Порядин А.Ф., Хованский А.Д. - Оценка и регулирование качества окружающей природной среды (1044943), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Слсдуст отметить, что фактическая доза реагентов в окислительно-восстановительных процессах отличается от стехиометрической, полученной из уравнения реакции, в 2 — 10 раз и уточняется в конкретных условиях эксплуатации. Процесс в промышленных условиях реализуется в емкостных коррозионно-защитных аппаратах (металлических„ж/б, пластмассовых) с механическим, гидравлическим или барботажным псрсмешиванием. Выделение твердой фазы из сточных вод осуществляется механическими методами. Химический метод очистки промстоков наиболее полно изучен, достаточно просто и надежно автоматизируется и широко применяется в практике, несмотря на его очевидные недостатки — увеличение солссодержания очищенных вод, значительные затраты на реагенты, быструю коррозию оборудования и труб.
Физико-химические методы так же, как и химические, в основном применяются для очистки производственных сточных вод. Однако в последнее время некоторые из них стали применяться и при очистке городских сточных вод как 297 на предварительной, так и на окончательной стадиях обработки стоков (удаление азота и фосфора). Коагуляция — это процесс укрупнения коллоидных частиц жидкости за счет электростатических сил межмолекулярного взаимодействия. При первоначальном размере частиц 0,001 -0,1 мкм после коагуляции их величина достигает 10 мкм и более, т,е. тех размеров, при которых они могут быть выделены механическими методами.
Коагуляция не только приводит к слипанию частиц, но и нарушает агрегативную устойчивость полидисперсной системы, в результате чего происходит разделение твердой и жидкой фаз. Как и при очистке природных вод, наиболыпее распространение получили алюмо- и железосодержащие коагулянты. Разновидностью каагуляции является процесс флокуляции — укрупнение мелкоднсперсных частиц за счет электростатического взаимодействия под влиянием специально вводимых полиэлектролитов — флокулянтов. В практике водоочисткн наибольшее распространение получили активированная кремнекислота и полиакриламид (ПАА). Доза коагулянтов и флокулянтов зависит от состава обрабатываемых вод и уточняется при пусконаладочных работах на очистных сооружениях.
Флотацня — это процесс выделения из воды в пенный слой взвешенных и эмульгнрованных загрязнений за счет пузырьков газа, предварительно растворенных в очищаемой жидкости. Существуют различные виды флотации, отличающиеся способом получения флотирующего газа, который и определяет название: пневматическая, импеллерная, напорная, вакуумная, биологическая, электрофлотация, электрогидравлическая. Эффект очистки вод флотацией определяется свойствамн очищаемых вод и загрязнений и составляет в среднем 5б — 65;,'.
При введении в сточные воды коагулянтов и (или) флокулянтов, а также гидрофобнзирующих поверхность частиц добавок в виде поверхностно-активных веществ эффективность очистки флотацией может достигнуть 90 — 957,'. Наибольшее распространение в практике водообработки получили напорная, пневматическая и электрофлотация, конкретные технологические рекомендации по применению которых прн очистке хозбытовых и промышленных сточных вод (от жиров, масло- и нефтепродуктов, механических примесей и т.д.) достаточно полно изложены в специальной литературе 110, 1Ц. Сорбция — эффективный метод глубокой очистки производственных сточных вод от растворенных органических н некоторых неорганических загрязнений; в процессах водообработки может применяться как самостоятельно, так и в 298 сочетании с другими биологическими, химическими методами; позволяет не только выделить и сконцентрировать загрязнения из сточных вод, но и утилизировать их в технологическом процессе, а очищенные воды использовать в оборотном водоснабжении.
Механизм адсорбции заключается в переходе молекулы растворенного вещества из объема жидкости на повсрхность твердого сорбента под действием сто силового паля. Следует отметить, что в воде, подаваемой на адсорбционную очистку, концентрация взвешенных веществ не должна превышать 2 мг/л во избежание закупоривания «рабочих» пор. В качестве сорбентов применяют различные естественные и искусственные материалы: золу, коксовую мелочь, торф, цеолиты, активные глины и др, В наибольшей степени для адсорбции применяются активированные угли, удельная поверхность адсорбции которых достигает 400 — 900 мгlг. Существенным препятствием к широкому применению адсорбционной очистки в практике водообработки является дефицитность активированных углей и сложность процессов их регенерации. Напримср, себестоимость очистки 1 м' сточных вод активированным углом составляет 60 — 70 к.
