Физико-химические методы очистки сточных вод
Сточные воды некоторых производств
содержат большое количество коллоидных
веществ (от 1
10-2
см до 1
10-7
см и менее), которые создают мутность и
цветность сточной жидкости и не могут
быть удалены ни отстаиванием, ни
фильтрацией. В этих случаях применяют
физико-химические методы очистки
природных и сточных вод. [17]
Физико-химические методы используют для удаления из сточных вод тонкодисперсных твердых и жидких взвешенных частиц, растворимых примесей и газов, минеральных и органических веществ. [4] Эти методы основаны на применении силовых полей, позволяющих либо нарушить устойчивость дисперсной системы, либо произвести деструкцию загрязняющих веществ с понижением класса опасности. Они обладают неисчерпаемым потенциалом, поэтому перспективны. Физико-химические методы легко совместимы с механическими, химическими и биологическими методами, на основе чего в последнее время появились инновационные способы очистки природных и сточных вод. [17]
Преимущества физико-химических методов очистки сточных вод:
обеспечивают глубокую очистку от загрязнений;
удаляются неокисляемые токсичные загрязнения;
не требуют крупногабаритных очистных сооружений;
обладают небольшой чувствительностью к изменяющемуся количественному и качественному составу очищаемых жидкостей;
возможность полной автоматизации процесса очистки;
рекуперация веществ. [14]
Физико-химические методы очистки представлены в таблице 1.6.
Таблица 1.2 – Физико-химические методы очистки сточных вод
Методы очистки |
Характеристика метода |
1 |
2 |
Сорбция |
Сорбент (твердое тело) погружается в воду с растворенными загрязняющими веществами и поглощает их. |
Методы очистки |
Характеристика метода |
1 |
2 |
Экстрация |
В основе метода лежит способность отдельных видов загрязнений растворятся в жидкости, не смешивающейся со сточными водами (например, гексан). При добавлении такой жидкости в сточные воды, загрязнения переходят в нее. При последующем удалении последней из сточных вод, загрязненность стоков уменьшается. Этим методом удаляют фенолы и жирные кислоты. |
Аэрация |
Метод удаляет летучие вещества, такие как сульфиды, сероводород, а также поверхностно—активные вещества (ПАВ) за счет окисления кислородом и перевода поллютантов в газовую фазу. |
Флотация |
Загрязнения удаляются за счет насыщения воды крошечными пузырьками воздуха, к которым прилипают частицы-загрязнители (нефтепродукты, жиры, волокна) и вместе с пузырьками всплывают на поверхность. |
Коагуляция, флокуляция |
Коагулянты (сернокислое, сернистокислое, хлорное железо, сернокислый алюминий, алюминат натрия) при добавлении в воду образуют гелеобразные хлопья гидроокиси железа и алюминия которые захватывают коллоидные взвешенные частицы в сточной воде и оседают на дно. Для ускорения коагуляция в воду добавляются флокулянты (например, полиакриламид, активированная кремниевая кислота), за счет которых хлопья укрупняются и упрочняются. Для удаления органических примесей используют активный ил, а сам процесс носит название биокоагуляции. |
Ионный обмен |
Очистка воды производится за счет процесса обмена между ионами, находящимися в сточной воде, и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы—ионита. С помощью этого метода извлекаются ценные примеси, такие как цинк, хром, медь, свинец, ртуть и другие металлы, а также соединения фосфора и мышьяка, ПАВ и радиоактивные вещества. |
Эвапорация |
При использовании метода загрязнения отгоняют вместе с циркулирующим водяным паром. Затем отделение загрязнений производят раствором щелочи. Метод применяется для удаления летучих веществ. |
Среди полимеров, используемых на этапе механической очистки воды от взвешенных и коллоидных частиц, можно выделить два больших семейства: коагулянты и флокулянты.
В соответствии со своими задачами эти семейства имеют весьма различные характеристики. Коагулянт должен дестабилизировать коллоидную систему путем нейтрализации сил различной природы, обеспечивающих ее устойчивость. Задача флокулянта – увеличение размера хлопьев, образовавшихся в ходе коагуляции и агломерации взвешенных частиц для их механического удаления. [17]