Раздел 3. Водная среда города 99

а зота и другие кислотообразующие окислы. Таким образом обеспечивается одновременно эффективная очистка дымовых газов.

Реагентная обработка применяется для очистки вод от цианидов, рода-нидов, ионов тяжелых металлов и ряда других примесей. Вид применяемого реагента определяется составом примесей, подлежащих удалению из воды. Так, разложение цианидов достигается обработкой воды жидким хлором или веществами, выделяющими активный хлор, — хлорной известью, гипохлори-дом кальция или натрия.

Окислением удается добиться деструкции таких соединений, как альдеги­ды, фенолы, анилиновые красители, серосодержащие органические вещества и др. В качестве окислителей применяют кислород, озон, перекись водорода, пиролюзит. В процессе окисления происходит разложение вредных приме­сей до простых окислов или образование соединений, поддающихся биохи­мическому разложению.

Извлечение из воды ионов ртути, хрома, кадмия, свинца, никеля, меди, мышьяка основано на переводе их из раствора в нерастворимый осадок. С этой целью очищаемую воду обрабатывают соединениями натрия или каль­ция — сульфитом, бисульфитом или сульфидом, карбонатами или гидрооки­сью. Образующийся шлам удаляют, утилизируют или складируют.

Одним из высокоэффективных методов очистки является ионный обмен, который представляет собой процесс взаимодействия очищаемой жидкости с зернистым материалом, обладающим способностью заменять ионы, находя­щиеся на поверхности зерен, на ионы противоположного заряда, содержа­щиеся в растворе. Такие материалы называются ионитами. Ионитными свой­ствами обладают природные минералы — цеолиты, апатиты, полевые шпаты, слюда, различные глины. Синтезировано большое число высокоэффектив­ных ионитов, обладающих селективными свойствами. К ним относятся си-ликагели, алюмогели, пермутиты, сульфоугли и ионообменные смолы — син­тетические высокомолекулярные органические соединения, углеводородные радикалы которых образуют пространственную сетку с фиксированными на ней ионообменными функциональными группами. Иониты не растворяются в воде, обладают достаточной механической прочностью, обеспечивают воз­можность их регенерации с получением ценных веществ, извлекаемых из очищаемых вод. Существуют ионообменные установки периодического и непрерывного действия (рис. 3.13). Установки периодического действия ра­ботают как фильтры с зернистой загрузкой в виде гранул ионитов. При насы­щении поверхности гранул ионами вещества, извлекаемого из воды, произ­водится их регенерация слабым раствором (2—8%) щелочи или кислоты. В установках непрерывного действия гранулы ионитов и очищаемая жидкость движутся противотоком, постоянно перемешиваясь. В процессе работы часть гранул подаются на регенерацию и заменяются новыми. Благодаря высокой механической прочности и способности к регенерации гранулы ионитов име­ют довольно продолжительный срок службы. Ионный обмен является, по су­ществу, универсальным методом очистки вод. Для извлечения практически любого вещества из воды можно подобрать соответствующий ионит или груп­пу ионитов. Эффективность ионообменной очистки достигает 95—99%.

100

Экология города

А 1

Рис. 3.13. Установки ионообменной очистки:

А — периодического действия; Б — непрерывного действия

1 — загрязненная вода; 2 — гранулы ионита; 3 — раствор для регенерации ионита; 4 — очищенная вода; 5 — до­бавка ионита

Другим универсальным и высокоэффективным методом очистки вод яв­ляется сорбция. Сорбция применяется преимущественно для очистки сточ­ных вод, которые содержат высокотоксичные вещества, неподдающиеся био­химическому окислению. Метод сорбционной очистки основан на адгезии (прилипании) растворенных веществ поверхностью и порами сорбента — ве­щества, обладающего разветвленной внешней и внутренней (поры) поверх­ностью. Наилучшим сорбентом является активированный уголь. Сорбцион-ными свойствами обладают золы, шлаки, опилки, коксовая крошка, торф, керамзит и др. Конструкции установок сорбционной очистки аналогичны ионообменным (рис. 3.14). Высокая эффективность очистки достигается в установках с псевдосжиженным ("кипящим") слоем, когда в полую верти­кальную колонну снизу под давлением подается очищаемая вода, проходя­щая через слой сорбента, который находится во взвешенном состоянии. От­работанный сорбент заменяется новым или регенерируется. При поддержа­нии сорбента в "кипящем" слое, когда достигаются наилучшие условия контакта его внешней и внутренней поверхности с очищаемой жидкостью, эффективность очистки достигает 99%. Если псевдосжиженный слой слежи­вается, эффективность очистки резко снижается.

А

3 1

Рис. 3.14. Установки сорбционной очистки:

А — одноярусная; Б — трехъярусная

1 — загрязненная вода; 2 — сорбент; 3 — очищенная вода; 4 - отработанный сорбент; 5 — чистый сорбент; 6 — решетка