3.Физико-химические методы очистки

Экстракция — процесс перераспределения примесей сточных вод в смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей (сточной воды и экстрагента) в соответствии с коэффициентом экстракции. На машиностроительных предприятиях экстракцию применяют для очистки cточных вод от фенола. При использовании в качестве экстрагента бензола или бутилацетата коэффициент экстракции составляет соответственно 2,4 и 8 ... 12. Для интенсификации процесса экстракции перемешивание смеси сточных вод с экстрагентом осуществляют в экстракционных колоннах, заполненных насадками типа колец Рашига.

Сорбция наряду с использованием в процессах очистки газа широко применяется для очистки сточных вод от раствори­мых примесей. В качестве сорбентов используют практически любые мелкодисперсные вещества (зола, торф, опилки, шлаки, глина, наиболее эффективным сорбентом является активированный уголь).

Электрокоагуляция применяется для очистки сточных гальванических и травильных отделений от хрома и других тяжёлых металлов, а также от цианов.

Ионообменные методы очистки сточных вод находят применение практически в любых отраслях промышленности для очистки от многих примесей, в том числе и шестивалентного хрома. Эти методы позволяют обеспечить высокую эффективность очистки, а также получать выделенные из сточной воды металлы в виде относительно чистых и концентрированных солей.Для ионообменной очистки сточных вод используют синтетические ионообменные смолы.

Озонирование—процесс обработки сточной воды озоном применяется для очистки от тяжелых металлов, цианидов, сульфидов и других растворимых примесей. При подаче озона в сточную воду цианид-ионы окисляются в соответствии с уравнением:

CN ^- + O₃ = CNO^- + O₂

По мере окисления цианид-ионов в сточной воде появляются цинит-ионы CNO^-, около 30% общего количества которых окисляется в соответствии с уравнением:

2CNO- + ЗО₃ + Н₂О = 2NCO₃ + ЗО₂ + 2Н ⁺

При этом реакция окисления CNO^- начинается в тот, когда концентрация цианид-иона в сточной воде уменьшается до 0,003 ... 0,004 кг/м³.

Флотация

Флотацию применяют для удаления из сточных вод нераствори­мых диспергированных примесей, которые самопроизвольно плохо отстаиваются. В некоторых случаях флотацию используют и для удаления растворенных веществ, например, ПАВ. Такой процесс называют «пенной сепарацией» или «пенным концентрированием». Флотацию применяют для очистки сточных вод многих произ­водств: нефтеперерабатывающих, искусственного волокна, целлю­лозно-бумажных, кожевенных, машиностроительных, пищевых, хи­мических. Она используется также для выделения активного ила после биохимической очистки. Достоинствами флотации являются непрерывность процесса, широкий диапазон применения, небольшие капитальные и эксплуа­тационные затраты, простая аппаратура, селективность выделения примесей, по сравнению с отстаиванием большая скорость процес­са, а также возможность получения шлама более низкой влажно­сти (90-95%).

Дистилляция является одним из наиболее распространенных методов разделения жидких однородных смесей, состоящих из двух или большего числа летучих компонентов.

В широком смысле перегонка представляет собой процесс, включа­ющий частичное испарение разделяемой смеси и последующую конден­сацию образующихся паров, осуществляемые однократно или много­кратно. В результате конденсации получают жидкость, состав которой отличается от состава исходной смеси.

Если бы исходная смесь состояла из летучего или нелетучего компо­нентой, то ее можно было бы разделить на компоненты путем выпаривания. Посредством же дистилляции разделяют смеси, все компоненты которых летучи, т. е. обладают определенным, хотя и разным давлением пара. Разделение основано на различной летучести компонентов смеси при одной и той же температуре, поэтому все компоненты смеси переходят в парообразное состояние в количествах, пропорциональных их фугитивности (летучести). В простейшем случае исходная смесь является бинарной, т. е, состоит только из двух компонентов. Получаемый при ее перегонке пар содержит относительно большее количество легколетучего, или низкокипящего, компонента (НК), чем исходная смесь. Следова­тельно, в процессе перегонки жидкая фаза обедняется, а паровая фаза обогащается НК. Неиспарившаяся жидкость, естественно, имеет состав, более богатый труднолетучим, или высококипящим, компонентом (ВК).