Очистка от металлов и их солей

Для очистки от металлов и их солей применяют:

        реагентные;         ионообменные;         сорбционные;         электрохимические методы (гиперфильтрация, электрокоагуляция, электролиз, электродиализ);         биохимическую очистку.

Широко распространены реагентные методы очистки:

        окисление или восстановление растворенных примесей с образованием нетоксичных продуктов;

        перевод растворимых примесей в нерастворимые с последующим разделением твердой и жидкой фазы и нейтрализация содержащихся в стоках свободных кислот и щелочей. При этом сточные воды обрабатывают хлорной известью, NaCl, KCl и др.

Данный методы очистки используются только для высокотоксичных примесей, поскольку они дорогие и требует большого расхода реагентов. 

К химическим (реагентным) методам относятся:

        коагуляция – процесс укрупнения частиц загрязняющих веществ и объединения их в агрегаты ( в качестве коагулянтов выступают соли железа, алюминия, глина, зола);

        флокуляция – добавление для агрегации веществ высокомолекулярных соединений. В результате образуются хлопья гидроксида алюминия и железа, в результате увеличивается скорость осаждения;

        нейтрализация – смешение кислых и щелочных стоков и добавление реагентов.

В качестве окислителей обычно используются ClO₃, H₂O₂, MnO₂, Km_nO₄.

Чаще всего используется ClО₃ – удаляет яды, обесцвечивает и обеззараживает воды, устраняет запахи и привкусы, патогенные микробы погибают в несколько тысяч раз быстрее, чем при Cl.

Метод адсорбции.

Эффективность этого метода: 80–95%.

Очищаемую воду пропускают через фильтр с сорбентом, после насыщения которого загрязняющими веществами отделяют сорбент от очищаемой воды отстаиванием.

Адсорбенты – торф, опилки, зола, шлаки и др.; самый эффективный и дорогой – активированный уголь.

Ионообменная очистка.

Для ионообменной очистки сточных вод использую синтетические ионообменные смолы.

Эти методы обеспечивают высокую эффективность очистки и позволяют получать выделенные из сточной воды металлы в виде относительно чистых и концентрированных солей.

Биохимические методы могут быть искусственными (биологические фильтры и аэротенки) и естественными (поля фильтрации, биологические пруды).

Поля фильтрации: при фильтровании сточной воды через слой почвы в ней адсорбируются взвешенные и коллоидные вещества, которые со временем образуют в порах почвы микробиологическую пленку. Эта пленка адсорбирует и окисляет задержанные органические вещества, превращая их в минеральные соединения.

Биофильтр – резервуар с двойным дном, наполненный крупнозернистым фильтрующим материалом.

Рис. 3.6. Схема биофильтра

В процессе фильтрования на загрузочном материале образуется биологическая пленка, микроорганизмы которой минерализуют органические вещества сточных вод. Интенсивность очистки в пленке существенно увеличивается при подаче сжатого воздуха в направлении противоположном фильтрованию.

Аэротенки аналогичны отстойникам, в которые помещают активный ил. Аэротенки служат для очистки от органических загрязнителей путем окисления их микроорганизмами, находящимися в слое активного ила. Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов в аэротенке необходимо поддерживать определенную концентрацию растворенного кислорода.

Таким образом:

        для удаления грубодисперсных частиц – отстаивание, флотация, фильтрация, центрифугирование;

        для удаления мелкодисперсных и коллоидных частиц – коагуляция, флокуляция, электрические методы осаждения;

        для удаления неорганических соединений – дистилляция, ионообмен, реагентное осаждение, электрические методы осаждения;

        для органических соединений – экстракция, абсорбция, флотация, ионообмен, реагентные методы, биологическое окисление, озонирование, хлорирование, электрохимическое окисление;

        для газов – отдувка, нагрев, реагентные методы;

        для вредных веществ – термическое разложение.

Схема промышленной очистки

На предприятиях очистка сточных вод происходит в две стадии

        Сточные воды очищаются в локальных очистных сооружениях от примесей, наиболее характерных для данного технологического процесса,

        Осуществляется доочистка общего стока предприятия.

Степень очистки сточных вод предприятий определяется назначением очищенных стоков.

Все загрязнения классифицируются на пять групп:

        Механические примеси, в том числе и гидроксиды металлов,

        Нефтепродукты и эмульсии,

        Летучие нефтепродукты

        Моющие растворы и эмульсии,

        Растворенные токсичные соединения органического и минерального происхождения.

Рис. 3.7 Типовая схема очистных сооружений

 

1 – сточные воды с преобладанием механических примесей,

2 – сточные воды с преобладанием нефтепродуктов и эмульсий,

3 – сточные воды с преобладанием летучих нефтепродуктов,

4 – сточные воды с преобладанием моющих растворов и эмульсий,

5 – сточные воды с преобладанием растворенных токсичных соединений.

6–10 – локальные очистные сооружения,

11 – усреднитель (для разбавления),

12 – общезаводские очистные сооружения,

13 – участок для обработки осадков сточных вод,

14 – дополнительные очистные сооружения.