Физико-химическая очистка сточных вод: методы, их описание, в частности способ коагуляции, флокуляции, флотации, ионного обмена, обратного осмоса, дистилляции

Мусор и отходы

Определение

Метод основан на использовании физических свойств загрязняющих веществ и химических веществ, применяемых для их удаления.

В гидрофильных веществах энергия притяжения молекул воды больше, чем энергия притяжения между молекулами воды, поэтому многие гидрофильные компоненты интенсивно с ними взаимодействуют и хорошо растворяются.

У гидрофобных веществ энергия притяжения молекул к молекулам воды меньше энергии водородных связей с молекулами воды.

К ним относятся:

  • толстый;
  • часть углеводов (крахмал, гликоген, клетчатка);
  • нуклеиновые кислоты;
  • АТФ;
  • большинство белков нерастворимы в воде.

Абсолютно гидрофобных («водоотталкивающих») компонентов не существует, поэтому гидрофобностью считается малая степень гидрофильности.

В результате взаимодействия гидрофобные компоненты отделяются от гидрофильных, превращаются в пену или выпадают в осадок.

На стадии физико-химической очистки из сточных вод удаляются коллоидные и мелкодисперсные частицы — нерастворимые примеси размером 1-1000 нм, трудноудаляемые минеральные и органические вещества.

Метод эффективен также для удаления некоторых щелочей, кислот, ионов, для разрушения слабоокисляемых соединений.

Преимущества физико-химических методов:

  1. Пусть очистные сооружения стабильно работают даже при низких температурах жидкости, колебаниях pH, гидравлических и органических нагрузках.
  2. Низкое время обработки.
  3. Вы сможете быстро запустить оборудование после первой установки или профилактического обслуживания, ремонта.
  4. Стабильная очистка сточных вод, особенно по сравнению со стадией биоочистки.
  5. Процесс максимально автоматизирован – участие человека в управлении оборудованием минимально.
  6. Степень очистки от примесей, не улавливаемых механической фильтрацией, составляет в зависимости от метода 85-99%.
  7. Возможность рекуперации большинства отходов для вторичной переработки.

Недостатки физико-химических методов:

  1. Высокоэффективные технологии (обратный осмос, абсорбция, ионный обмен) стоят дорого.
  2. При реализации недорогих методов (коагуляция, флокуляция) образуется большая масса побочных продуктов, требуется дополнительная очистка сточных вод.
  3. Некоторые виды, основанные на использовании электричества (электрофлотация, электрокоагуляция), требуют больших энергетических затрат.

Особенности очистки сточных вод для предприятий разных отраслей

Объемы потребления и сброса сточных вод, виды загрязнения, площади для анализа сточных вод, контролируемые показатели, методы очистки и используемое оборудование определяются отраслью и интенсивностью производства.

В городах с развитой промышленностью на предприятия и организации приходится 63% водопотребления и загрязнения. Рассмотрим функции методов, применяемых для очистки сточных вод промышленностью.

Особенности отведения сточных вод в нефтеперерабатывающей промышленности

Нефтесодержащие сточные воды являются серьезным источником многолетнего загрязнения водоемов. Вещества, содержащиеся в нефти (углеводороды, органические кислоты), образуют на воде пленку, нарушающую газообмен между водоемом и атмосферой, что приводит к гибели гидробионтов от недостатка кислорода.

Качество и состав сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий регламентируются нормативными документами, в которых указаны предельно допустимые концентрации (ПДК) нефтепродуктов и связанных с ними минеральных и органических соединений.

Комплексы очистных сооружений нефтеперерабатывающих заводов очищают нефтесодержащие воды в следующем порядке:

Таблица 6 – Этапы водоподготовки на нефтеперерабатывающих заводах

1 Механическая очистка Крупные примеси и масляные пленки Нефтеуловители, песколовки, гидроциклоны Дополнительные отстойники шлама
2 Физико-химическая очистка Коллоидные и растворенные соединения Флотация, адсорбция, коагуляция и флокуляция
3 Биохимическая очистка Растворенные органические соединения Аэротенки и отстойники
4 Дезинфекция Патогенные организмы Озонирование, ультрафиолетовая дезинфекция

Особенности отведения сточных вод на текстильных предприятиях

Особенностью сточных вод предприятий текстильной промышленности является содержание в них красителей, реагентов, примесей, соединений тяжелых металлов, ПАВ (синтетических ПАВ), волокон, вредных органических соединений и др.

