Химическая очистка ПСВ. К физико-химическим методам очистки относятся: а) экстракция; б) сорбция; в) эвапорация; г) кристаллизация; д) флотация.
А) Экстракция. Сущность экстракционного метода очистки производ¬ственных сточных вод состоит в следующем. При смешивании взаимонерас¬творенных жидкостей загрязняющие вещества, содержащиеся в них, распре¬деляются в этих жидкостях соответственно своей растворимости. Если в сточной воде содержится фенол, то для его выделения воду можно смешать с бензолом (растворителем), в котором фенол растворяется в значительно большей степени.
Таким образом, последовательно действуя бензолом на воду, можно добиться почти полного удаления фенола из воды. В качестве растворителей обычно применяют различные органические вещества: бензол, четыреххлористый углерод и т.д. Экстракцию проводят в металлических резервуарах-экстракторах, имеющих форму колонн с насадками. Снизу подается растворитель, удель¬ный вес которого меньше удельного веса воды, вследствие чего растворитель поднимается вверх.
Загрязненная сточная вода подводится сверху. Слои воды, встречая на своем пути растворитель, постепенно отдают загрязняющие воду вещества. Очищенная от загрязнений вода отводится снизу. Таким приемом, в частности, можно очищать ПСВ, со¬держащие фенол. Б) Сорбция. Этот процесс заключается в том, что загрязнения из сточ¬ной жидкости поглощаются телом твердого вещества (адсорбция), осажда¬ются на его активно развитой поверхности (адсорбция) или вступают в хими¬ческое взаимодействие с ним (хемосорбция). Для очистки ПСВ чаще всего пользуются адсорбцией.
В этом случае к очищаемой сточной жидкости до¬бавляют сорбент (твердое тело) в размельченном виде и перемешивают со сточной водой. Затем сорбент, насыщенный загрязнениями, отделяют от воды отстаиванием или фильтрованием. Чаще очищаемую сточ¬ную воду пропус¬кают непрерывно через фильтр, загруженный сорбентом.
В качестве сорбен¬тов применяют: активированный уголь, коксовую мелочь, торф, каолин, опилки, золу и т. д. Лучшее, но наиболее дорогое вещество – активированный уголь. Метод сорбции можно использовать, например, для очистки ПСВ от га¬зогенераторных станций, содержащих фенол, а также ПСВ, содержащих мышьяк, сероводород и т.д. В) Эвапорация. Эвапорацией называется отгонка с водяным паром ле¬тучих веществ, загрязняющих сточную воду. Отгоняют либо в периодически действующем аппарате, либо в непрерывно действующих дистилляционных колоннах.
Г) Кристаллизация. Этот метод очистки можно использовать только при значительной концентрации загрязнений в ПСВ и способности их обра¬зовывать кристаллы. Обычно предварительный процесс – выпаривание сточ¬ной воды, чтобы создать повышенную концен¬трацию загрязнений, при кото¬рой возможна их кристаллизация. Для ускоре¬ния процесса кристаллизации загрязнений сточная вода охлаждается и пере¬мешивается. Выпаривание и кристаллизация сточной воды осуществляются обычно в естественных пру¬дах и водоёмах. Этот способ очистки ПСВ неэкономичен, поэтому широкого применения не полу¬чил. Д) Флотация.
Процесс основан на всплывании дисперсных частиц вме¬сте с пузырьками воздуха. Его успешно применяют в ряде отраслей техники и для очистки ПСВ. Процесс флотации состоит в том, что молекулы нераство¬римых частиц прилипают к пузырькам воздуха и всплывают вместе на по¬верхность. Успех флотации в значительной степени зависит от величины по¬верхности пузырьков воздуха и от площади контакта их с твердыми части¬цами. Для повышения эффекта флотации в воду вводят реагенты. 1.6.3 Химические методы очистки ПСВ К химическим методам очистки ПСВ отно¬сятся: коагулирование; ней¬трализация и окисление.
Коагулирование. Сущность процесса коагулирования состоит в том, что к сточной воде добавляют реагент (коагулянт), способствующий быст¬рому выделению из нее мелких взвешенных и эмульгированных веществ, ко¬торые при простом отстаивании не осаждаются.
Реагент добавляют обычно до направления сточной воды в отстойники. Взвеси вместе с коагулянтом осаждаются в отстойных бассейнах. Этим способом обычно очищают сточные воды, содержащие мелкие взвеси, например: воды текстильных предприятий (красильные и отбельные отделения) и т.д. В качестве коагулянтов применяют известь CaO, железный купорос FeSO4, глинозем AL2(SO4)3 и т.д.; иногда добавляют смесь этих реагентов. Для интенсификации процесса смешивания, хлопьеобразования и освет¬ления за рубежом применяют осветлители со «взвешенным фильтром» и ос¬ветлители с «хлопьевидной суспензией и циркуляцией». Первый осветлитель работает по следующему принципу, сточная жид¬кость подается в центральную камеру осветлителя через распределительное кольцо.
Сюда же подается коагулянт. В центральной камере происходит процесс хлопьеобразования. Здесь сточная жидкость перемешивается мешал¬ками, а затем направляется в периферийную часть, где создается определен¬ная скорость потока и образуется «взвешенный фильтр». Этот фильтр состоит из хлопьев коагулянта и способствует задержанию взвешенных частиц.
Нейтрализация. Сточные воды нейтрализуются при их химическом взаимодействии с веществами. ПСВ многих предприятий, которые содержат повышенное количество кислот и щёлочей, спускать в канализационную сеть, на очистные станции и в водоёмы нельзя без предварительного доведения концентрации этих загрязнений до допусти¬мых значений. Существует несколько способов нейтрализации ПСВ: а) непосредствен¬ное смешение кислых стоков со щёлочными перед спуском их в канализаци¬онные сети; б) использование активной щё¬лочи городских сточных вод или водоёма; в) добавление реагента в пропор¬циях, необходимых для нейтрализа¬ции; г) фильтрация загрязненных вод че¬рез нейтрализующие материалы. Окисление.
Это метод применяют, когда другие методы очистки, в том числе и биохимический, не позволяют разрушить или удалить вредные вещества, содержащиеся в ПСВ. Комплекс сооружений для очистки сточных вод этим методом представ¬ляет собою реагентное хозяйство, которое состоит из склада реагентов, рас¬творных баков и дозаторов, камеры реакции и отстойников. 1.6.4.