Защита окружающей среды от загрязнения

честве сорбентов используют активные угли, синтетические вещества и некоторые отходы производства (золу, шлаки, опилки, бурый уголь, торф, коксовую мелочь).

Процесс адсорбционной очистки сточной воды ведут в специальных аппаратах-адсорберах при интенсивном перемешивании адсорбента с во­дой, при фильтровании воды через слой адсорбента или в псевдоожижен-ном слое адсорбента.

Наиболее простой конструкцией адсорбера является колонна, загру­женная неподвижным слоем адсорбента. Очищаемую воду обычно пода­ют снизу вверх, так как в этом случае она лучше заполняет объем колон­ны. Как правило, на блоке периодической адсорбционной очистки воды устанавливаются три адсорбционные колонны: через две последовательно пропускают очищаемую воду, третья находится на регенерации. Этот вид адсорберов периодического действия используют в тех случаях, когда вы­деленные ценные продукты утилизируются.

Другим видом адсорберов непрерывного действия является установка с движущимся адсорбентом. В ней сточная вода смешивается с адсорбен­том, причем процесс очистки организован так, что насыщенный адсор­бент отводят из системы, а взамен его вводят такое же количество свеже­го, поэтому процесс идет непрерывно без остановок на регенерацию. Ча­ще всего такие очистные установки предназначаются для деструктивной очистки, когда использованный адсорбент не регенерируют, а уничтожа­ют вместе с загрязнителями. Установки с псевдоожиженным слоем целе­сообразно применять при высоком содержании взвешенных веществ в сточной воде.

Достоинством адсорбционного метода является высокая эффектив­ность; возможность очистки сточных вод, содержащих несколько веществ и регенерация адсорбированных примесей. Степень очистки сточных вод зависит от химической природы адсорбента, величины адсорбционной поверхности и ее доступности, от химического строения адсорбируемого вещества и его состояния в растворе и достигает 80 - 95 %.

Ионообменная очистка применяется для извлечения.из сточных вод металлов, а также соединений мышьяка, фосфора, цианистых соединений, радиоактивных и многих других веществ. Метод позволяет рекупериро­вать ценные вещества при высокой степени очистки воды. Ионный обмен широко распространен при обессоливании в процессе водоподготовки.

Процесс основан на взаимодействии раствора с твердой фазой, обла­дающей свойствами обменивать содержащиеся в ней подвижные ионы на ионы, присутствующие в растворе. Твердая фаза состоит из ионитов, ко­торые практически не растворимы в воде. Иониты бывают органически­ми и неорганическими. К неорганическим относятся цеолиты, глинистые материалы, полевые шпаты и др. К органическим природным ионитам от­носятся гуминовые кислоты почв и углей, к органическим искусственным -ионообменные смолы (катиониты и аниониты) с развитой поверхностью.

Рациональное водопользование и защита водных ресурсов

Чаще используют синтетические ионообменные смолы разных марок. Очистку ведут в аппаратах периодического и непрерывного действия. Аппара­ты периодического действия загружают слоем ионообменной смолы высотой 1,5 - 2,5 м. Процесс очистки состоит из чередующихся между собой стадий ионного обмена, регенерации и отмывки от регенерирующего реагента. Схема установки периодического действия показана на рис. 4.43.

В аппаратах непрерывного действия ионообменная смола движется по замкнутому контуру, последовательно проходя стадии ионного обмена, регенерации и отмывки. Схема колонны с движущимся слоем ионита по­казана на рис. 4.44.

Непрерывный ионообменный процесс дает возможность уменьшить расход ионита, реагентов для регенерации, промывной воды, использо­вать более компактное оборудование по сравнению с периодическим ио-нообменом.

Жидкостная экстракция применяется для очистки сточных вод, со­держащих фенолы, масла, органические кислоты, ионы металлов и др. Экстракция экономически выгодна лишь тогда, когда стоимость извле­каемых веществ компенсирует все затраты на проведение процесса. В большинстве случаев экстракция оправдана при концентрации примесей 3,0 - 4,0 г/л. Сущность экстракции заключается в том, что сточную воду смешивают с экстрагентом, т. е. с такой жидкостью, в которой загряз­няющее стоки вещество растворяется лучше, чем вода, а сам экстрагент не смешивается с водой. При проведении процесса экстракции образуют­ся две фазы. Одна фаза - экстракт - содержит извлекаемое вещество и экстрагент; другая - рафинат - сточную воду и экстрагент. Затем экстракт и рафинат отделяют друг от друга, и осуществляется регенерация экстр-агента от экстракта и рафината. Регенерированный экстрагент снова на­правляется в процесс экстракции. Основная задача при экстракции заклю­чается в том, чтобы подобрать соответствующий экстрагент для конкрет­ного вещества, загрязняющего сточную воду. Сделать это нелегко потому, что экстрагент должен удовлетворять нескольким требованиям: иметь большую способность к растворению экстрагируемого вещества, чем во­да; обладать селективностью к экстрагируемому веществу, т. е. извлекать из разнообразных находящихся в сточной воде веществ именно те, кото­рые необходимы; не растворяться в воде (в то же время и вода не должна в нем растворяться); заметно отличаться своей плотностью от плотности воды (для облегчения выделения экстрагента из воды); иметь температуру кипения, значительно отличающуюся от температуры кипения экстрагируемого вещест­ва; не взаимодействовать с экстрагируемым веществом и материалом аппа­рата; иметь возможно меньшие показатели по взрыво- и пожароопасности и токсичности; быть доступным и дешевым.

Для очистки сточных вод наиболее часто применяют процессы проти-воточной многоступенчатой экстракции и непрерывной противоточной экстракции.