Физико химические методы

Адсорбция широко применяют для глубокой очистки сточных вод от растворенных органических веществ после биологической очистки, а также в начале, когда концентрация этих веществ невелика или являются сильно токсичными. Достоинства: высокая возможность очистки сточных вод, содержащих несколько веществ и регенерацию адсорбированных примесей.

Ионообменная очистка для извлечения из сточных вод металлов, соединений мышьяка, фосфора, цианистых соединений, радиоактивных и многих других соединений. Иониты бывают органическими и неорганическими(цеолиты, глинистые материалы, полевые шпаты, гуминовые кислоты почв и углей).

Ионообменная очистка сточных вод заключается в пропускании их через ионообменные смолы, которые подразделяются на катионитовые, имеющие подвижные и способные к обмену катионы, и анионитовые, имеющие подвижные и способные к обмену анионы.

Жидкостная экстракция для очистки от масла, фенолов, органических кислот, ионов металлов. В качестве экстрагента – жидкость, в которой загрязняющее вещество растворяется лучше, чем вода, а сам экстрагент не смешивается с водой.

Обратный осмос и ультрафильтрация для очистки от неорганических, органических и бактериальных загрязнений. Это фильтрование через полупроницаемые мембраны под давлением, превышающем осмотическое. Мембраны частично или полностью задерживают молекулы или ионы растворенного вещества.

Достоинства: возможность утилизации целых продуктов. Недостаток: высокая стоимость мембран.

Коагуляция – физико-химический процесс укрупнения мельчайших коллоидных и диспергированных частиц под действием молекулярного притяжения. В результате коагулирования устраняется мутность воды. Коагуляция осуществляется посредством перемешивания воды с коагулянтами в камерах, откуда вода направляется в отстойники, где хлопья отделяются отстаиванием. Процесс электрофлотации протекает в электрофлотаторах, а электрокоагуляции – в электрокоагуляторах. Необходимые для коагулирования ионы алюминия или железа иногда получают электрохимическим путем.

Электролиз – разрушение органических веществ в сточных водах и извлечение металлов, кислот и других неорганических веществ при протекании электрического тока (на свинцовых и медных предприятиях лако-красочной промышленности).

Дезодорация применяется для удаления из сточных вод неприятнопахнущих веществ: меркаптанов, аминов, аммиака, сероводорода и др. Проводится различными методами: хлорирование, ректификация, дистилляция, обработка дымовыми газами, озонирование, адсорбция и т.д.

Деструктивные методы для удаления растворенных органических соединений (огневое обезвреживание, жидкофазное окисление, термокаталитическое окисление в паровой фазе, озонирование) применяют если невозможно или экономически нецелесообразно извлечение примесей из сточных вод. Регенерационные методы (перегонка, экстракция, адсорбция, ректификация, ионный обмен, обратный осмос и ультрафильтрация, флотация и др.) позволяют не только обезвреживать сточные воды, но и извлекать из них ценные примеси.

Реагентный (химический) метод заключается в обработке сточных вод химическими веществами – реагентами, которые, вступая в химическую реакцию с растворенными токсичными примесями, образуют нетоксичные или нерастворимые соединения. Затем они могут быть удалены одним из выше описанных методов удаления взвеси и осветления воды. Реагентный метод находит применение для очистки сточных вод от солей, металла, цианидов, хрома, фторидов и т.д. Разновидностью реагентного метода является процесс нейтрализации сточных вод. Нейтрализация кислых сточных вод осуществляется добавлением растворимых в воде щелочных реагентов, нейтрализации щелочных стоков – добавлением минеральных кислот. Реагентная очистка осуществляется в ёмкостях, снабженных устройствами для перемешивания.

Химический способ устраняет нерастворимые примеси до 95%, а растворимые до 25%

Термические методы:

А) жидкоплазменное окисление

Достоинства: малоэнергозатратный способ в сравнении с другими термическими методами.

Недостатки: неполное окисление некоторых веществ, образование накипи на нагревательных элементах; высокая коррозионность; более дорогой способ.

Б) парофазное каталитическое окисление – для перевода органических соединений сточных вод в пар с последующим окислением кислородом.

В) окислительный пиролиз используется для неудобных в сжигании вязких, пастообразных влажных пластмасс, шламов.

Биологическая очистка сточных вод основана на способности микроорганизмов использовать растворимые и коллоидные органические соединения в качестве источника питания в процессе своей жизнедеятельности.

Используют два метода биологической очистки аэробный и анаэробный. Биохимическую очистку ведут в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды) или в специальных сооружениях: биофильтрах, аэротенках, аэрофильтрах, метантенках

Схема биологического фильтра:

1- подача сточных вод; 2- водораспределительное устройство; 3- фильтрующая загрузка; 4- дренажное устройство;

5- очищенная сточная вода;6- вентиляционное устройство

Аэротенки- специальные сооружения, где происходит аэробное окисление с подачей воздуха,

время контакта – 14-18 часов.

Достоинства: условия, приближенные к естественным; образуются безвредные продукты.

Недостатки: высокие капитальные затраты; малая скорость окислительных процессов, высокая чувствительность к изменению температуры и концентрации примесей, токсичность многих соединений по отношению к микроорганизмам.

Фенол, формальдегид, эфиры и кетоны вызывают денатурацию белка протоплазмы.

Особо токсичны соли тяжелых металлов Hg, Sb, Pb, Cr, Cd, Co, Ni, Zn, Cu, Fe