Очистка сточных вод от растворимых примесей. Очистка промышленных сточных вод (продолжение)

Очистка промышленных сточных вод (продолжение)

Данный вид очистки осуществляется экстракцией, адсорбцией, нейтрализацией, электрокоагуляцией, ионным обменом, озонированием. Обычно перечисленные методы используют для очистки сточных вод от неорганических веществ.

Экстракция – процесс перераспределения примесей сточных вод в двух взаимно нерастворимых жидкостях (сточной воде и экстрагенте) в соответствии с коэффициентом экстракции. Чаще всего экстракцию применяют для очистки сточных 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 сточных вод с экстрагентом осуществляют в экстракционных колоннах, заполненных насадками в виде колец. После завершения процесса смесь сточной воды и экстрагента подвергают отстаиванию, затем жидкости разделяют путем слива сточной воды (поскольку она имеет большую плотность, чем экстрагент). Экстрагент можно использовать несколько раз, после чего из него извлекают фенол путем отгонки растворителя. Сточную воду направляют на дальнейший этап очистки.

Адсорбция – процесс поглощения примесей из стоков веществами с высокоразвитой поверхностью. В качестве сорбентов используют любые мелкодисперсные вещества – золу, торф, опилки, шлаки, глину. Наиболее эффективным сорбентом является активированный уголь.

Вследствие обратимости процесса адсорбции, ее используют для очистки стоков от примесей, которые можно использовать как вторичное сырье.

Нейтрализация сточных вод предназначена для выделения из них неорганических веществ: кислот (H₂SO₄; HCl; HNO₃; H₃PO₄), щелочей (NaOH и КОН), а также солей металлов на основе перечисленных кислот и щелочей.

Нейтрализацию осуществляют следующими способами:

-смешиванием кислых и щелочных производственных сточных вод;

-смешиванием кислых производственных сточных вод с бытовыми стоками, имеющими щелочной характер;

-добавлением щелочных (кислых) реагентов в кислые (щелочные) сточные воды;

-фильтрацией кислых сточных вод через фильтровальную загрузку щелочного характера (известняк, мрамор, доломит).

В качестве реагентов для нейтрализации кислых стоков используют любые щелочи и их соли (NaОН, КОН, известь, известняк, доломит, мел, мрамор, магнезит, сода и др.). Наиболее дешевый и доступный реагент Са(ОН)₂. Для нейтрализации сточных вод, содержащих щелочи и их соли, применяют кислоты, обычно техническую серную кислоту.

Электрокоагуляция применяется для очистки сточных вод от соединений хрома, других тяжелых металлов и цианидов. При пропускании электрического тока происходит анодное растворение поверхности стальных электродов и образующиеся при этом ионы Fe²⁺ восстанавливают катионы Cr⁶⁺ до Cr³⁺. Одновременно происходит гидролиз ионов железа и хрома с образованием нерастворимых гидроксидов: Fe(OH)₂, Fe(OH)₃, Cr(OH)₃. Сточная вода с гидроксидами поступает из электролизера в центрифугу, в которой происходит отделение гидроксидов. Очищенная от хрома вода по поступает для дальнейшей очистки или при закрытом вентиле для повторного использования в промывных ваннах.

Ионообменные методы очистки сточных вод находят применение в различных отраслях химической промышленности в основном для очистки воды от солей тяжелых металлов. 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 в ОН-форме.

Озонирование – процесс обработки сточной воды озоном. Он применяется для очистки воды от солей тяжелых металлов, цианидов, сульфидов и других растворимых примесей, способных к реакции окисления. 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 цианит-ионы CNO^-, около 30 % общего количества которых окисляется в соответствии с уравнением:

2 CNO^- + 3 O₃ + H₂O = 2 NCO₃ ^2- + 3 O₂ + 2 H⁺.

При этом реакция окисления СNO^- начинается в тот момент, когда концентрация цианид-иона в сточной воде уменьшается до 0,003-0,004 кг/м³. Скорость протекания второй реакции в семь раз меньше, чем первой. Остальные 70 % цианит-ионов гидролизуются в сточной воде с образованием аммиака, который сразу же окисляется до нитрат-иона.