Очистка сточных вод текстильных предприятий основана на применении механических, химических и биологических методов очистки. В зависимости от особенностей добычи механическая и химическая очистка может применяться как для окончательной очистки перед спуском в водоем, так и в качестве предварительной очистки. Механическая очистка воды применяется путем флотационной очистки с предварительной химической очисткой сточных вод. При этом достигается выход 90–95 % взвешенных веществ; биохимическое потребление кислорода (БПК) в этом случае снижается на 20-50%, а цветность до 50% и более.

Характеристика сточных вод прачечных предприятий и автомоек

Прачечные и автомойки производят большое количество сточных вод. В состав входят поверхностно-активные вещества, в том числе анионные (ПАВ) и неионогенные синтетические ПАВ (ПАВ) (детергенты, детергенты, отбеливатели), взвешенные вещества (в том числе эмульгированный шлам), соли жесткости, красители, нефтепродукты, механические частицы и тканевые волокна.

Концентрация загрязнений в сточных водах таких предприятий в 2–3 раза выше, чем загрязнение в составе городских сточных вод.

Еще одна отличительная черта – стойкое пенообразование при смешивании воды из прачечных и автомоек с городскими сточными водами. Поверхностно-активные вещества, попадающие в городские очистные сооружения, препятствуют работе отстойников, увеличивают нагрузку на очистные сооружения и снижают степень очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, в том числе подавляют микробиологическую активность.

Методы и конкретные технологии очистки сточных вод автомоек и прачечных выбраны с учетом характеристик загрязняющих веществ.

Читайте также: Энергия из отходов — преимущества и недостатки

Особенности отведения сточных вод на животноводческих и птицеводческих фермах

30% водопотребления и сточных вод приходится на сельское хозяйство. Водные ресурсы используются для снабжения ферм, орошения земель и т.д.

Сельскохозяйственные сточные воды содержат до 10 граммов на литр химических компонентов, опасных для живых организмов. Кроме того, они часто содержат частицы почвы.

Сточные воды содержат неорганические (калий, фосфор, азот) и органические (удобрения, пестициды, фунгициды, гербициды и инсектициды) компоненты. Эти вещества опасны и вызывают отравление вплоть до летального исхода.

Сбрасываемые с животноводческих и птицеводческих комплексов воды характеризуются микробным и органическим загрязнением. Для оценки степени и состава загрязнения может быть проведен микробиологический и паразитологический анализ сточных вод.

При подготовке этих сточных вод к обеззараживанию должно быть обеспечено отстаивание с последующей очисткой. Очистка воды предприятий данной сферы регламентируется МУ 2.1.5.800-99 «Организация государственного санитарно-эпидемиологического надзора за обезвреживанием сточных вод». Методические указания».

Преимущества и недостатки

В таблице приведены распространенные физико-химические методы очистки сточных вод:

Имя метода Механизм очистки Плюсы Минусы
Коагуляция Нейтрализация отрицательного заряда мелких частиц, их прилипание и осаждение. Реакции протекают при любых условиях.

Способ дешевый, разумный, практичный.

Необходимо соблюдать четкую дозировку коагулянтов.

Большое количество осадка.

После очистки степень минерализации воды увеличивается.

Флокуляция Специальные вещества соединяются с загрязнениями и образуют крупные хлопья. Реакции быстрые.

Доступность.

Большое количество осадка.
Адсорбция Абсорбция загрязняющих веществ поверхностью твердых тел.  Удаление различного рода загрязнений.

Очистка до ПДК.

Отсутствие вторичного загрязнения очищенной воды.

Высокая стоимость адсорбентов, их большой расход.

Медленная уборка.

Тяжелое оборудование.

Выдержка Смешивание двух взаимно нерастворимых жидкостей и перенос примесей в экстрагент. Простое технологическое устройство.

Простое оборудование.

В другую фазу переходит менее 90% примесей.

Процесс длительный и трудоемкий.

Флотация Образование пузырьков газа в воде, которые поднимаются вверх и захватывают с собой примеси. Простое оборудование.

