Основные требования к промышленным сорбентам: высокая

поглотительная способность, избирател ьность (селективность),

термическая устойчивость, длительная служба без изменения

структуры и свойств поверхности, возможность легкой регенера­

ции. Адсорбционными методами извлекают в основном органи­

ческие соединения, в первую О'Iередь токсичные, а также пары

ртути.

Адсорбционная очистка газов осуществш1ется в полочных ре­ акторах периодического действия. Наиболее перспекти нными яв­ ляются процессы адсорбции в кипящем слое сорбента. Регенера­

цию сорбента проводят нагреванием (выжиганием органических веществ), пропусканием перегретого пара, воздуха, инертного 1·аза (азота).

Каталитические методы основаны на реакциях в присутствии твердых катализаторов. В результате каталитических реакций при­

меси, содержащиеся в газе, превращаются либо в экологически безвредные соединения, либо в соединения, легко удаляемые из

газа.

Каталитический метод применяют для окисления при низких

температурах токсичных органических соединений, а также окси­

да углерода, оксидов азота, диоксида серы, сероводорода и др.

Очистку газов на адсорбентах-ка-гализаторах называют адсорбцион­

но-каталитической. Каталитические методы позволяют утилизи­

ровать реакционную теплоту, что делает возможным создание

энерготех нологических схем.

§12.6. Очистка сточных вод химических производств

Кжидким отходам относятся загрязненные растворители , раз­

личные фильтраты, скрубберные жидкости, кубовые остатки, от­ работанные кислоты, масла и органические теплоносители, сточ­

ные воды и т. п.

Жидкие отходы представляют собой гомогенные (растворы) или гетерогенные (эмульсии и суспензии) системы . Собственно

растворы в свою очередь можно раздел ить на две группы , в какой-то

мере предопределяющие методы их переработки: органические

жидкости с растворенными в них веществами и водные растворы.

Сточные воды химических nроизводств очищают механиче­

скими, физика-химическими, биохимическими и термическими

методами. Сущность этих методов описана в § 12.4. На рис. 12.8 nриведсна схема классификации основных методов очистки сточ­

ных вод по фазадисперсной характеристике и химическому соста­

ву примесей.

Выбор схемы О'шстки сточных вод зависит от многих факторов. Она должна обеспечивать минимальный сброс сточных вод в водо­

ем, максимальное использование очищенных сточных вод в техно­

логических процессах и схемах оборотного водоснабжения, более полное извлечение ценных примесей.

Для очистки сточных вод используют три основных типа очист­

ных сооружений: локальные (цеховые), общие (заводские) и рай­

онные или городские. На химических предприятиях применяют в основном локальные и общие очистные сооружения. Районные

или городские очистные сооружения предназначены для очистки

хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод района.

Механические методы очистки включают в себя в основном от­

стаивание, осветление и фильтрование. Они используются для уда­ ления крупнодисперсных взвесей.

Физико-химические методы применяют для очистки сточных

вод от мелкодисперсных, коллоидных и растворенных веществ.

К этим методам относятся: флотация, дистилляция, ректифика­

ция, абсорбция, ионный обмен, обратный осмос и др.

Флотация широко применяется для осветления сточных вод,

загрязненных легкими и высокодисперсными взвесями. Принцип

флотации заключается в том, что диспергированные в суспензии

пузырьки воздуха прилипают к частицам взвеси и всплывают вмес­

те с ними на поверхность жидкости, образуя над ней пену. В пен­

ный слой помимо твердых взвесей переходят многие эмульсии,

а также растворенные в сточных водах поверхностно-активные ве­

щества разных классов.

Мелкодисперсные и коллоидные частицы, а также низкокон­

центрированные эмульсии удаляют из сточных вод с помощью

коагулянтов и флокулянтов. В качестве коагулянтов используют

чаще всего AliS04 ) 3 и FeC\3 как раздельно, так и в смеси. В послед­

нем случае процесс коагуляции протекает в более широком интер­

вале рН и температур. Повышение эффекта коагуляции достигает­

ся при добавлении флокулянтов (полиакриламина, активной кремниевой кислоты и др.). Добавление флокулянтов ускоряет

обrкt·ювание хлопьев, улучшает их структуру и повышает эффек­

пшность осветления воды.

Растворимые неорганические соединения удаляют из сточных

вод с использованием различных ионных процессов: перевод в ма­

лодиссоциированные соединения (нейтрализация, комплексооб­

разование), фиксация на твердой фазе ионитов (Н- и Nа-катиони­ рование, ОН-анионирование), сепарация изменением фазового

состояния воды с перевадом ее в параобразное состояние (дистил­

ляция) или в твердую фазу (вымораживание, гидратообразование),

352 Ра:зdел второй. f/ромыuценные химико-технологические процессы

перераспределение ионов в жидкой фазе (экстракции, обратный

осмос), разделс вис ионов в электрическом поле и т. п . Чаще всего

установками дли проведения этих процессов до1юлняют основные

очистные сооружения.

Растворенные в сточных водах газы и молекулярно-раствори­

мые органические вещества удаляются с помощью активного угля,

примене ни е которого основано на том, что растворенные в воде

примеси вступают в молекулярное взаимодействие с высокоразвитой

поверхностью у1ля и более или менее прочно на ней закрепляются.

На углнх хорошо сорбируются малорастворимые в воде соединения .

Биохимические методы очистки сточных вод 11рименяют для

обработки стоков, содержащих органические вещества в раство­ ренном ил и тонкодисперсном виде. Некоторые микроорганизмы сnособны персрабатывать инеорганические соединении углерода, азота, фосфора, калия и других элементов.

Биохимическая очистка проводится в аэробных и анаэробных

условиях, в основном в аэробных. В анаэробных условиях преиму­

щественно сбраживают осадки и в ряде случаев проводят денитри­ фикацию сточных вод.

При биохимической очистке сточных вод часть окисляемых мик­ роор!·анизмами веществ используется в процессс биосинтеза (об­

разование биомассы -активного ила или биопленки), а другая •1асть

превращается в безвредные продукты окислении: воду, С02, N2 и др.

Биоочистные сооружения разделяют на две группы: сооруже­ ния , очистка в которых 11ротскает при условиях, близких к сетест­

венным (поля орошении и фильтрации , биологические пруды), и

сооружения, очистка в которых происходит в искусственно создан­

ных условиях (биофильтры, аэротенки, аэрофильтры, метатенки). Недостатками биахимичсских методов являются: высокие ка­

питальные затраты; малая скорость окислительных процессов, дли

завершения которых необходимы большие объемы очистных со­

оружений ; высокая чувствительность к изменению температуры и концентрации примессй; токсичное действие на микроорганиз­

мы ряда органи•1еских и неорганических соединений . Так, фенол,

формальдегид, эфиры и кетоны вызывают денатурацию белков

протоплазмы или разрушают оболочку клеток. Особенно токсич­ ны соли тяжелых металлов (Hg, Sb, РЬ, Cr, Со, Ni, Zл, Cu, Fe)

и некоторые нсорганические соли, присутствуюшие в сточных во­

дах в бол1,ших количествах.

Ряд характерных для химических производств соединений (нит­

робензол, дихлорметан, 1,2-дихлорэтан, хлороформ, хлорбензол, третичные алкилбензолсульфонаты , диэтиловый эфир, циклогек­ сан, гидрохинон и др.) не разрушаются микроорганизмами.