View
19
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
Környezettechnika 4. témacsoport. Tankönyv I. http://tp1957.atw.hu/kt04.ppt 1.10.4 fejezet 87-89. o. 1.11 fejezet 89-129. o. 1.12 fejezet 129-135. o. 13. C. Tartalom. Membránszűrés – fordított ozmózis Semlegesítés, pH-beállítás Redukció , oxidáció Hidrolízis Derítés - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Környezettechnika4. témacsoport
Tankönyv I.
http://tp1957.atw.hu/kt04.ppt1.10.4 fejezet 87-89. o.
1.11 fejezet 89-129. o.
1.12 fejezet 129-135. o.
13. C
Tartalom
Membránszűrés
– fordított ozmózis
Semlegesítés, pH-beállítás
Redukció, oxidáció
Hidrolízis
Derítés
Termikus eljárások
– égetés
– hőbontás, pirolízis
Kicsapatás
Ioncsere
2
1.10.4 Membránszűrés
Fogalma:
Célja:
Miért?
Hogyan?
Mivel?
Mire?
oldat vagy kolloid oldat kezelése vékony, kis pórusméretű hártyákon.
az összetevő elválasztása, töményítése.
az összetevő lehet értékes vagy szennyező, ártalmas.
hártyán való átnyomás.
ultraszűrés (10–2…10–6 mm, M = 300…2000000, p = 1…15 bar)fordított ozmózis (10–6…10–7 mm, p = 15…100 bar) alkalmazásával. Ld. következő oldalak.
Pl. víz oldott anyagainak eltávolítására, oldott anyag mentes víz előállítására.
3
1.10.4.1 Az ozmózis jelensége (ismétlés)
hígabb oldat
töményebb oldat
töményedik hígul
csökken a szint
emelkedik a szint
kiegyenlítődés indul meg
Δh
h2h1
p1 = h1·1·g p2 = h2·2·g
féligáteresztő hártya
Az ozmózisnyomás: = c·R·T
a hidrosztatikai nyomások
Sejthártyák, bőr, stb.4
1.10.4.1 A fordított ozmózis (RO)Az ozmózis jelensége, a fordított ozmózis elve
A membrán cellulóz-acetátból vagy poliamidból készülhet, érzékeny mechanikai és biológiai lerakódásokra, vegyszerek-re, ezért a víz előkezelést igényel.Esetenként a kapott víz sem felel meg a kívánt célnak, emiatt utókezelés lehet szükséges.
Dr. Pátzay György: Víz1 (internetről)5
Egyszerű, kis felületű membránkészülék elvi felépítése
Dr. Pátzay György: Víz1 (internetről)
1.10.4.1 fordított ozmózis
nyersvíz (N) koncentrátum (K)
permeátum (P)víz áramlás membrán
visszatartott részecskék
Teljes anyagmérleg:N = P + K
Részleges anyagmérleg:N·c(N) = P·c(P) + K·c(K)6
Tekercselt, nagy felületű membránkészülék elvi felépítése
Dr. Pátzay György: Víz1 (internetről)
1.10.4.1 fordított ozmózis
7
1.10.4.1 Fordított ozmózis – számolási feladatEgy „RO”-víz készítő üzem 36 bar nyomással dolgozik. Az óránkénti termelés 600 ℓ. Az előtisztított (szűrt) víz kiindulási koncentrációja 0,025 mol/dm3, a permeátumé 0,001 mol/dm3, a koncentrátumé 0,125 mol/dm3. Az üzem napi 8 órában működik.
a) Hány m3 a napi „RO”-víz termelés?
b) Hány kWh a napi energia fogyasztás?W = p·V
c) Hány W a teljesítmény-szükséglet?
d) Hány m3/h a vízfogyasztás?N·0,025 = 0,6·0,001 + (N–0,6)·0,125
e) Hány m3/h a koncentrátum térfogatárama?
f) Hány m3/(m2·h) a felületi terhelés?