Высокая скорость очистки.

Доступность.

Небольшие потери воды.

Удаляет все виды загрязнений.

Часто приходится вводить реагенты, улучшающие гидрофобность примесей и качество пены.

Испарение Улавливание загрязняющих веществ водяным паром, проходящим через кипящие сточные воды.  Прибыльность.

Никаких специфических реагентов.

Простое оборудование.

Большие потери тепла.
Ионный обмен Обмен загрязняющих веществ сточных вод на ионы, отделившиеся от поверхностей пористых материалов. Высокая эффективность очистки.

Экологическая безопасность.

Отсутствие ионообменных смол.

Большой расход реагентов на восстановление ионообменников.

Большой объем растворов для регенерации.

Кристаллизация Замерзающая вода. Низкое потребление энергоресурсов.

Высокая степень очистки.

Необходимость изучения и контроля процесса.
Очистка мембраны Прохождение сточных вод через полупроницаемые среды (мембраны), улавливающие примеси в наноразмерах. Очистка до требований ПДК.

Никаких реагентов не требуется.

Небольшие потери воды.

Возможность утилизации тяжелых металлов.

Мембраны со временем загрязняются и хуже пропускают воду.

Дорогие установки.

Необходимость предварительной очистки воды от масел, органических веществ, растворителей, ПАВ.

Электрохимическая очистка Создает в воде электрическое напряжение и запускает реакции переноса, соединения, осаждения примесей. Извлечение ценных примесей из сточных вод по относительно простой технологической схеме.

Нет необходимости в химикатах.

Большой расход электроэнергии и металла.

Загрязнение поверхности электродов и необходимость их очистки.

Чем характеризуются данные способы очистки сточных вод?

На стадии физико-химической очистки из сточных вод удаляются коллоидные и мелкодисперсные частицы. Это нерастворимые примеси размером 1-1000 нм.

Метод также эффективен для очистки сточных вод от:

  • некоторые щелочи;
  • кислоты;
  • ионы;
  • для разрушения трудноокисляемых и органических соединений.

Методы из физико-химической группы применяют самостоятельно или в сочетании с механическими, химическими и биологическими методами. Для осуществления физико-химической стадии очистки не требуется создания определенных условий, которых требуют биологические методы.

Установки для улучшения качества воды работают без перерыва при:

  • низкие температуры жидкости;
  • изменение рН;
  • непостоянство органических веществ;
  • гидравлические нагрузки.

Преимущества физико-химических методов:

  • Оперативный запуск очистных сооружений после строительства или приостановки эксплуатации.
  • Быстрая и стабильная очистка сточных вод, особенно по сравнению с биологической стадией.
  • Автоматизированный процесс – минимальное участие человека в управлении оборудованием.
  • Очистка от 80-99% загрязнений, не уловленных механической фильтрацией (процент зависит от конкретного метода).
  • Возможность переработки некоторых отходов — улавливание и возврат в рабочий цикл.

Недостатки физико-химических методов:

  • Высокоэффективные методы очистки (например, обратный осмос, абсорбция, ионный обмен) являются дорогостоящими.
  • При реализации дешевых методов (коагуляция, флокуляция) образуется много побочных продуктов и необходима дальнейшая очистка воды.
  • Электрофлотация, электрокоагуляция, электрофорез требуют больших затрат энергии.

Способы и методы

Физико-химическая очистка сточных вод включает различные электрохимические методы:

  • коагуляция;
  • флокуляция;
  • адсорбция;
  • извлекать;
  • обратный осмос и многие другие.

Для каждой категории сточных вод используется определенный метод очистки, наиболее эффективный для удаления конкретных примесей. Методы отличаются технологией, используемыми реагентами и требованиями к конечному результату – качеству очищенной воды.

Коагуляция

В основе коагуляции (от латинского «coagulatio» — коагуляция, сгущение) лежит процесс расширения твердых частиц коллоидного загрязнения и объединение их в момент удара в агрегаты. После склеивания размер частиц увеличивается — от 0,0001 до 10 мкм и более.

В качестве коагулянтов используются минералы:

  • соли железа;
  • алюминий;
  • магний;
  • мед;
  • цинк;
  • сульфат кальция.

