Выдержка из текста работы
Введение В последние годы существенно обострились проблемы, связанные с загрязнениями воды. Сброс неочищенных или плохо очищенных сточных вод в различные водоемы только из-за нехватки кислорода может привести к исчезновению всякой жизни в воде. Кардинальное решение проблемы охраны окружающей среды состоит в разработке и внедрении экологически безопасных, безотходных технологических процессов и производств. Рациональное использование природных ресурсов и охрана окружающей среды в настоящее время решаются в двух направлениях.
Таким образом, нефтеперерабатывающее производство является одним из наиболее опасных источников загрязнения окружающей среды, главным образом поверхностных и подземных водоемов, ввиду образования большого объема сточных вод, содержащих вредные примесинефтепродуктов, неорганических кислот и щелочей, поверхностно-активных веществ и других высокотоксичных соединений, а также большого количества твердых отходов, особенно от реагентного способа обезвреживания сточных вод, содержащих нефтепродукты в малорастворимой форме.
Соединения нефтепродуктов, выносимые сточными водами нефтеперерабатывающего производства, весьма вредно влияют на экосистему водоем — почва — растение — животный мир — человек.
Вопросами обезвреживания и нейтрализации стоков от нефтеперерабатывающих производств уделяется большое внимание, повсеместно внедряются эффективные методы очистки сточных вод и сложное оборудование с автоматическим управлением режимами обработки.
Цель работы: Очистка сточных вод под действием центробежных сил.
В соответствии с поставленной целью выделим следующие задачи:
1.Изучить центрифугирование как способ разделения фаз;
2.Кинетику и другие характеристики процессовГлава 1 Характеристика процесса центрифугирования
Для достижения более высоких степеней осветления сточных вод применение центробежных сил с использованием центрифуг и гидроциклонов, в которых разделения фаз происходит под действием центробежных сил, которые в сотни и тысячи раз превосходит силы тяжести. Вследствие этого увеличивается скорость осаждения частиц, сокращается продолжительность процесса и объём аппаратуры.
1.1 Определение процесса
Центрифугирование — это разделение неоднородных систем на фракции по плотности при помощи центробежных сил. Центрифугирование осуществляется в аппаратах, называемых центрифугами . Центрифугирование применяется для отделения осадка от раствора, для отделения загрязненных жидкостей. Центрифугирование бетона применяется для увеличения его прочности. Для исследования высокомолекулярных веществ, биологических систем применяют ультрацентрифуги . Центрифугирование используют в химической, атомной, пищевой, нефтяной промышленностях. Под действием центробежных сил суспензия разделяется на осадок и жидкую фазы, называемую фугатом. Центрифугирование имеет существенные недостатки: сложность конструкции, высокая энергоемкость, вибрация, шум. Но высокая производительность позволяет этому методу успешно конкурировать с другими способами выделения и концентрирования продукта. Основное преимущество центрифугирования по сравнению с методами отстаивания и фильтрования заключается в увеличении производительности и эффективности.
Основы метода центрифугирования
Частицы в растворе осаждаются (седиментация), когда их плотность выше плотности раствора, или всплывают (флотация), когда их плотность ниже плотности раствора. Чем больше разница в плотности, тем быстрее идет распределение частиц. Когда плотности частиц и раствора одинаковые (изопикнические условия), частицы остаются неподвижными. При малой разнице в плотности частицы можно разделить только в центрифуге, которая создает центробежную силу, во много раз превышающую силу земного притяжения.
Роторы. Возникающая в центрифуге центробежная сила, которая, строго говоря, создается ускорением, обычно выражается числом, кратным ускорению свободного падения g (g = 9,81 м/с2). Величины до 10000g получают с помощью простой настольной центрифуги, высокоскоростные рефрижераторные центрифуги позволяют достигнуть 50000g, а ультрацентрифуги, работающие с охлаждением и в вакууме, — 500000g. Существуют два типа роторов — угловые и свободно подвешенные, так называемые бакет-роторы. Последние используются обычно в высокоскоростных центрифугах и ультрацентрифугах.
Скорость седиментации частицы (?) зависит от угловой скорости (?), эффективного радиуса ротора rэфф( расстояние от оси вращения) и седиментационных свойств частиц.
Седиментационные свойства частицы характеризуются коэффициентом седиментации S и выражаются в единицах Сведберга (1S = 10-13с). На схеме справа показано соотношение между плотностью и коэффициентом седиментации для различных частиц в растворе хлорида цезия (CsCI). Величина S может колебаться в широких пределах. Для сравнения коэффициентов седиментации в различных средах их обычно корректируют по плотности и вязкости воды при 20oC (S20w).
Коэффициент седиментации зависит от молекулярной массы (М) частицы, ее формы (коэффициент трения f), парциального удельного объема ? (величина, обратная плотности частицы). Из рисунка видно, что белки, ДНК (DNA) и РНК (RNA) сильно различаются по плотности.
Центрифугирование в градиенте плотности
Макромолекулы или органеллы, незначительно различающиеся по размеру или по плотности, можно разделить центрифугированием в градиенте плотности. Для этих целей используются два метода.
При зональном центрифугировании анализируемая проба (например, белки или клетки) наслаивается тонким слоем поверх буферного раствора. В процессе центрифугирования частицы проходят через раствор, так как их п……..
Список литературы
1. Центрифугирование. Под редакцией А.И. Карпищенко, «Интермедика» Санкт-Петербург. Том 2, стр. 91-97.
2. Обеспечение качества клинических лабораторных исследований. Часть 4. Правила ведения преаналитического этапа.
3. Самбурский А. И. Лабораторные центрифуги. Классификация и рекомендации по использованию. Журнал «Медтехника и медизделия» №3 (46) май, 2008
4. Обеспечение безопасности в клинико-диагностических лабораториях. Справочное пособие. Изд. 2-е. Москва, Лабора. Составители Меньшиков В. В. и др., 2008, 336 стр.
5. Клиническая лабораторная аналитика. Том I. Основы клинического лабораторного анализа Под редакцией В. В. Меньшикова. Москва, Агат-Мед, 2002, стр.159-163