600 W
0,744 m3/h
0,144 m3/h
4,8 m3
W = 3,6·106 Pa·4,8 m3 = 4,8 kWh17280000 J =
8
1.11.1 Semlegesítés, pH-beállítás
Fogalma:
Célja:
Miért?
Hogyan?
Mivel?
Mire?
savas vagy lúgos oldat pH-jának 7-re, illetve a szükséges értékre állítása.
a szükséges körülmény (pH) megteremtése.
a savas – lúgos kémhatás a környezetre ártalmas, egyes folyamatok megfelelő pH-tartományt igényelnek.
megfelelő mennyiségű savas vagy lúgos anyaggal való összekeverés.
semlegesítő, illetve pH-beállító szerek (pl. savak, lúgok) használatával, megfelelő berendezésben. Ld. következő oldalak.
Pl. ipari savas – lúgos szennyvíz kezelése, pH beállítás csapadék képzéshez.
9
1.11.1 Semlegesítés, pH-beállítás
Semlegesítő: savas szenny-vizek semlegesítése
Ca(OH)2 víz
10
1.11.1. Semlegesítés – számolási feladatEgy semlegesítő berendezésbe óránként 3,6 m3 pH = 2,6 szennyvíz folyik be. A szennyezés erős savtól származik. A semlegesítést 50 g/dm3-es CaO tartalmú mésztejjel végzik. Az üzem napi 8 órában működik. A CaO-hoz képest 2,5-szeres mennyiségű szárított mésziszap képződik.
a) Hány g CaO kell 1 m3 szennyvízhez?
b) Hány dm3 az óránkénti mésztej fogyasztás?
c) Hány kg a napi CaO szükséglet?
d) Hány m3/nap a kezelt szennyvíz?
e) Hány kg a heti szárított mésziszap mennyiség?
CaO + 2 H3O+ → Ca2+ + 3 H2O
c(H3O+) = 10-2,6 mol/dm3n(H3O+) = 2,51 mol
2,02 kg
28,8 m3/nap
35,4 kg
70,3 g
5,06 dm3
11
1.11.1. Semlegesítés – számolási feladatEgy semlegesítő berendezésbe óránként 1,8 m3 pH = 10,6 szennyvíz folyik be. A szennyezés erős lúgtól származik. A semlegesítést 49 g/dm3-es H2SO4 tartalmú kénsav oldattal végzik. Az üzem napi 8 órában működik. A H2SO4-hoz képest 1,5-szeres mennyiségű szárított gipsziszap képződik.
a) Hány g H2SO4 kell 1 m3 szennyvízhez?
b) Hány dm3 az óránkénti kénsav oldat fogyasztás?
c) Hány kg a napi H2SO4 szükséglet?
d) Hány m3/nap a kezelt szennyvíz?
e) Hány kg a heti szárított gipsziszap mennyiség?
H2SO4 + 2 OH– → SO42– + 2 H2O
c(H3O+) = 10-10,6 mol/dm3 = 2,51·10-11 mol/dm3 n(OH–) = 0,716 mol
c(OH–) = 3,98·10-4 mol/dm3
0,281 kg
14,4 m3/nap
2,95 kg
19,5 g
0,716 dm3
12
1.11.3.2 Redukció
Fogalma:
Célja:
Miért?
Hogyan?
Mivel?
Mire?
vegyületek olyan reakciója, amelynek során az anyag redukálódik.
az összetevő átalakítása.
Az egyik, hogy mérgező anyagokból kevésbé mérgező vagy ártalmatlan vegyületekhez jussunk (pl. NOx → N2, Cr+6 →Cr3+).A másik, hogy a nem kívánatos anyagot (pl. oxigén a kazántápvízben) eltávolítsuk.
Redukálószerekkel (H2, CO, SO2, N2H4) való reakcióval.
kevert reaktor, medence, égő (láng vagy katalitikus). Ld. következő oldalak.
