5 Вибір і обгрунтування технологічної схеми очистки води екстракційним методом.

Суть методу заключається в тому, що вода змішується з другою речовиною, яку називають екстрагентом і в якому видаляєма речовинва розчиняється краще, ніж в воді.

Екстракційні методи використовуються для видалення з води органічних сполук 3 групи з концентрацією забруднювача 2000-3000мг/л, а також для деяких йонів металів 4 групи.

На ефективність екстракції впливає:

-гідродинамічний режим (швидкість перемішування мінімальна, но екстрагент повиненрозподілятись по всьому обєму води). Якщо густина води більша від густини екстрагенту. товолда подається зверху).;

- температура повинна бути такою, щоб розчинність видаляємої речовини в екстрагентібула максимальною;

- обмежується вміст солей, щоб не було висолюючого ефекту.

При наявності в воді декількох видів домішок, якщо не потрібне окреме їх вилучення, можна підібрати один екстрагент, який мав би близькі коефіцієнти екстракції. В процесах екстракції використовуються багатоступінчаті, противоточніабо перехресно точні екстракції.

6 Вимоги, які ставлятьсяі до екстрагентів в процесах водопідготовки.

Є такі основні вимоги:

- розчиняти рідину, яка виділяється краще, ніж воду. Володіти високим коефіцієнтом розподілу або екстракції. Чим вища розчиняєча здатність екстрагента по відношенню до видаляємої речовини, тим менша витрата екстрагента на очистку води;

- Екстрагент повинен володіти високою селективністю по відношенню до видаляємої речовини. Чим більше залишиться речовин, які повинні залишитись, тим більша степінь екстракції;

- Мати низьку розчинність в воді і не утворювати стійких емульсій, які затруднюють стадію розділення рафінату і екстрагенту, що збільшує тривалість процесу і збільшує втрату екстрагента. Розчинник повинен мати густину, яка відрізнялась від густини води, що дозволить більш швидше і ефективніше провести процес розділення фаз;

- Повинен мати високий коефіцієнт дифузії, що сприяє збільшенню екстракції;

- Екстрагент повинен регенеруватись простим і дешевим способом;

- Мати температуру кипіння, яка значно відрізняється від температури кипіння видаляємої речовини для більш повного розділення;

- Мати невисоку питому теплоту випаровування і невисоку теплоємність;

- Не повинен взаємодіяти з видаляємою речовиною. Так як це буде затруднювати регенераціюі збільшувати його втрати;

- По можливості не повинен бути токсичним, вибухо-вогненебезпечним і не визивати корозію;

- Мати невисоку вартість.

7 Вибір і обгрунтування методу очистки за допомогою адсорбції

Адсорбцією називають концентрування речовин на межі розділу фаз або в об’ємі пор твердого тіла. В процесі адсорбції приймають участь мінімум два агенти – тіло на поверхні або в об’ємі пор якого проходить процес концентрування поглинаємої речовини (тіло називається адсорбентом), та речовина, що видаляється, яка може знаходитися газовій або рідинній в об’ємній фазі. Якщо речовина знаходиться в неадсорбованному вигляді, її називають адсорбтив, якщо речовина зконцентрована на поверхні твердого тіла, її називають адсорбат.

Сутність методу адсорбції полягає в наступному: при контакті рідини з твердим тілом молекули рідини можуть переходити на поверхню твердого тіла та утримуватися на ньому.

Метод адсорбції зазвичай застосовується для видалення з води домішок 3-ї групи класифікації Л.А.Кульського. Тут присутні концентраційні обмеження за забруднюючими речовинами 2000-3000мг/дм³.

Основні процеси, де застосовується метод адсорбції:

1. Вуглювання природних вод з метою видалення кольорових сполук, які обумовлюють кольоровість, запахи, смаки води.

2. Дезодорація та дехлорування в процесах підготовки питної води.

3. Для видалення цінних органічних комнпонентів.

4. Рекомендується для доочистки біологічно очищенних стічних вод та для доочистки після екстракції.

Адсорбція – самовільний процес. За типом сил, що обумовлюють адсорбцію, всі сорбційні явища розбиваються на дві групи: фізичну адсорбцію та хімічну адсорбцію (хемосорбцію). Їх розрізняють за теплотою адсорбції:

- фізична адсорбція ~ 80-100 кДж/моль;

- хімічна адсорбція ~ декілька сотень кДж/моль.

Для хемосорбції характерна скачкоподібна зміна поглинаючої властивості за видаляємою речовиною.

Адсорбція з розчинів завжди носить характер витіснення. Для того, щоб органічна речовина сорбувалася з розчину, їй необхідно витіснити з поверхні сорбента воду. Чим менше сили взаємодії поверхні сорбента з молекулами води, тим легше адсорбату витіснити воду. Енергія взаємодії з гідрофобними та гідрофільними сорбентами різна.

У водопідготовці використовують як гідрофобний сорбент, так і гідрофільний. До гідрофобних відносяться марки активованного вугілля. До гідрофільних відносяться природні алюмосилікати – силікагелі, цеоліти.