Основы процесса экстракционной очистки

Жидкостная экстракция — это процесс извлечения одного или нескольких веществ из водного раствора в жидкую органическую фазу, не смешивающуюся с водой. Жидкостная экстракция в очистке сточных вод нашла применение в качестве метода локальной очистки производственных сточных вод, содержащих какое-либо вещество в значительных количествах. Практическое применение экстракция нашла на химических, нефтехимических и коксохимических заводах и используется для извлечения из сточных вод ценных органических веществ (например, фенолов и жирных кислот), а также тяжелых металлов(3-4 г/л).

Процесс экстракционной очистки складывается из ряда последовательных операций:

1) смешение сточных вод с растворителем (экстрагентом);

2) разделение образующихся несмешивающихся двух фаз — растворителя с растворенными в нем загрязнениями (экстракта) и сточной воды, освобожденной от загрязнения (рафината);

3) отгонка растворившегося в сточной воде экстрагента;

4) регенерация растворителя, как правило, путем его ректификации (перегонки).

В качестве растворителя выбирают вещество, обладающее высоким коэффициентом распределения, плотностью существенно отличающейся от плотности воды, с ограниченной растворимостью в воде, желательно негорючее и отвечающее ряду других свойств. Экстрагент должен равномерно распределяться в объеме сточной воды. Скорость подачи экстрагента в сточную воду должна быть минимальной. При содержании в сточной воде нескольких примесей целесообразно извлекать экстракцией сначала один из компонентов – наиболее ценный или токсичный, а затем, если это необходимо, другой.

Схемы экстракционных установок

В многоступенчатой установке каждая ступень состоит из смесителя воды с экстрагентом и отстойника. Свежий экстрагент и сточная вода поступают с противоположных сторон. В первой ступени сточная вода с небольшим содержанием примесей перемешивается со свежим экстрагентом, а в последней ступени исходная сточная вода смешивается с экстрагентом, который уже содержит значительное количество извлекаемого вещества. Такое движение потоков способствует созданию большой движущей силы процесса экстракции и эффективной очистке сточных вод.

Экстракция по непрерывной схеме производится в аппаратах различной конструкции: распылительных, насадочных, тарельчатых колоннах, а также в центробежных экстракторах.