Pl. a nitrogén-oxidok, króm(VI)-vegyületek, oldott oxigén. 13
1.11.3.2 Redukció
Néhány példa
NO redukciója:
2 NO + 4 H2 → N2 + 2 H2O
6 NO + 4 NH3 → 5 N2 + 6 H2O *
2 NO + 2 CO → CO2 + N2 *
Oxigén-mentesítés:
O2 + N2H4 → N2 + 2 H2O
Króm(VI) redukció:
2 Cr+6 + 3 SO2 + 18 H2O → 2 Cr3+ + 3 SO42– + 12 H3O+
14
NH3
H2O
N2
NOx
NOx
1.11.3.2 Redukció
levegő ventilátor
tisztítan- dó gáz
katalizátorkatalitikus reaktor
tisztított gáz
ammónia tartály
meleg levegő
ammónia gőzammónia és levegő elegye
NOx
NOx
NH3
H2O
15
1.11.3.1 Oxidáció
Fogalma:
Célja:
Miért?
Hogyan?
Mivel?
Mire?
vegyületek olyan reakciója, amelynek során az anyag oxidálódik.
az összetevő átalakítása.
Az egyik, hogy mérgező anyagokból kevésbé mérgező vagy ártalmatlan vegyületekhez jussunk (pl. CN–).A másik, hogy a további átalakításra alkalmas anyagot nyerjünk (pl. Fe2+), esetleg kórokozókat pusztítsunk (pl. klór, ózon a fertőtlenítésben).
O2-nel, ózonnal (O3), klórral való reakcióval.
kevert reaktor, medence. Ld. következő oldalak.
Pl. a cianidok, szén-monoxid, szénhidrogének.
16
1.11.3.1 Oxidáció
17
1.11.3.1 Oxidáció
18
1.11.3.1 Oxidáció
19
Barótfi István: Környezettechnika (internet)
1.11.3.1 Oxidáció
20
1.11.3.1 Oxidáció
klórpalack
klóradagoló
érzékelő
szivattyú
nyersvíz
klórosvíz bevezetés
szabályozó
fertőtle-nített víz
mintavevő
szűrő
21
1.11.3.1 Oxidáció – számolási feladatEgy ivóvíz fertőtlenítő medencében a vizet klórgázzal fertőtlenítik. A termelés Q = 20 m3/h. A víz fertőtleníté-séhez 15 mg/dm3 klór használódik el. A fertőtlenített víz maradék klór koncentrációja B = 2 mg/dm3. Az üzem folyamatos munkarendben működik. Tartózkodási idő a medencében t = 30 perc. Vízmélység h = 1 m.
a) Hány m3 a napi ivóvíz termelés?
b) Hány kg a napi klór szükséglet?
c) Mennyi időre elég a palack 11 kg-ja?
d) Hány m3-es legyen a medence?
e) Mekkora legyen a medence felülete?
f) Mennyi a medence felületi terhelése?
kb. 32 óra
10 m3
10 m2
480 m3
8,16 kg
2 m3/(m2·h)22
1.11.2 Hidrolízis
Fogalma:
Célja:
Miért?
Hogyan?
Mivel?
Mire?
vegyületek olyan reakciója, amelynek során víz hatására legalább két új vegyület keletkezik.
az összetevő átalakítása.
Az egyik, hogy mérgező anyagokból kevésbé mérgező vagy ártalmatlan vegyületekhez jussunk.A másik, hogy vízzel hevesen, esetleg robbanás-szerűen reagáló anyagok reakcióját ellenőrzött körül-mények között végezzük.
vízzel, esetleg savval vagy lúggal való reakcióval.
kevert reaktorban.
Pl. a cianidok, cianátok, halogenidek, fém-alkoholátok, karbidok, hidridek, alkálifémek, szulfidok eredménye-sen kezelhetők.
