216 стр.

щегося в сточной воде, определяют опытным путем. Ее можно приближенно
вычислить по соотношению
            a = a ∞ k w C p /(V H* 2O / Vi* + k w C p ),
                                                            (6.63)
где a - удельная адсорбция, ммоль/г; a∞ - максимальная удельная адсорб-
ция вещества (адсорбционная емкость), ммоль/г; k w = k a / 55,5 - ионное про-
изведение воды; k a - константа адсорбционного равновесия; VH* 2O и Vi* - мо-
лярные обьемы воды и адсорбируемого вещества; C p - равновесная концен-
трация, ммоль/л.
     Если в сточной воде присутствует несколько извлекаемых компонентов,
то для определения возможности их совместной адсорбции для каждого ве-
щества находят значение стандартной дифференциальной свободной энергии
ΔF 0 и определяют разность между максимальным и минимальным значени-
ем.
                        0
     При условии ΔFmax− ΔFmin ≤ 10,5 кДж/моль совместная адсорбция
                                 0

всех компонентов возможна. Если это условие не соблюдается, то очистку
проводят последовательно в несколько ступеней.
     Скорость процесса адсорбции зависит от концентрации, физико-
химической природы и структуры растворенных веществ, температуры воды,
вида и свойств адсорбента. В общем случае процесс адсорбции складывается
из 3-х стадий: переноса вещества из сточной воды к поверхности зерен ад-
сорбента (внешнедиффузионная область), собственно адсорбционный про-
цесс, перенос вещества внутри зерен адсорбента (внутридиффузионная об-
ласть). Лимитирующими стадиями процесса может быть внешняя или внут-
ренняя диффузия, либо обе эти стадии.
     Во внешнедиффузионной области скорость массопереноса определяется
турбулентностью потока жидкости, которая зависит от скорости жидкости.
Во внутридиффузионной области интенсивность массопереноса зависит от
вида и размеров пор адсорбента, от форм и размера его зерен, от размера мо-
лекул адсорбирующихся веществ, от коэффициента массопроводности.
     Оптимальный процесс адсорбции целесообразно проводить при интен-
сивных гидродинамических режимах, чтобы он лимитировался во внутри-
диффузионной области, сопротивление которой можно снизить, изменяя
структуру адсорбента, уменьшая размеры зерна.
     Для ориентировочных расчетов рекомендуется принимать значения ско-
рости w ж = 1,8 м/ч и диаметра зерна 2,5 мм. При значениях меньше указан-
ных, процесс лимитируется во внешнедиффузионной области, при больших
значениях - во внутридиффузионной области.
     Адсорбционные установки. Процесс адсорбционной очистки сточной
воды ведут при интенсивном перемешивании адсорбента с водой, при
фильтровании воды через слой адсорбента или псевдоожиженном слое на
установках периодического и непрерывного действия. При смешивании ад-
                                     216