(в ценах 1989 г3, из которых 30 — 35У, составляют затраты на активированный уголь. Адсорбцию наиболее целесообразно применять для очистки малоконцентрированных по органическим веществам стоков. Для более концентрированных (более 2 г/л> сточных вод, содержащих органические загрязнения, представляющие техническую ценность, эффективным методом очистки является экстракция, Метод основан на смешении двух взаимнанерастворимых жидкостей (одна из которых сточная вода) и распределении в них, согласно растворимости, загрязненного вещества. Количественно экстракция характеризуется коэффициентом распределения, т.е. отношением концентрации загрязняющего вещества в экстрагенте к его содержанию в сточной воде; при установившемся равновесии экстрагентов используют различные органические вещества: ацетон, хлороформ, бутилацетат, толуол и т.д.
Разделение экстрагента и зкстрагширован ного вещества производится перегонкой смеси. Это определяет одно из основных требований выбора экстрагснта: разная температура кипения экстрагента и выделяемого вещества. После разделении смеси экстрагент вновь используется в цикле ояистки вод, а вещество утилизируется. Гетерогенный ионный обмен — ионообменная сорбция— процесс обмена между ионами, находящимися в растворе, в 299 данном случае в сточных водах, и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы — ионита. Метод позволяет не только очистить сточные воды от загрязнений, но и использовать выделенные вещества в производстве.
Ионным обменом эффективно извлекаются из сточных вод тяжелые металлы, мышьяк, фосфор, сульфаты, хлориды и т.д. Очищенные сточные воды целесообразно использовать в технологических процессах или в оборотном водоснабжении. В зависимости от заряда обменивающихся ионов иониты подразделяются на катиониты и анионнты, Иониты бывают природные — алюмосиликаты (монтмориллонит, глауконит, клиноптилолит и др.) и искусственные — ионообменные смолы. Несмотря на эффективность и экологичность, ионообменный метод не нашел широкого применения в промышленности из-за дефицита ионообмениых смол, необходимости реагснтного хозяйства для регенерации и сложности утилизации элюатов.
Электрохимическая очистка сточных вод — один из наиболее распространенных методов, поскольку на основе использования продуктов электролиза водных растворов в одном объединен ряд процессов: электрокоагуляция, электрофлотация, электрофлотокоагуляция, электроокисление, электровосстановление, обеззараживание, электрокорректировка реакции среды.
Данный метод применим для очистки вод от взвешенных, плавающих, эмульгированных, коллоидных и растворенных загрязнений (жиры, взвеси, масла, ПАВ, тяжелые металлы, сульфиды, нефтепродукты и т.д.). Компактность, высокая степень автоматизации, возможность изготовления установки в условиях любого предприятия, высокий эффект очистки вод свидетельствуют в пользу этого метода. Однако его недостатками являются значительный расход электроэнергии, металлов для электродов, оборудование большого количества трудно обезвоживаемых шламов.
В последние годы достаточно широкое распространение получил метод гальвано коагуляцни для очистки сточных вод от тяжелых металлов (до остаточных концентраций 0,1 и менее мг/л), сульфатов, сульфндов органических веществ (эффект очистки до 50;/ ) . Сущность метода состоит в образовании гальванических пар Ре — С, Ре — Сп, Ре — А1. Железо является в этой паре анодом и вследствие анодного растворения окисляется и переходит в сточную жидкость, проводя при этом окислительно-восстановительные реакции. Процесс осуществляется во вращающихся барабанных или стационарных с механическим перемешиванием гальванокоагуляторах, загруженных железной стружкой (после обработки стали резанием, фрезерованием), железным скрапом, коксовой мелочью (или стружками медными или алюминиевыми в зависимости от состава вод).
Время пребывания в гальванокоагуляторе зависит от концентрации исходных загрязнений и составляет 10 — 30 мин. Узким местом технологии, как и многих других, является сложность утилизации шламов, Биохимический метод из всех методов наиболее экологически чистый. Один из основных законов экологии «природа знает лучше» реализуется в нем микробными сообществами путем превращения сложных веществ в простые, безвредные.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