23
1.11.2 Hidrolízis
Néhány példa
Vas(III)-ionok hidrolízise:
Fe3+ + 6 H2O Fe(OH)3 + 3 H3O+
Klórgáz reakciója vízzel:
Cℓ2 + 2 H2O HCℓ + HOCℓ
Észterek hidrolízise (lúggal elszappanosítás):
R-COOR’ + H2O R-COOH + R’-OH
R-COOR’ + NaOH → R-COONa + R’-OH
szappan
Keményítő vagy cellulóz hidrolízise:
(C6H10O5)n + n H2O n C6H12O6
derítés
fertőtlenítés
biodiesel gyártás
szappangyártás
bioetanol gyártás
24
1.11.5 Derítés
Fogalma:
Célja:
Miért?
Hogyan?
Mivel?
Mire?
vegyszerrel elősegített tisztítás, segédművelet-ként ülepítés vagy szűrés szükséges.
A nem ülepedő lebegő anyagok eltávolítása.
Azért, hogy kristálytiszta legyen a (ivó- vagy ipari) víz.
A kolloiddal ellentétes töltésű csapadékot adunk a vízhez, vagy állítunk elő benne.
Hidrolizáló fémsók (Al, Fe) vagy szerves elektrolit. Berendezés: derítő (ld. következő oldalak)
Részfolyamatok: bekeverés, pelyhesítés, ülepítés
pl. ivó- vagy ipari víz.
Hol találkoztunk már derítéssel (labor)?Mire használják az élelmiszeriparban? 25
1.11.5 Derítés
Derített
Iszap
víz
Derítő medence
26
1.11.5 Derítés
Derítő medence
iszapelvezetés
pelyhesítő tér
keverőtér
derített víz
ülepítő tér
nyersvíz
iszapiszapkotró
derítőszer
lebegőiszapfelhő
27
1.11.4 Termikus eljárások
Fogalma: hőhatást, melegítést alkalmazó eljárások összefoglaló neve.Két fő típusa van (az előzőekben megismert szárításon kívül)Égetés
– oxigén, levegő jelenlétében,– égési folyamatok, hőfejlődés– termékei: légnemű (füstgáz), szilárd (hamu, salak).
Hőbontás, pirolízis– oxigén, levegő jelenléte nélkül,– bomlási folyamatok, hőelnyelés– termékei: légnemű (pirogáz), folyékony (olaj vagy
kátrányszerű), szilárd (koksz vagy salak jellegű).
28
1.11.4.1 Égetés
Fogalma:
Célja:
Miért?
Hogyan?
Mivel?
Mire?
oxigén, levegő jelenlétében végrehajtott termikus eljárás.
(1) az éghető anyag hőjének kinyerése,(2) veszélyes anyag (hulladék) ártalmatlanítása.
(1) energia-termelés, ill. (2) környezetvédelem.
Az anyagot megfelelő hőmérsékletre előmelegítik, levegő jelenlétében meggyújtják, elégetik.
égető berendezések, kemencék (ld. következő oldalak)
pl. kommunális és veszélyes hulladék.
29
1.11.4.1 Égetés
Égető berendezések
Rostélyos: a kiégett anyag (hamu, salak átesik rajta)
– sík
– ferde
– lépcsős
– mozgó
– forgó (henger)
Rostély nélküli
– forgódobos kemence
– fluidizációs kemence
30
1.11.4.1 Égetés Forgódobos kemence
1. adagológarat szilárd anyag számára; 2. hidraulikus adagolómű; 3. csigás adagoló iszapok számára; 4. a kemence fejrésze; 5. kifalazott forgódobos kemence; 6. utóégető tér; 7. folyékony hulladék égetése; 8. nedves rendszerű salakkihordó; 9. hajtómű
31
1.11.4.1 Égetés
A forgódobos kemence hőmérsékleti szakaszai 32
1.11.4.1 Égetés
Forgó (henger)rostélyos kemence
33
1.11.6 Kicsapatás, csapadékképzés
Fogalma:
Célja:
Miért?
Hogyan?
Mivel?
Mire?
olyan folyamat, amely során egy összetevőből rosszul oldódó anyagot (csapadékot) képezünk.