В дополнение к замутнителям:

  • лайм;
  • разнообразная глина;
  • отходы производства, содержащие алюминий;
  • металлическая пыль;
  • пепел;
  • цемент;
  • хороший песок.

Коагуляция – лучший способ удаления мелких примесей и эмульгированных веществ. Реакция приводит к образованию соединений металлов. Хлопья быстро оседают под действием силы тяжести и затем легко удаляются после оседания при переработке.

Метод коагуляционной очистки применяется в химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной промышленности.

Эффективность очистки составляет до 95% и зависит от следующих факторов:

  • дозы коагулянта;
  • интенсивность перемешивания;
  • концентрации загрязняющих веществ;
  • температура.

Доза коагулянта определяется концентрацией и дисперсностью загрязняющих веществ. Как правило, доза увеличивается при увеличении этих показателей.

При недостаточной порции реагента не достигается требуемая степень очистки, а при избытке происходит перерасход дорогостоящего вещества, и процесс коагуляции может даже ухудшиться.

Существует несколько способов смешивания водного раствора и коагулянта:

  • механический;
  • пневматический;
  • комбинированный.

В процессе коагуляции одновременно будут удаляться растворимые примеси, адсорбированные на поверхности растущих кристаллов. Особенность соосаждения эффективно используется для доочистки сточных вод — как от неорганических веществ, так и от органического материала.

Коагуляция требует большого расхода коагулянтов, приводит к минерализации воды, образованию значительного количества хлопьев.

Поэтому его часто используют в сочетании с другими технологиями очистки. Например, эффект от введения коагулянтов усиливается при добавлении различных флокулянтов.

Флокуляция

Флокуляция основана на агрегации взвешенных частиц. Процесс начинается с введения в стоки флокулянтов — высокомолекулярных соединений.

Агрегация происходит как при прямом контакте с частицами (например, при коагуляции), так и при взаимодействии молекул адсорбированного на частицах флокулянта.

Флокулянты часто используются для «мобилизации» коагулянтов — для увеличения количества осаждаемой флокуляции.

Вещества имеют большую молекулярную массу, поэтому способны создавать мостики между микрохлопьями и превращать их в более плотные и быстрее оседающие макрохлопья. Сочетание коагуляции с флокуляцией снижает затраты на коагулянты до минимума.

Помимо повышения эффективности очистки (при уменьшении расхода реагентов и периода отстаивания), в результате флокуляции увеличивается:

  • производительность без дополнительных затрат;
  • эффективность системы фильтров;
  • срок службы фильтра.

Флокулянты делятся на 3 группы:

  1. Неорганические соединения. Например, активная кремниевая кислота.
  2. Природные полимеры. К этой категории относятся гуаровая камедь, крахмал, производные целлюлозы, альгинат натрия. Их преимущество – практически абсолютная безвредность. Отсутствие природных реагентов — скромные флокулирующие свойства.
  3. Синтетические полимеры трех типов:
  • неионогенный;
  • анионный;
  • катионный.

Это наиболее распространенные флокулянты с высокой скоростью флокуляции. Вещества эффективно очищают воду от примесей даже при введении в малых дозах и без присутствия коагулянтов.

Для ускорения распределения флокулянтов в жидкости применяют разбавленные растворы и интенсивное перемешивание мешалками. В то же время расход флокулянта снижается прибл. 30 %.

Флотация

Флотация основана на молекулярном прилипании частиц загрязнения к пузырькам воздуха, которые выносят их на поверхность.

Затем пена легко удаляется пеноуловителями.

Эффективность флотационного извлечения веществ и их концентрация в слое пены зависят от силы сцепления частиц с пузырьком воздуха.

На прочность сцепления влияет смачиваемость поверхности частиц. Несмачиваемые называют гидрофобными, смачиваемые – гидрофильными.

Воздух гидрофобен, поэтому к пузырькам прилипают только гидрофобные вещества:

  • масла;
  • толстый;
  • нефтепродукты;
  • ПАВ;
  • некоторые твердые частицы.

В зависимости от технологии образования пузырей при насыщении сточных вод воздухом различают несколько видов флотации. Помимо способов подачи воздуха и жидкости во флотационные установки, способы различаются еще и объемами получаемых пузырьков.

