Разделение в поле центробежных сил

Этот процесс осуществляют в открытых или напорных гидроцикло­нах и в центрифугах.

Открытые гидроциклоны (рис ) применяют для отделения из сточных вод крупных твердых частиц со скоростью осаж­дения более 20 мм/с. Гидроциклон состоит из вход­ного патрубка 1, кольцевого водослива 2, трубы для отвода очищенной воды 3 и шламоотводящей трубы 4. Диаметр d и высота цилиндрической части гидроциклона обычно равны 2-10 м, диаметр входного отверстия 0,1d, угол конической части — около 60°.

Рис. 4.11. Схема открытого гидроциклона

Если в гидроциклонах центробежные силы, ускоряющие выделение частиц, создаются тангенциальным вводом жидкости и ее закручивани­ем вдоль стенок неподвижного аппарата, то в центрифугах центро­бежные силы создают вращением самого аппарата.

Фильтрование

Фильтрование — применяется как доочистная операция после химической, физико-химической и биохимической обработки сто­ков, так как использование некоторых из этих методов сопровождается выделением в очищаемой жидкости механических загрязнений.

Фильтрование реализуют либо на поверхности, либо в глубине фильтрующего материала.

По характеру механизма задержания взвешенных частиц различа­ют два основных вида фильтрования:

через «фильтрующую пленку», образуемую взвешенными частицами, выпавшими на поверхность загрузки (медленные фильтры). Скорость фильтрации на медленных фильтрах составляет 0,1-0,3 м/ч.

без образования на поверхности загрузки фильтрующей пленки (скорые фильтры). Скорость фильтрации в этом случае принимается равной 6-7 м/ч. Способ применяется для осветления мутных и цвет­ных вод после коагулирования и отстаивания, при реагентном умягче­нии воды, при ее обезжелезивании и в других случаях.

Эвапорация

— (отгонка с водяным паром) основана на том, что при нагревании растворов, содержащих летучие вещества, последние вместе с паром переходят в газовую фазу. Затем пар пропускают через нагретый поглотитель, в котором примеси задерживаются.

Среди эвапорационных методов наибольшее распространение получили пароциркуляционный способ и азеотропная ректификация.

Пароциркуляционный способ применяют для удаления из сточных вод фенолов, крезолов, нафтолов и других веществ, осуществляя его в аппаратах периодического или непрерывного (дистилляционные колон­ны) действия. При движении навстречу перегретому пару через ко­лонну с насадкой сточная жидкость нагревается до 100°С, присутст­вующие в ней летучие примеси переходят в паровую фазу, распределя­ясь между ней и стоками в соответствии с величиной коэффициента их распределения. Выходящий из колонны пар промывается раствором щелочи, в ко­торый переходят загрязнения. При нейтрализации щелочного раствора загрязнения выделяются из него и могут быть удалены отстаиванием.

Азеотропная ректификация основана на свойстве некоторых двухкомпонентных растворов разделяться при нагревании на чистый компонент и азеотропный (нераздельнокипящий) раствор постоянного состава, содержащий повышенную долю второго компонента. В этом способе сточная вода проходит через колонну, обогреваемую паром, разделяясь на испаряемую азеотропную смесь воды с повышенным содержанием загрязнителя и очищенную воду. Азеотропная паровая смесь поступает в конденсатор. Конденсат после дополнительного ох­лаждения разделяют в сепараторе на воду, сбрасываемую в исходные стоки, и органическую фазу, поступающую на дальнейшую переработ­ку или на повторное применение.

К азеотропным системам относятся некоторые водные растворы спиртов, азотной и соляной кислот, смеси спиртов с бензолом и хло­роформом и др.