(1) az összetevő elválasztása, kinyerése,(2) veszélyes anyag ártalmatlanítása.
zavaró összetevő, ill. környezetvédelem.
Az anyagot megfelelő vegyszer oldatával reagáltat-ják, a csapadékot ülepítik v. szűrik.
Kevert reaktor (ld. következő oldalak)
pl. ivóvíz, ipari víz – lágyítás;szennyvíz – foszfát, nehézfémek eltávolítása.
34
1.11.6 Vízkeménység, lágyítás
Fogalma: a víznek az a tulajdonsága, hogy– nem habzik benne a szappan,– lassabban fő meg benne a rizs, a bab, stb.Oka: a vízben oldott Ca2+ és Mg2+ ionok.Fajtái:– karbonát keménység, Kk (régi nevén változó keménység, Vk),– nemkarbonát keménység, Nkk (régi nevén állandó keménység, Ák).Összes keménység = karbonát keménység + nemkarbonát keménységMértékegységei:
mmol/dm3,mg CaO/dm3,német keménységi fok (nkº).
1 nkº = 10 mg CaO/dm3-rel egyenértékű Ca2+ és Mg2+ ion.
1 mmol/dm3 = 56 mg CaO/dm3
M(CaO) = 56 g/mol
35
1.11.6 Kicsapatás, csapadékképzésA meszes vízlágyítás folyamataiA karbonát-keménység lágyítása:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2 CaCO3 + 2 H2O
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2 CaCO3 + MgCO3 + 2H2OA magnézium-keménység lágyítása:
MgCO3 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaCO3
MgSO4 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaSO4
MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaCl2A szabad (agresszív) szén-dioxid megkötése:
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2OAz alkáli-karbonátok és -hidrogén-karbonátok átalakítása:
2 NaHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + Na2CO3 + 2 H2O
Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2 NaOH
13. H
36
1. vízelosztó 2. mészoltó 3. mésztejadagoló 4. mésztelítő 5. reaktor 6. szűrő Dr. Pátzay György: Víz1 (internetről) Víztisztítás – mészvizes vízlágyítás
1.11.6 Kicsapatás, csapadékképzés
37
nyersvíz bevezetés
lágyított víz
mésziszap
mésztej mészvíz
Dr. Pátzay György: Víz1 (internetről)
1. mészhidrát tartály 2. elszívó vezeték 3. mésztejkeverő 4. vákuumszivattyú5. mésztejadagoló 6. nyersvíz bevezetés 7. reaktor 8. szűrő
Ipari víz készítése – mésztejes vízlágyítás
1.11.6 Kicsapatás, csapadékképzés
38
Fülöp Tamás: A Föld vízkészlete (02viz.ppt, internet)
Ipari víz készítése – mésztejes gyorslágyító reaktor
1.11.6 Kicsapatás, csapadékképzés
39
Mika László Tamás: aviz.pdf (internet)
Ipari víz készítése – meszes – szódás vízlágyítás
1.11.6 Kicsapatás, csapadékképzés
40
A szóda lágyítja a mésszel nem reagáló vegyületeket
(kalcium – nemkarbonát keménység):
CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3 + Na2SO4
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2 NaCl
A szóda és a mész feleslege egymással is reagál (kausztifikálás):
Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2 NaOH
1.11.6 Kicsapatás, csapadékképzés
41
A foszfátos (trisós, alkáli-foszfátos) vízlágyítás folyamatai:
3 Ca(HCO3)2 + 2 Na3PO4 = Ca3(PO4)2+ 6 NaHCO3
3 Mg(HCO3)2 + 2 Na3PO4 = Mg3(PO4)2+ 6 NaHCO3
3 CaSO4 + 2 Na3PO4 = Ca3(PO4)2+ 3 Na2SO4
3 MgCl2 + 2 Na3PO4 = Mg3(PO4)2+ 6 NaCl
A változó keménységből keletkező NaHCO3 kiküszöbölésére (termikus) előlágyítás után alkalmazzák. A víz keménysége a kalcium- és magnézium foszfátok kis oldhatósága miatt 0,1-0,15 nk°-ra csökkenthető (a meszes – szódás eljáráshoz képest lágyabb vizet eredményez).
