Флотация

Флотация используется для очистки производственных сточных вод от поверхностно-активных веществ, нефти и нефтепродуктов, масел, а также от различных волокнистых материалов. Процесс очистки заключается в образовании комплексов «частицы — пузырьки воздуха», всплывании этих комплексов на поверхность жидкости с образованием пенного слоя, содержащего загрязнения, и последующего удаления этого слоя с поверхности. Эффект прилипания пузырька воздуха к поверхности частицы достигается только в том случае, если жидкость плохо ее смачивает.

Существуют различные способы флотационной обработки производственных сточных вод:

1) флотация с выделением воздуха из раствора (вакуумные, напорные и эрлифтные флотационные установки). Сущность этого метода состоит в создании пересыщенного раствора воздуха в сточной воде, при выделении которого образуются микропузырки, позволяющие удалять сильнодиспергированные загрязнения;

2) флотация с механическим диспергированием воздуха (импеллерные, безнапорные и пневматические флотационные установки);

3) флотация с подачей воздуха через пористые материалы;

4) электрофлотация;

5) пенная сепарация (пенная флотация). Используется для очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ. При реализации этого метода протекают процессы селективной адсорбции загрязняющих воду веществ на поверхности газовых пузырьков, и происходит концентрирование указанных веществ в слое пены;

6) химическая, биологическая и ионная флотация. Способ химической флотации основан на протекании реакций с выделением газов, например таких, как 02, С02, Cl2 и другие, пузырьки которых прилипают к загрязняющим частицам и выносят их в пенный слой. Пена, содержащая загрязняющие частицы, удаляется с поверхности воды в шламоприемник.

Биологическую флотацию используют для уплотнения осадков из первичных отстойников при очистке бытовых сточных вод на основе воздействия микроорганизмов.

Процесс ионной флотации используется для выделения из сточных вод таких металлов, как Mo, W, Re, V и др. Сущность этого процесса заключается в том, что в сточные воды вводятся поверхностно-активные вещества (собиратели), которые обеспечивают флотируемым металлам водоотталкивание и сродство к пузырькам воздуха, которые выносят загрязнения в слой пены. Пену удаляют из флотационной камеры и извлекают из нее сконцентрированные ионы удаляемых металлов.

Различают однокамерные и двухкамерные флотационные установки. В однокамерных установках одновременное насыщение жидкости воздухом и всплывание загрязнений происходят в одном отделении (камере). В двухкамерных установках в первом отделении образуются пузырьки воздуха и агрегаты «частица—пузырек воздуха», а во втором — всплывание загрязнений на поверхность жидкости и осветление последней.

Экстракция

Жидкостная экстракция — это процесс извлечения вещества из водного раствора в жидкую органическую фазу, не смешивающуюся с водой. Процессы жидкостной экстракции используются для выделения из сточных вод ценных органических веществ (например, фенолов и жирных кислот), а также тяжелых цветных металлов (меди, никеля, цинка, кадмия, ртути и др.).

Экстрагент — это органическое вещество, образующее с извлекаемым загрязняющим веществом соединение, способное переходить в органическую фазу. Экстрагентами служат органические кислоты, спирты, эфиры, кетоны, амины и др.

Разбавителем называется органическая жидкость, не смешивающаяся с водой и служащая растворителем экстрагента (керосин, бензол, ксилол, уайт-спирит и др.).

Органическая и водная фазы после проведения экстракционной стадии называются соответственно экстрактом и рафинатом. Загрязняющие компоненты выделяются из экстракта двумя путями: либо ректификацией, либо реэкстракцией, в результате которых обычно достигается и регенерация экстрагента. В качестве реэкстрагирующих растворов (реэкстрагентов) используют водные растворы кислот, солей и оснований. Водный раствор после реэкстракции называется реэкстрактом.

Для выделения загрязняющих органических веществ из сточных вод можно использовать следующие методы жидкостной экстракции, которые различаются по схемам контакта экстрагента и сточной воды: перекрестно-точные, ступенчато-противоточные и непрерывно-противоточные.