Очистка от неорганических веществ

Хорошо освоенным и широко применяемым методом обессоливания является дистилляция (как и в природе испарение воды). Для обессоливания морской воды используются установки единичной мощностью от 15 до 40 тыс. м³/сут. Основной их недостаток — большой расход энергии: лучшие из них расходуют не менее 0,02 Гкал на 1 м³ получаемой воды.

В южных странах и в Среднеазиатских республиках для опреснения солёных вод в основном для питьевых целей используют солнечную энергию. В отдельных случаях для удаления солей применяют вымораживание. Известно, что при медленном охлаждение соленой воды из неё в первую очередь вымораживаются кристаллы льда, практически не содержащего солей.

Широко применяемая биохимическая очистка обеспечивает 90 %-ную степень очистки от органических веществ и 20–40 %-ную от неорганических соединений, однако общее содержание солей в стоках при этом практически не снижается. Обессоливание сточных вод представляет особенно большую трудность.

Переработка рассолов и рапы. Все обессоливающие установки наряду с очищенной пресной водой производят определенное количество растворов со значительной концентрацией солей — рассолов и даже рапы. Эти концентрированные растворы должны быть либо утилизированы в производственных процессах, либо подвергнуты дальнейшему концентрированию до получения твердых солей с последующим их использованием или безопасным захоронением.

В последнее время в США и Японии развивают направление по применению электродиализа в технологических схемах опреснения сильноминерализованных, хозфекалъных и промышленных сточных вод при создании замкнутых систем водоснабжения с получением выделяемых веществ в виде товарных продуктов.

Большое внимание уделяется разработке метода электродиализа биполярными мембранами, промышленное внедрение которых дает возможность получать кислоты и щелочи из растворов солей, что позволит утилизировать рассолы, получаемые на ионообменных установках. В связи с этим ведутся работы по синтезу новых ионообменных мембран, не подверженных «отравлению» органическими веществами, биполярных мембран, а также мембран с повышенной избирательностью к определенным ионам.

В некоторых водооборотных схемах, выделенные при очистке сточных вод вещества широко используются для получения товарной продукции. Без решения проблемы переработки рассолов и рапы может замедлиться создание замкнутых систем водоснабжения промышленных предприятий. В любой замкнутой системе водоснабжения неизбежно накапливаются соли, которые должны быть выведены и переработаны, и чем больше замкнутых систем промышленного водопотребления будет создано, тем более острой будет проблема переработки этих рассолов и рапы.

Выпаривание сточных вод применяют для увеличения концентрации солей, содержащихся в СВ, и ускорения их последующей кристаллизации, а также для обезвреживания небольших количеств высококонцентрированных СВ (радиоактивные стоки). Простое выпаривание производят в открытых резервуарах, в которых СВ с помощью пара низкого давления нагревается до 100 ^оС, что вызывает большой расход тепла. Одно- и многоступенчатое выпаривание под вакуумом позволяет значительно снизить температуру кипения раствора и, следовательно, использовать в качестве источника тепла отработанный пар. Однако, вакуумные выпарные установки более сложны в аппаратурном оформлении и в эксплуатации.

Кристаллизация основана на различной растворимости содержащихся в СВ веществ, зависящей не только от вида веществ, но и от температуры растворителя. При изменении температуры сточных вод получаются пересыщенные растворы находящихся в них веществ, а затем их кристаллы. Кристаллизация применяется при обработке небольших количеств концентрированных СВ.