Mika László Tamás: aviz.pdf (internet)
1.11.6 Kicsapatás, csapadékképzés
42
Vízlágyító üzemben 400 ℓ/h kapacitással napi 7,5 órában meszes előlágyítást alkalmaznak. A víz magnézium-keménysége 2 nkº, karbonát-keménysége 6 nkº, szén-dioxid „keménysége” 2 nkº. A felhasznált CaO tömegének háromszorosa keletkezik szárított mésziszapból.
a) Hány m3 a napi termelés?
b) Hány kg CaO kell 1 m3 vízhez?
c) Hány kg a napi CaO felhasználás?
d) Hány kg a heti mésziszap képződés?
1.11.6 Kicsapatás, csapadékképzés – számolási feladat
3 m3
0,1 kg
0,3 kg
6,3 kg
43
Egy víz Ca2+ ion tartalma 90 mg/dm3, összes keménysége 16 nkº, lúgossága 3 mmol/dm3.
a) Számolja ki a hiányzó mennyiségeket, és egészítse ki a következő táblázatot!
b) Hány kg 5 w%-os mésztej kell 1 m3, azelőbbieknek megfelelő víz előlágyításához?
Ca(HCO3)2 + 2 HCl → CaCl2 + 2 H2O + 2 CO2
1.11.6 Keménység – számolási feladat
L Ök Kk Nkk Ca2+ Mg2+ HCO3–
mmol/ℓ 3
mg CaO/ℓ – –
nkº – 16 –
mg/ℓ – – – – 902,36 kg
44
A január – februári környezettechnika órák
2012. 01. 04. Sz 3. témazáró dolgozat 2012. 01. 05. Cs Membránszűrés: fordított ozmózis 2012. 01. 11. Sz Félévi osztályzatok
Semlegesítés, pH-beállítás, redukció Oxidáció
2012. 01. 12. Cs Hidrolízis, derítés 2012. 01. 18. Sz Termikus eljárások: égetés 2012. 01. 25. Sz Kicsapatás 2012. 01. 26. Cs Kicsapatás
ellenőrző kérdések kiadása 2012. 02. 01. Sz Ioncsere 2012. 02. 02. Cs 4. témazáró dolgozat2012. 02. 08. Sz Új tananyag: a vizek jellemzői (FKB)
13. C
45
1.11.7 Ioncsere
Fogalma:
Célja:
Miért?
Hogyan?
Mivel?
Mire?
(vízben) oldott ionok cseréje más ionokra.
(1) az ionok eltávolítása (a víz kell),(2) az ionok kinyerése (az ionok kellenek).
(1) zavaró vagy mérgező anyag, (2) kell az anyag.
Az anyagot megfelelő anyaggal (ioncserélő) érintkeztetik.
Ioncserélő oszlopok: kation- és anioncserélő, kevert ágyas ioncserélő (ld. következő oldalak)
pl. ioncserélt víz előállítása (kazán), nehézfémek eltávolítása, kis koncentrációjú anyag töményítése, kinyerése, elválasztása.
46
Ioncserélő anyagok: olyan szilárd anyagok, amelyek ion-jaikat képesek a velük érintkező folyékony fázis (víz) ionjaira kicserélni.
Ioncserélő anyagok a természetben is vannak (pl. a talajban egyes agyagásványok és a humusz).
Ioncserélő műgyanták: olyan műanyagok, amelyeknek a felületén savas vagy bázisos csoportokat alakítottak ki.A kationokat H+ ionra, az anionokat OH– ionra cseréli.
Ezek lényegében szilárd, vízben nem oldódó savként vagy bázisként viselkednek. Ugyanúgy, mint más savak, bázisok, ezek is lehetnek erősek vagy gyengék.
Az erős ioncserélők minden iont lecserélnek, a gyengék szelektívek.