К преимуществам любого типа флотации относятся:

  • непрерывность очистки;
  • широкий спектр применения;
  • низкие капитальные и эксплуатационные затраты;
  • простое оборудование;
  • высокая скорость процесса (некоторые взвеси удаляются быстрее, чем при осаждении);
  • образование шлама с низкой влажностью (90-95 %);
  • качество очистки;
  • возможность повторного использования удаленных примесей.

Среди недостатков метода — необходимость подбора очистителя и дополнительного введения реагентов для повышения гидрофобности загрязнений.

Механическая

Принцип механического распределения воздуха – пневматический или импеллерный.

Пневматическая обработка подходит для использования в агрессивных средах.

Воздух поступает через сопла флотационной камеры (обычно расположенные внизу). На образование пузырьков влияет скорость аэрации.

Обработка импеллера осуществляется с помощью импеллеров — импеллеров. Чем выше скорость, тем меньше пузырьки. Преимуществом метода является возможность его использования в сточных водах с высокой концентрацией взвешенных веществ.

Струйная

Пузырьки в СВ образуются в результате падающей с высоты струи, которая всасывает воздух и нагнетает его в стоки.

Газ проникает на глубину до 1 м, создает высокую турбулентность, после чего распадается на микропузырьки. Они всплывают, захватывают загрязняющие вещества и выносят их на поверхность в виде слоя пены.

Вакуумная, напорная, эрлифтная

Это методы флотации с пузырьками, образующимися из пересыщенных растворов воздуха в воде.

Вакуумная флотация основана на снижении давления в камере до значений ниже атмосферного. При этом высвобождается растворенный в воде воздух. Пузырьки воздуха образуются в спокойной среде, поэтому остаются целыми, пока не достигнут поверхности.

Но создание вакуума в большом закрытом резервуаре является серьезным недостатком метода. Технические трудности возникают из-за необходимости абсолютной герметизации системы и усиления конструкции установки.

Напор является наиболее эффективным методом удаления из сточных вод мелкодисперсных и малоконцентрированных коллоидных взвесей.

Дренаж насыщается воздухом под давлением до 7 МПа в емкости насыщения. После выхода воды давление резко падает до атмосферного, в результате чего происходит интенсивное выделение пузырьков воздуха.

Если флотацию проводят без добавления реагентов, ее относят к физическим методам. Использование химикатов повышает качество очистки, но способствует образованию большого количества шлама, требующего утилизации.

При эрлифтной обработке источником аэрации является эрлифт, который подает воздух и перемешивает водный раствор. Образовавшуюся пену с примесями удаляют скребком или самотеком. Затем осветленную воду направляют на дальнейшую очистку.

Отсутствует контакт частей растения со сточной жидкостью, поэтому технология подходит для агрессивных и токсичных сред, может применяться в химической промышленности.

Эрлифтные установки имеют простое устройство, а эксплуатационные расходы в 2-4 раза ниже, чем у напорных. Но флоат-камеры устанавливаются на большой высоте, и это серьезный недостаток метода.

Химическая

Метод основан на реакциях с выделением газов (кислорода, хлора, углекислого газа), пузырьки которых прикрепляются к загрязняющим частицам и уводят их в слой пены. Пена с примесями удаляется с поверхности сточной жидкости в шламоприемник.

Недостатком технологии является большой расход реагентов, загрязнение воды посторонними примесями.

Биологическая

Принцип заключается в уплотнении осадков из первичных отстойников при очистке хозяйственно-бытовых сточных вод. Осадки нагревают до 35–55°С и выдерживают при этой температуре несколько дней.

От воздействия микроорганизмов на обрабатываемый ил выделяются пузырьки газа, которые транспортируют частицы ила к пенному слою, где они сжимаются и обезвоживаются.

Это снижает затраты на дальнейшую переработку – механическое обезвоживание, ферментацию, термическую сушку, сжигание.

Флотация с подачей воздуха через пористые материалы

Пузырьки воздуха формируются с помощью мелкопористых установок — керамических пластин, трубок, насадок, колпачков с отверстиями 5-20 мкм, размещаемых на дне флотационной камеры.

На размер пузырька влияет скорость, с которой воздух выходит из отверстия. Для получения микропузырьков требуется низкая скорость.

