2 Методы физико-химической очистки сточных вод, назначение, виды используемых аппаратов и сооружений.

К методам физико-химической очистки производственных сточных вод относятся:

- Реагентная очистка, заключающаяся в том, что в очищаемую воду вводят какое-либо вещество – реагент (коагулянт или флокулянт), которое, вступая в химическую реакцию с находящимися в сточной воде примесями, способствует более полному выделению нерастворенных примесей, коллоидов и части растворенных соединений; переводят растворимые соединения в нерастворимые или в растворимые, но безвредные.

- Сорбция - процесс поглощения вещества из окружающей среды твердым телом или жидкостью. Поглощающее тело называется сорбентом, а поглощаемое - сорбатом. Различают поглощение вещества всей массой жидкого сорбента (абсорбция) и поверхностным слоем твердого или жидкого сорбента (адсорбция).

Сорбционные методы эффективны для извлечения из сточных вод ценных растворенных веществ. В качестве сорбентов применяют различные искусственные и природные пористые материалы: золу, торф, активные глины, силикагели, алюмогели и др. Эффективными сорбентами являются угли различных марок. Активность сорбента характеризуется количеством поглощаемого вещества на единицу объема или массы сорбента (кг/м³ , кг/кг).

- Экстракция. При относительно высоком содержании в производственных сточных водах растворенных органических веществ, представляющих техническую ценность (например, фенолы, жирные кислоты, конц. 2г/л и более), эффективным методом очистки является экстракция органическими растворителями-экстрагентами. Экстракция может быть экономически выгодным процессом, если стоимость извлекаемых веществ компенсирует затраты на его проведение.

Очистка сточных вод экстракцией состоит из трех стадий.

Первая – интенсивное смешение сточной воды с экстрагентом (органическим растворителем). В условиях развитой поверхности контакта между жидкостями образуются две жидкие фазы: экстракт, содержащий извлекаемое вещество и экстрагент; рафинат – содержащий сточную воду и экстрагент.

Вторая стадия – разделение экстракта и рафината.

Третья стадия – регенерация экстрагента из экстракта и рафината.

- Ионный обмен - это процесс обмена между ионами, находящимися в растворе, и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы - ионита.

Метод применяют для глубокой очистки сточных вод от минеральных и органических ионизированных соединений и обессоливания с целью повторного использования сточных вод, он позволяет извлекать и утилизировать ценные примеси (хром, цинк, ртуть,свинец...).

В качестве ионитов используют неорганические природные и искусственные алюмосиликаты, гидроокиси и соли многовалентных металлов, а также полученные химической обработкой целлюлозы и лигнина. Однако ведущая роль принадлежит синтетическим органическим ионитам – ионообменным смолам.

Иониты по знаку заряда обменивающихся ионов делят на катиониты и аниониты, проявляющие соответственно кислотные и основные свойства.

- Озонирование. Сущность - перемешивание сточных вод с озоновоздушной смесью. По способу подачи газа используют контактные камеры трех типов: через пористые плиты и перфорированные трубы (наиболее распространенный, в них вода подается сверху, озон – снизу), эжекторами, механическими турбинами.

Недостатки: кратковременность действия, способствует коррозии металлических частей. Чаще применяется для обеззараживания воды.

- Флотация - это процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела двух фаз, обычно газа и воды.

Процесс очистки производственных сточных вод, содержащих поверхностно-активные вещества, нефть, нефтепродукты, масла волокнистые материалы, методом флотации заключается в адсорбировании примесей мелкими пузырьками воздуха, всплывании этих комплексов на поверхность бассейна и удалении образовавшегося пенного слоя с поверхности обрабатываемой воды. Различают следующие способы флотационной обработки сточных вод:

- с выделением воздуха из растворов. Этот способ применяется для очистки сточных вод, которые содержат очень мелкие частицы загрязнений. Сущность способа заключается в создании пресыщенного раствора воздуха в сточной жидкости. При уменьшении давления из раствора выделяются пузырьки воздуха, которые флотируют загрязнения. В зависимости от способа создания пресыщенного раствора воздуха в воде различают вакуумную, напорную и эрлифтную флотацию;

- с механическим диспергированием воздуха. Механическое диспергирование воздуха во флотационных машинах осуществляется турбинками насосного типа - импеллерами;

- с подачей воздуха через пористые материалы;

- электрофлотацию;

- химическую флотацию.

- Электродиализ - процесс сепарации ионов солей, осуществляемый в мембранном аппарате под действием постоянного электрического тока. Электродиализный метод применяется для опреснения высокоминерализованных сточных вод.

Электродиализатор разделен чередующимися катионитовыми и анионитовыми мембранами, образующими концентрирующие (рассольные) и обессоливающие (дилюатные) камеры. Под воздействием постоянного тока катионы, двигаясь к катоду, проникают через катионитовые мембраны, но задерживаются анионитовыми, а анионы, двигаясь к аноду, проходят через анионитовые мембраны, но задерживаются катионитовыми. В результате из одного ряда камер ионы обоих знаков выводятся в смежный ряд.

- хлорирование и др.

Физико-химические методы применяют чаще всего при очистке производственных сточных вод.