1.11.7 Ioncsere
47
szennyvíz
1.11.7 Ioncsere
Két ütem:
1. ütem: ioncsere
2. ütem: regeneráláskation-cserélő
savvalanion-cserélő
lúggal
előkezelt víz
CO2 + levegő
kation- cserélő
anion- cserélő
ioncserélt vízlevegő
regene-ráló sav
regene-ráló lúg
48
A kationcserélő gyantát elhagyó víz pH-ja 2,4. Hány mmol/dm3, ill. nk° volt az ionmentesített víz keménysége, ha csak a kalcium- és magnéziumionok cserélődtek ki a gyantán?A kationcserélésnél a Ca2+ és Mg2+ ionokat H+ ionra cserélik. Egy mol kétértékű Ca és Mg ion megkötéséből 2 mol H-ion szabadul fel.pH = -lg c(H3O+) = 2,4 c(H3O+) = 10-2,4 =c(H3O+) = 2·{c(Ca2+) + c(Mg2+)} = 2·ÖkÖk =M(CaO) = 56 g/mol 1 mmol/dm3 = ? mg CaO/dm3 1,99 · 56 = 111,44 mg CaO/dm3.Mivel 10 mg CaO = 1 nk°, ez megfelel nk°-nak.
1.11.7 Ioncsere – számítási feladat
0,00398 mol/dm3 = 3,98 mmol/dm3
3,98 mmol/dm3/2 = 1,99 mmol/dm3
56
11,1449
Környezettechnika – 2. félév – házi feladat 1. Egy „RO”-víz készítő üzem óránként 1600 ℓ vizet állít elő.
Az előtisztított (szűrt) víz kiindulási oldott anyag koncentrációja 0,020 mol/dm3, a permeátumé 0,001 mol/dm3, a koncentrátumé 0,140 mol/dm3 Hány m3/h a vízfogyasztás?
2. 1 m3 pH = 2,4 szennyvíz semlegesítéséhez hány g CaO szükséges?
3. Egy ivóvíz fertőtlenítő medencében a vizet klórgázzal fertőtlenítik. A termelés Q = 15 m3/h. A víz fertőtlenítéséhez 18 mg/dm3 klór használódik el. A fertőtlenített víz maradék klór koncentrációja B = 2 mg/dm3. Hány kg a napi (24 h) klór szükséglet?
Kiadás: 13. H 2010. 02. 01. 13. K 2010. 02. 02.
Beadás: 13. H 2010. 02. 19. 13. K 2010. 02. 16. 50
Környezettechnika – 2. félév – házi feladat 4. Vízlágyító üzemben 600 ℓ/h kapacitással napi 8 órában
meszes előlágyítást alkalmaznak. A víz magnézium-keménysége 2 nkº, karbonát-keménysége 6 nkº, szén-dioxid „keménysége” 2 nkº. Hány kg CaO kell 1 m3 vízhez?
5. A kationcserélő gyantán kimerülésig 15 m3 12,6 nkº keménységű vizet vezettek át. Mennyi az ioncserélőről jövő víz pH-ja?
Kiadás: 13. H 2010. 02. 15. H 13. K 2010. 02. 16. K
Beadás: 13. H 2010. 02. 26. P 13. K 2010. 02. 25. Cs
51
VÉGEa 4. témacsoportnak.
ISMÉTLÉSkövetkezik
2010. 02. 11-én
azutánTÉMAZÁRÓ DOLGOZAT
2010. 02. 15-én.52
1.10.4.1 Fordított ozmózis – számolási feladatEgy „RO”-víz készítő üzem 54 bar nyomással dolgozik. Az óránkénti termelés 1000 ℓ. Az előtisztított (szűrt) víz kiindulási koncentrációja 0,02 mol/dm3, a permeátumé 0,001 mol/dm3, a koncentrátumé 0,10 mol/dm3. Az üzem napi 15 órában működik.
a) Hány m3 a napi „RO”-víz termelés?
b) Hány kWh a napi energia fogyasztás?W = p·V
c) Hány W a teljesítmény-szükséglet?
d) Hány m3/h a vízfogyasztás?N·0,02 = 1·0,001 + (N–1)·0,10
e) Hány m3/h a koncentrátum térfogatárama?