Среди преимуществ метода простота конструкции, низкие энергозатраты. Недостатки – частое забивание и зарастание отверстий пористым наполнителем, сложность выбора расходника с одинаковыми отверстиями.

Электрофлотация

Загрязненная сточная жидкость представляет собой многокомпонентный раствор электролита.

Принцип электрофлотации использует это качество.

Электролиз заключается в пропускании постоянного электрического тока через водный раствор. В результате слив становится насыщенным пузырьками газа.

Электролизные газы повышают интенсивность флотации, эффективно удаляют стойкие эмульсии и взвеси, образованные нерастворимыми нефтепродуктами, смазочными маслами, малорастворимыми соединениями тяжелых и цветных металлов.

Кроме того, многие примеси высвобождаются электрическим полем, когда заряженные частицы движутся к противоположно заряженным электродам.

Эффективность повышается при использовании растворимых на аноде электродов — алюминиевых или железных пластин, стружки. Катионы металлов образуют гидроксиды в виде крупных чешуек, которые адсорбируют частицы примесей.

Качество лечения зависит от:

  • плотность тока на электродах;
  • время обработки;
  • характеристики материала анода и катода;
  • температура и толщина слоя очищаемой жидкости;
  • рН;
  • концентрация соли.

К серьезным недостаткам метода можно отнести:

  • низкая производительность;
  • высокая стоимость электродов;
  • их износ;
  • взрывчатость.

Безнапорная флотация

Технология используется для очистки воды от жира и шерсти. Центробежное насосное оборудование создает завихрения, поступающий воздух разбивается на отдельные пузырьки, которые быстро поднимаются на поверхность. Метод не подходит для удаления мелких частиц.

Ионный обмен

Это процесс взаимодействия раствора с твердой фазой, обладающей способностью обмениваться своими ионами с другими, присутствующими в растворе.

Способ эффективен для выделения из сточных вод ценных примесей тяжелых металлов:

  • цинк;
  • медь;
  • хром;
  • никель;
  • вести;
  • меркурий;
  • кадмий;
  • ванадий;
  • марганец;
  • соединения мышьяка, фосфора, цианистые соединения и радиоактивные вещества.

В сточные жидкости вводят поверхностно-активные вещества (сборщики), которые придают жидким металлам водоотталкивающие свойства и связывают их пузырьками, которые уносят загрязнения в слой пены.

Пену удаляют из флотационной камеры, затем удаляют концентрированные ионы металлических примесей. При этом достигается высокая эффективность очистки и получаются металлы в виде относительно чистых и концентрированных солей.

Адсорбция

Удаленные примеси концентрируются на поверхности или в порах твердого тела.

В качестве адсорбентов используются природные и искусственные пористые материалы:

  • газон;
  • активные глины;
  • доломиты;
  • ирлиты;
  • активированный уголь;
  • пепел;
  • шлак;
  • опилки;
  • частицы кокса;
  • гели из квасцов;
  • силикагели.

Это твердые адсорбенты с развитой внутренней поверхностью (объемом пор). Они способны поглощать определенные вещества — на этом основан метод адсорбции.

С помощью адсорбционного метода можно качественно очищать сточные воды от нескольких видов загрязнителей, в зависимости от типа адсорбента и свойств загрязняющих веществ эффективность составляет 95 %.

Адсорбционный метод применяют для глубокой очистки сточных вод от растворенных органических веществ после биохимической очистки, а также в локальных установках, если концентрация органических веществ мала, она высокотоксична или не разлагается биологически.

Преимущества метода:

  • рентабельность;
  • высокая эффективность при малом загрязнении;
  • возможность очистки сточных вод, содержащих несколько видов примесей, а также повторного использования этих веществ;
  • отсутствие загрязнения очищаемой воды посторонними веществами.

К недостаткам можно отнести невозможность применения, если стоки загрязнены только органикой.

Концентрирование

Концентрация позволяет нейтрализовать сточные жидкости – выделить минеральные соли и получить условно чистую воду, которую можно использовать в системе оборотного водоснабжения.

Проводится в выпарных, замораживающих и кристаллогидратных установках непрерывного и периодического действия в 2 этапа:

  • этап концентрирования;
  • этапы восстановления твердых веществ.

