3. Физико-химическая очистка поверхностных сточных вод

К физико-химическим методам очистки относятся: а) экстракция; б) сорбция; в) эвапорация; г) кристаллизация; д) флотация.

А) Экстракция. Сущность экстракционного метода очистки производственных сточных вод состоит в следующем. При смешивании взаимонерастворенных жидкостей загрязняющие вещества, содержащиеся в них, распределяются в этих жидкостях соответственно своей растворимости.

Если в сточной воде содержится фенол, то для его выделения воду можно смешать с бензолом (растворителем), в котором фенол растворяется в значительно большей степени. Таким образом, последовательно действуя бензолом на воду, можно добиться почти полного удаления фенола из воды.

В качестве растворителей обычно применяют различные органические вещества: бензол, четыреххлористый углерод и т.д.

Экстракцию проводят в металлических резервуарах-экстракторах, имеющих форму колонн с насадками. Снизу подается растворитель, удельный вес которого меньше удельного веса воды, вследствие чего растворитель поднимается вверх. Загрязненная сточная вода подводится сверху. Слои воды, встречая на своем пути растворитель, постепенно отдают загрязняющие воду вещества. Очищенная от загрязнений вода отводится снизу. Таким приемом, в частности, можно очищать ПСВ, содержащие фенол.

Б) Сорбция. Этот процесс заключается в том, что загрязнения из сточной жидкости поглощаются телом твердого вещества (адсорбция), осаждаются на его активно развитой поверхности (адсорбция) или вступают в химическое взаимодействие с ним (хемосорбция). Для очистки ПСВ чаще всего пользуются адсорбцией. В этом случае к очищаемой сточной жидкости добавляют сорбент (твердое тело) в размельченном виде и перемешивают со сточной водой. Затем сорбент, насыщенный загрязнениями, отделяют от воды отстаиванием или фильтрованием. Чаще очищаемую сточную воду пропускают непрерывно через фильтр, загруженный сорбентом. В качестве сорбентов применяют: активированный уголь, коксовую мелочь, торф, каолин, опилки, золу и т. д. Лучшее, но наиболее дорогое вещество – активированный уголь.

Метод сорбции можно использовать, например, для очистки ПСВ от газогенераторных станций, содержащих фенол, а также ПСВ, содержащих мышьяк, сероводород и т.д.

В) Эвапорация. Эвапорацией называется отгонка с водяным паром летучих веществ, загрязняющих сточную воду. Отгоняют либо в периодически действующем аппарате, либо в непрерывно действующих дистилляционных колоннах.

Г) Кристаллизация. Этот метод очистки можно использовать только при значительной концентрации загрязнений в ПСВ и способности их образовывать кристаллы. Обычно предварительный процесс – выпаривание сточной воды, чтобы создать повышенную концентрацию загрязнений, при которой возможна их кристаллизация. Для ускорения процесса кристаллизации загрязнений сточная вода охлаждается и перемешивается. Выпаривание и кристаллизация сточной воды осуществляются обычно в естественных прудах и водоёмах. Этот способ очистки ПСВ неэкономичен, поэтому широкого применения не получил.

Д) Флотация. Процесс основан на всплывании дисперсных частиц вместе с пузырьками воздуха. Его успешно применяют в ряде отраслей техники и для очистки ПСВ. Процесс флотации состоит в том, что молекулы нерастворимых частиц прилипают к пузырькам воздуха и всплывают вместе на поверхность. Успех флотации в значительной степени зависит от величины поверхности пузырьков воздуха и от площади контакта их с твердыми частицами. Для повышения эффекта флотации в воду вводят реагенты.