1500 W
1,238 m3/h
0,238 m3/h
15 m3
W = 5,4·106 Pa·15 m3 = 22,5 kWh81000000 J =
53
1.11.3.1 Oxidáció – számolási feladatEgy cianidos technológiával dolgozó aranybányában a szennyvíz mennyiség Q = 360 m3/nap. A víz cianid (CN–) tartalma 20 mg/dm3. A szennyvíz ártalmatlanítását Hypo (NaOCl) oldattal végzik (50 g/dm3 klórtartalom). Az ártalmatlanítás napi 8 órában történik. Tartózkodási idő a medencében t = 40 perc. Vízmélység h = 0,5 m.
a) Hány m3 az óránkénti tisztítás?
b) Hány dm3 a napi Hypo szükséglet?
c) Mennyi időre elég a raklap 480 dm3-e?
d) Hány m3-es legyen a medence?
e) Mekkora legyen a medence felülete?
f) Mennyi a medence felületi terhelése?
CN– + 2 NaOH + Cl2 → OCN– + 2 NaCl + H2O
kb. 9,7 óra
30 m3
60 m2
45 m3
393 dm3
0,75 m/h
54
A kationcserélő gyantán kimerülésig 25 m3 8,7 nkº keménységű vizet vezettek át.
a) Hány mol/m3 a víz keménysége?
b) Mennyi a műgyantán átfolyó víz pH-ja?
c) Hány mol (Ca+Mg)-ot távolított el összesena műgyanta?
d) Hány dm3 5 mol/dm3 koncentrációjú HCl kella regeneráláshoz 10 % felesleggel?
e) Hány mol/kg (egyértékű ion) a gyantakapacitása, ha tömege 5 kg?
Emlékeztető: 1 mol Ca2+ vagy Mg2+ hány mol H3O+-nak felel meg?
1.11.7 Ioncsere – számítási feladat
1,55 mol/m3
pH = 2,51
n = 38,75 mol
17,05 dm3
15,5 mol/kg
55
1.11.1 Semlegesítés, pH-beállítás
Semlegesítő: savas szenny-vizek semlegesítése
?
?
?
?
?
? ?
? ?
Részek, anyagáramok
56
??
??
?
?
1.11.3.2 Redukció
?
Részek, anyagáramok
57
1.11.3.1 Oxidáció
?
?
?
?
?
?
??
??
Részek, anyagáramok
58
klórpalack
klóradagoló
érzékelő
szivattyú
nyersvíz
klórosvíz bevezetés
szabályozó
fertőtle-nített víz
mintavevő
szűrő
iszapelvezetés
pelyhesítő tér
keverőtér
derített víz
ülepítő tér
nyersvíz
iszapiszapkotró
derítőszer
lebegőiszapfelhő
1.11.5 Derítés
59
?
?
?
??
??
??
? Részek, anyagáramok
?
Dr. Pátzay György: Víz1 (internetről)
Ipari víz készítése – mésztejes vízlágyítás
1.11.6 Kicsapatás, csapadékképzés
??
?
?
?
?
?
?
?
60
szennyvíz
1.11.7 Ioncsere
Két ütem:
1. ütem: ioncsere
2. ütem: regeneráláskation-cserélő
savvalanion-cserélő
lúggal
előkezelt víz
CO2 + levegő
kation- cserélő
anion- cserélő
ioncserélt vízlevegő
regene-ráló sav
regene-ráló lúg
61
?
1.11.7 Ioncsere?
? ?
?
? ??
?
Részek, anyagáramok
62
1.11.1 Semlegesítés, pH-beállítás
63
A B
C
D
1
2
3
E 4
1.11.1 Semlegesítés, pH-beállítás
64
Recommended