Физико-химические методы очистки.

Флотация применяется для удаления из сточных вод нерастворимых

диспергированных примесей, которые плохо отстаиваются. Для этого в

воду подают воздух под давлением через перфорированные трубы с

мелкими отверстиями. При движении через слой жидкости, пузырьки

воздуха сливаются с частичками загрязнений и поднимают их на поверхность воды, где они собираются в виде пены. Эффект очистки зависит от величины пузырьков воздуха, которые должны иметь размер 10-15 мкм. Степень очистки составляет 95-98%. Для увеличения степени очистки в воду можно добавить коагулянты. Иногда во флотаторе одновременно проводится и окисление, тогда воду насыщают воздухом, обогащенным кислородом или озоном. В других случаях для устраненияокисления флотацию осуществляют инертными газами. Флотация бывает напорная и вакуумная.

Адсорбционная очистка (очистка на твердых сорбентах) применяется для глубокой очистки сточных вод при незначительной концентрации

загрязнителей, если они биологически не разлагаются или являются

сильными ядами (фенолы, гербициды, пестициды, ароматические и нитросоединения, СПАВы, красители и т.д.).

Адсорбция может быть реагентной, т.е. с извлечением вещества из

адсорбента и деструктивной, с уничтожением извлекаемого вещества

вместе с адсорбентом. Эффективность очистки, в зависимости от применяемого адсорбента, 80-95%. В качестве адсорбентов используют активированный уголь, золу, шлаки, синтетические сорбенты, глины, силикогели, алюмогели, гидраты окислов металлов. Наиболее универсальны

активированные угли с радиусом пор 0, 8-5 нм. Процесс адсорбции проводят либо при интенсивном перемешивании адсорбента и воды, с последующим отстаиванием, либо фильтрованием через слой адсорбента. Отработанный адсорбент регенерируют перегретым паром или нагретым инертным газом.

Ионообменная очистка применяется для извлечения из сточных вод

металлов (Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, Va, Mn и др.), а также соединений

мышьяка, фосфора, цианистых соединений и радиоактивных веществ.

Метод позволяет рекуперировать ценные вещества. Суть метода состоит

в том, что существуют природные и синтетические вещества (иониты),

нерастворимые в воде, которые при смешивании с водой обменивают

свои ионы на ионы, содержащиеся в воде. Иониты, способные поглощать из воды положительные ионы называют катионитами, а отрицательные – анионитами. Иониты, обменивающие и катионы и анионы, называются амфотерными. К неорганическим природным ионитам относятся цеолиты, глинистые минералы, полевые шпаты, различные слюды. К неорганическим синтетическим относятся силикагели, труднорастворимые оксиды и гидроксиды некоторых металлов (алюминия, хрома, циркония и др.).

Органические природные иониты – это гуминовые кислоты почв и

углей. К органическим искусственным ионитам относятся ионообмен-

ные смолы. Упрощенно формулу катионита можно записать RH, а анионита – ROH, где R – сложный радикал.

Реакция ионного обмена протекает следующим образом:

при контакте с катионитом

RH + NaCl = RNa + HCl,

при контакте с анионитом

RОH + NaCl = RCl + NaOH.

Процессы ионообменной очистки сточных вод проводят на установках периодического и непрерывного действия.

Экстракция применяется для очистки сточных вод, содержащих фенолы, масла, органические кислоты, ионы металлов и др. Экстракция

выгодна, если стоимость извлекаемых веществ компенсирует затраты на

ее проведение. При концентрации 3-4 г/л экстракция выгоднее адсорбции.

Экстракция проводится в 3 стадии:

1. интенсивное смешивание сточной воды с экстрагентом (органиче-

ским растворителем). При этом образуются две жидкие фазы; одна фаза

- экстракт, содержащий извлекаемые вещества и экстрагент, другая –

рафинат - сточную воду и экстрагент;

2. разделение экстракта и рафината;

3. регенерация экстрагента из экстракта и рафината.

Экстрагент из экстракта выделяется выпариванием, дистилляцией,

химическим взаимодействием и осаждением.

Ультрафильтрация – процессы фильтрования растворов через полупроницаемые мембраны под давлением, превышающим осмотическое.

Мембраны пропускают молекулы растворителя, задерживая растворенные вещества, размером < 0, 5 мкм.