Наиболее распространены вакуумные испарители — автономные установки для мягкой дистилляции, которые позволяют получить большое количество очищенной воды.

Экстракция

Метод основан на растворении примесей органическими растворителями — экстрагентами.

Они используют органические растворители, которые не смешиваются с водой:

  • бензол;
  • минеральные масла;
  • четыреххлористый углерод.

Загрязняющие вещества распределяются в смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей. В результате очистки из сточных вод извлекаются ценные вещества – фенолы, жирные кислоты.

Экстракционная технология экономически целесообразна при высокой концентрации органических загрязнителей или высоких затратах на извлекаемые примеси.

Процесс проходит в 3 этапа:

  1. Интенсивное перемешивание СВ с экстрагентом. В результате образуются две жидкие фазы – экстракт (удаляемое вещество и экстрагент) и рафинат (сточная вода и экстрагент).
  2. Разделение экстракта и рафината.
  3. Экстракционная регенерация из экстракта и рафината.

Для получения максимального эффекта экстракцию проводят несколько раз.

Способ позволяет удалить нелетучие фенолы, эффективность достигает 98%. К недостаткам можно отнести необходимость установки громоздкого оборудования, дороговизну экстрагента.

Дистилляция

Технология воспроизводит круговорот воды в природе – вода испаряется и освобождается от примесей (растворенных и нерастворенных).

В перегонных кубах для ускорения испарения воду нагревают до температуры кипения, что приводит к интенсивному испарению.

Растворенные химические вещества достигают предела растворимости и выпадают в осадок.

Механические примеси, в том числе микроорганизмы, а также коллоиды и взвешенные вещества слишком тяжелы для того, чтобы уноситься паром – с ним поднимаются только летучие органические соединения.

Поэтому перегонные кубы часто оснащаются фильтром доочистки, наполненным активированным углем (из скорлупы кокосовых орехов).

Метод обратного осмоса

Принцип заключается в фильтрации ВВ под давлением через полупроницаемые мембраны, пропускающие растворитель и не пропускающие (полностью или частично) молекулы или ионы растворенных загрязняющих веществ.

В процессе обратного осмоса вода и растворенные примеси разделяются на молекулярном уровне.

Диализ

Диализная очистка основана на освобождении растворов высокомолекулярных веществ от растворенных в них низкомолекулярных примесей с помощью мембраны. Элементарный диализатор из коллодия (полупроницаемый материал) выглядит как «мешок», в котором находится очищаемая жидкость.

Процесс можно ускорить, увеличив площадь мембраны и температуру, непрерывно меняя растворитель. Процедура очистки основана на процессах осмоса и диффузии, что объясняет, как ее можно ускорить.

Электродиализ – это процесс изменения концентрации электролита в растворе под действием электрического тока. Способ особенно эффективен при назначении солей.

Электрохимическая активация воды (ЭХА)

Суть метода обмена электронами между раствором и электродом заключается в том, что водные растворы, содержащие минеральные соли, в результате униполярного электрохимического воздействия переходят в метастабильное состояние.

При катодной обработке вода вступает в щелочную реакцию, снижается концентрация кислорода, хлора и азота, увеличивается содержание водорода.

В результате анодной обработки увеличивается рН, снижается концентрация молекул хлора и кислорода, снижается содержание водорода и азота. Кроме того, происходит трансформация структуры воды.

Технология обеззараживания воды ЭКА имеет множество преимуществ:

  1. Дезинфицирующие растворы можно получить непосредственно на водоочистных сооружениях.
  2. Содержание ионов не увеличивается, жидкость не загрязняется реагентами.
  3. При этом обеззараживание проводят традиционными соединениями хлора, озоном и другими окислителями.

Кроме того, электрохимически активированные растворы более эффективны, чем стандартные вещества, используемые для дезинфекции.

Электрохимическая активация как самостоятельная технология практически не используется.

Ее задачи:

  • сокращение до абсолютного минимума химических веществ;
  • снижение загрязнения жидкими отходами;
  • повысить качество конечной продукции;
  • сокращение времени обработки;
  • повысить качество очистки и упростить процессы.

Оцените статью
Блог по переработке отходов
Adblock
detector