Методи фізико-хімічної очистки стічних вод

До фізико-хімічних методів очищення стічної рідини відносяться коагуляція, екстракція, сорбція, евапорація, кристалізація, флотація, іонний обмін, електроліз, електродіаліз і т.д. Фізико-хімічні методи найчастіше застосовують при очищенні виробничих стічних вод. При цьому залежно від місцевих умов той чи інший метод може бути остаточною або попередньою стадією (приміром, при видаленні отруйних сполук або яких-небудь інших речовин, що перешкоджають нормальній роботі наступних очисних споруд).

Коагуляція - це злипання частинок колоїдної системи при їх зіткненнях в процесі теплового руху, перемішування або спрямованого переміщення в зовнішньому силовому полі. У результаті коагуляції утворюються агрегати - більші (вторинні) частинки, що складаються зі скупчення дрібних (первинних). Первинні частинки в таких агрегатах з'єднані силами міжмолекулярної взаємодії безпосередньо або через прошарок навколишнього (дисперсійної) середовища. Коагуляція супроводжується прогресуючим укрупненням частинок і зменшенням їх загального числа в обсязі дисперсійного середовища (у нашому випадку - рідини). Злипання однорідних частинок називається гомокоагуляціей, а різнорідних - гетерокоагуляціей.

Кількість коагулянту (реагенту), необхідне для здійснення процесу коагуляції, залежить від виду коагулянту, витрат, складу, необхідного ступеня очищення стічних вод і визначається експериментально.

Утворені в результаті коагуляції опади є пластівці розміром від кількох мікрометрів до декількох міліметрів. Пухка просторова структура пластівців осаду обумовлює їх високу вологість - до 96 ... 99,9%. Щільність пластівців осаду становить зазвичай 1,01 ... 1,03 т / м3. Для знебарвлення висококонцентрованих і інтенсивно забарвлених вод витрати коагулянтів досягають 1 ... 4 кг / м3; обсяг осаду, що виходить в результаті коагуляції, досягає 10 ... 20% обсягу оброблюваної стічної води. Значний витрата коагулянтів, великий обсяг получающегося осаду, складність його обробки і подальшого складування, збільшення ступеня мінералізації оброблюваних стічних вод не дозволяють в більшості випадків рекомендувати коагуляцію як метод самостійної очищення. Коагуляційний метод очищення застосовують в основному при невеликих витратах стічних вод і при наявності дешевих коагулянтів.

Одним з видів коагуляції є флокуляція, при якій дрібні частки, які у зваженому стані, під впливом додаються зв'язуючих реагентів (флокулянтів) утворюють інтенсивно осідають пухкі пластівчасті скупчення.

Методи коагуляції і флокуляції широко поширені для очищення стічних вод підприємств хімічної, нафтохімічної, нафтопереробної, целюлозно-паперової, легкої, текстильної та інших галузей промисловості. Ефективність коагуляционной очищення залежить від багатьох факторів: виду колоїдних частинок; їх концентрації та ступеня дисперсності; наявності в стічних водах електролітів та інших домішок; величини електрокінетичного потенціалу. У стічних водах можуть міститися тверді (каолін, глина, волокна, цемент, кристали солей і ін.) І рідкі (нафта, нафтопродукти, смоли та ін.) Частинки.

Флотація - це процес молекулярного прилипання частинок флотируемого матеріалу до поверхні розділу двох фаз: газу (повітря) і рідини, обумовлений надлишком вільної енергії поверхневих прикордонних шарів, а також поверхневими явищами змочування. Всплиття відбувається за рахунок створення піни, огортає частинки домішок і видаляє з води разом з ними. Для створення піни воду насичують бульбашками дрібнодіспергіроване повітря. Частинки, що містяться в стічній воді (ПАР, нафта, нафтопродукти, масла, волокнисті матеріали та ін.), Прилипають до поверхні розділу вода - бульбашка повітря і спливають на поверхню води.

При екстракції стічну рідину, що містить технічно цінні органічні речовини (наприклад, феноли та жирні кислоти), змішують з розчинником - екстрагентом, в якому даний вид забруднення розчиняється більшою мірою. Даний метод економічно вигідний при значної концентрації органічних домішок (більше 2 г / л) або при високій вартості извлекаемого речовини. Сконцентроване в екстрагентів речовина відділяється від розчинника і може бути утилізовано. Екстрагент повторно використовується в процесі очищення.

При сорбції забруднюючі стічну рідину речовини або поглинаються тілами твердих речовин (абсорбція), або осідають на його активно розвиненою поверхні (адсорбція). У третьому випадку (хімічна сорбція) відбувається хімічна взаємодія забрудненого речовини з твердим тілом.

Для очищення виробничої стічної рідини найчастіше користуються адсорбцією. Для цього до очищується стічної рідини додають сорбент (тверде тіло) в подрібнений вигляді і перемішують їх. Сорбент, насичений забрудненнями, відокремлюють шляхом відстоювання або фільтрації. Як сорбент застосовують золу, торф, каолін, коксову дрібниця, силікагелі, алюмогели, активоване вугілля та ін. Ефективними сорбентами є активовані вугілля з пористістю 60 ... 75% і питомої площею поверхні 400 ... 900 м2 / г. Найбільш проста конструкція - насипний фільтр, що представляє собою колону з нерухомим шаром сорбенту (крупністю зерен 0,8 ... 5 мм), через який фільтрується стічна вода. Швидкість фільтрації (1 ... 12 м / ч) визначається концентрацією розчинених у стічних водах речовин.

Евапораціей називають отгонку водяною парою летких речовин, які забруднюють стічну рідину. Евапорація виробляється в періодично діючому апараті або в безперервно діючих дистиляційних колонах. Стічна рідина (наприклад, що містить фенол), нагріта в теплообміннику, надходить у колону, через яку назустріч руху стічної рідини пропускають гострий пар. Летючі забруднення стічної рідини переходять у пар. Насичений забрудненнями пара надходить у поглинальну колону, де очищається від забруднень. Якщо стічну рідину потрібно очистити від фенолу, то пар звільняють від нього пропусканням через нагрітий до 100 ° С розчин лугу.

При кристалізації стічні води очищають шляхом виділення з неї забруднень у вигляді кристалів. Кристалізація зазвичай відбувається в природних ставках і водоймах виправними, оскільки процес можливий при підвищеній концентрації забруднень.

Іонний обмін - це процес обміну між іонами, які у стічної рідини (водному розчині), і іонітами, присутніми на поверхні твердої фази - іоніту. Очищення стічних вод даним методом дозволяє витягувати і утилізувати цінні домішки (сполуки миш'яку, фосфору, хром, цинк, свинець, мідь, ртуть та ін.). За знаком заряду іоніти діляться на катіоніти і аніоніти, які проявляють або кислотні, чи основні властивості.

При електродіалізі відбувається процес сепарації іонів солей, здійснюваний в мембранному апараті під дією постійного електричного струму. Застосовують для опріснення високомінералізованих стічних вод. Електродіалізатор розділений чергуються катионитового і аніонітових мембранами. Мембрани утворюють концентрирующие (розсольні) і обессолівают (ділюатние) камери. Під впливом постійного струму катіони з розчину рухаються до катода (-), проникають через катіонітові мембрани, але затримуються аніонітових мембранами. Аніони з розчину рухаються у напрямі анода (+), проходять через аніонітових мембрани, але затримуються катионитового.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >