Экстракционная очистка сточных вод

При относительно высоком содержании в производственных сточных водах растворенных органических веществ, представляющих техническую ценность (например, фенолы и жирные кислоты), эффективным методом очистки является экстракция органическими растворителями – экстрагентами. Экстракционный метод очистки производственных сточных вод основан на распределении загрязняющего вещества в смеси двух взаимонерастворимых жидкостей, соответственно его растворимости в них. Метод экстракционной очистки экономически целесообразен при значительной концентрации органических примесей или при высокой стоимости извлекаемого вещества. Для большинства продуктов применение экстракции рационально при концентрации их 2 г/л и более. Отношение взаимно уравновешивающихся концентраций в двух несмешивающихся (или слабосмешивающихся) растворителях при достижении равновесия является постоянным и называется коэффициентом распределения.

k _р = С _э / С _ст» const, (4.31)

где C _э , С _ст – концентрация экстрагируемого вещества соответственно в экстрагенте и сточной воде при установившемся равновесии, кг/м³.

В качестве экстрагента применяют: бутилацетат, толуол, бензол, хлороформ, ацетон, амиловый спирт, трибутилфтолат.

Экстракцию проводят:

- в смесителях трубчатых (инжекторных, диафрагменных и трубчатых);

- в динамических насосах;

- в аппаратах с турбинной мешалкой.

Эмульсия, получаемая в аппаратах экстракции, поступает на разделение в гравитационные отстойники. Она может быть успешно разделена на отстойных центрифугах; в массообменных колоннах (распылительных, налодочных, с сетчатыми тарелками, пульсационных и вибрационных, дисково-роторных аппаратах, в отстойных частях которых происходит разделение эмульсии на экстракт и рафинат); в центробежных экстракторах; в ящичных и смесительно-отстойных экстракторах.

Проводят их в одноступенчатых и многоступенчатых установках смесительно-отстойных экстракторов.

Рис. 4.17. Инжекторный (а), диафрагменный (б) и трубчатый (в) смесители.

Если плотность обрабатываемой сточной воды в колонных аппаратах больше плотности экстрагента r_ст > r_э, то вода вводится в экстракционную колонну сверху, а экстрагент – снизу (рис. 4.21, а). При r_ст < r_э экстрагент вводится в верхнюю часть колонны, а обрабатываемая сточная вода в нижнюю (рис. 4.21, б).

Рис. 4.21. Схемы процесса непрерывной экстракции: 1, 2 – подача соответственно экстрагента и сточной воды; 3, 4 – отвод соответственно отработанного экстрагента и обработанной сточной воды.