Физико-химические методы очистки сточных вод. Процесс укрупнения мелких частиц (1—100 мкм) с по­следующим удалением их под действием силы тяжести называют коагуляцией

Процесс укрупнения мелких частиц (1—100 мкм) с по­следующим удалением их под действием силы тяжести называют коагуляцией. Если же удельный вес этих час­тиц ниже удельного веса воды (эмульгированные частицы масел, жира и т. д.), то процесс называют флокуляцией. По аналогии с отстойником и нефтеловушкой в коагуля­торах и флокуляторах удаление вредных примесей проис­ходит соответственно из нижней или верхней части аппа­рата. При коагуляции в воду добавляют коагулянты (соли алюминия, железа или их смеси), которые образуют хло­пья гидроксидов металлов, осаждающие частицы под действием силы тяжести. Флокулянтами служат крахмал, декстрин, эфир, диоксид кремния.

Флотацию применяют для удаления частиц, которые плохо отстаиваются, а также для удаления растворенных веществ, в том числе поверхностно-активных, отходов нефтепереработки, производства искусственного волокна и целлюлозно-бумажного производства и т. д. Флотацию называют пенным концентрированием. Размер удаляемых частиц составляет 0,2—1,5 мм. В качестве пенообразова­телей в воду добавляют сосновое масло, креозол, фенолы. Они способствуют прилипанию частиц к пузырькам пе­ны, которая затем выводится из аппарата. Флотация име­ет высокую степень очистки (95—98%), снижает концент­рацию легкоокисляемых веществ, уменьшает количество бактерий и микроорганизмов. Недостатком флотации яв­ляется применение в процессе вредных веществ (напри­мер, фенолов).

Адсорбцию применяют для глубокой очистки сточных вод от фенолов, пестицидов, ароматических соединений, красителей и т. д.

Адсорбция — это прилипание частиц, находящихся в очищаемой среде, к твердым веществам — сорбентам. В качестве сорбентов применяют активированные угли, синтетические сорбенты, некоторые отходы производства (золу, шлаки, опилки). Процесс происходит в адсорбци­онных установках при перемешивании адсорбента с во­дой, при фильтровании ее через слой адсорбента или в кипящем слое. При этом размер частиц адсорбента со­ставляет 0,1 мм. Серьезной проблемой является после­дующая очистка (регенерация) сорбента. Этот метод име­ет ряд преимуществ, в том числе высокую степень очист­ки (80—95%), возможность улавливания токсичных веществ при невысокой их концентрации, очистки сточ­ных вод, содержащих несколько вредных веществ, а так­же их рекуперации (доиспользования).

Ионный обмен применяют для очистки сточных вод от металлов и соединений мышьяка, фосфора, цианидов и радиоактивных веществ, а также для обессоливания и подготовки воды для нужд энергетики. Ионный обмен — процесс взаимодействия раствора с твердой фазой, об­ладающей способностью обменивать ионы, содержащие­ся в ней, на другие ионы, присутствующие в растворе. В качестве твердой фазы (ионитов) применяют алюмо­силикаты, фторапатит, силикогели, гидроксиды алюми­ния, хрома и т. д. Преимуществами процесса являются возможность рекуперировать ценные вещества из за­грязнений, высокая степень очистки, удаление высоко­токсичных веществ, в том числе суперэкотоксикантов. Это метод дорогой, он требует четкой организации процесса и решения проблемы регенерации ионитов.

Экстракцию применяют при относительно высокой концентрации вредных веществ (фенолов, масел, органи­ческих кислот, ионов металлов); концентрация должна составлять не менее 3—4 г/л. При меньшей концентрации экономически выгоднее применять адсорбцию. Процесс экстракции состоит из трех стадий: интенсивного смеши­вания сточной воды с экстрагентом (органическим рас-

творителем), разделения чистой воды и загрязнений, ре­генерации загрязнений. Этот метод применяют тогда, когда стоимость удаляемых веществ (например, ценных металлов) компенсирует затраты на проведение процесса.

Обратный осмос — это процесс фильтрования раство­ров через полупроницаемые мембраны; происходит на молекулярном уровне и требует значительных затрат, но обеспечивает глубокую очистку от высокотоксичных вредных веществ.

Десорбция, дезодорация и дегазация — это процессы очистки сточных вод от летучих примесей (сероводорода, аммиака, диоксида углерода), осуществляемые продувкой воды воздухом или инертным газом. Дезодорация очи­щает воду от меркаптанов, аминов, альдегидов; с по­мощью дегазации из воды удаляют вещества, вызываю­щие коррозию.

Электрохимические методы включают в себя анодное окисление, катодное восстановление, электрокоагуляцию, электрофлокуляцию и электродиализ. Как видно из на­званий, эти процессы происходят при пропускании через сточную воду электрического тока. Недостаток методов — большой расход электроэнергии. Электрохимическими методами извлекают цианиды, роданиды, амины, спирты, сульфиды, меркаптаны. Электродиализ применяют для опреснения соленых вод с использованием ионизирован­ных веществ.