Экстракция

— процесс распределения растворенного вещества между двумя несмешивающимися жидкими фазами с преимущественным его переходом в одну из них в соответствии с коэффициентом распределения. Жидкость, из которой извлекают (экстрагируют) вещество, называется рафинатом, а жидкость, в которую это вещество переходит, — экстрагентом (растворителем, экстрагирующей фазой).

Используют для извлечения органических веществ (фенолов, спиртов, жиров и т.д.), применяя органические экстрагенты, малорастворимые в воде (бензол, бутилацетат, четыреххлористый углерод).

Сорбция

— очистка основана на процессах адсорбции из сточных вод растворенных и взвешенных в них примесей твердыми адсорбентами.

Ионный обмен

— основан на частном случае адсорбции — обменной адсорбции. На поверхности адсорбента, приводимой в контакт с раствором электролита, уже адсорбирован другой электролит, что приводит к обмену ионов между поверхностным слоем адсорбента и жидкости. При этом адсорбент, поглощая определенное количество каких-либо ионов, одновременно выделяет в раствор эквивалентное количество других ионов того же знака, вытесненных с поверхности. (для удаления ионов тяжелых цветных металлов).

Мембранные методы

— основаны на процессах массопереноса через полунепроницаемые перегородки, в результате которых происходит отделение примесей от растворителей или дисперсионной среды.

Диализ—растворенное вещество проходит через мембрану, а более крупные коллоидные частицы не способны проникать через полунепроницаемую перегородку и остаются в виде очищенного коллоидного раствора (материал перегородки: бычий пузырь, пергамент, целлофан).

Баромембранные методы в которых массоперенос осуществляется под влиянием градиента (вектор показывающий направление изменения давления) давления. Осмотическое давление возникает, когда между чистым растворителем (водой) и раствором (например сахара) устанавливают полупроницаемую мембрану, которая пропускает растворитель, но задерживает растворенное вещество.

Флотация

Применяется при очистке сточных вод от нефти, нефтепродуктов, ПАВ и т.д. Сущность процесса состоит в насыщении стоков воздухом, к пузырькам которого прилипают частицы твердых веществ, вместе с ними всплывающие на поверхность.

4. Биологические методы

Метод биологической очистки заключается в мине­рализации органических заг­рязнений сточных вод при по­мощи аэробных биохимичес­ких процессов.

После биологической очистки вода становится про­зрачной, незагнивающей, со­держащей растворенный кислород и нитраты. Есть не­сколько типов биологических устройств по очистке сточ­ных вод: биофильтры, аэротенки и биологические пру­ды.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого мате­риала, покрытого тонкой бак­териальной пленкой. Эта пленка является действую­щим началом в биофильтрах. Благодаря ей интенсивно протекают процессы биохи­мического окисления.

Аэротенки — это железо­бетонные резервуары, обыч­но больших размеров, через которые медленно протекают подвергающиеся аэрации сточные воды, смешанные с активным илом.

Очищающее начало аэротенков — активный ил из бактерий и микроскопичес­ких животных. Источниками питания и бурного развития организмов активного ила служат загрязнения сточных вод органическими веществами и из­быток кислорода, поступающего в сооружение потоком подавае­мого воздуха.

Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют фермен­ты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быс­тро оседает, отделяясь от очищенной воды. Мельчайшие животные (инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и др.), пожирая бакте­рии, не слипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила. Следует отметить, что уже через несколько минут после контак­та ила со сточной водой обычно концентрация в ней органических веществ снижается более чем наполовину. В целом содержание ор­ганического вещества в стоках в результате прохождения через аэротенки сокращается на 90%.

В естественных условиях для биологической доочистки сточных вод используют биологические пруды и поля орошения или поля фильтрации.

Биологические пруды — это неглубокие земляные резервуары, обычно 0,5—1 м, в которых происходят те же процессы, что и при самоочищении водоемов. Они работают при температуре не менее 6°С. Обычно их устраивают в виде 4—5 серий на местности, имеющей уклон. Располагают ступенями так, что вода из верхнего пруда самоте­ком направляется в нижерасположенный.

Поля фильтрации предназ­начены только для биологической доочистки (очистки) сточных вод. При просачивании жидкости через почву в ней адсорбируются взвешенные и коллоидные вещества, способствующие развитию в почвенных порах микробиологической пленки. На полях орошения одновременно с очисткой вод производится выращивание кормовых сельскохозяйственных культур или трав.

Ни один из методов очистки самостоя­тельно не обеспечивает выполнения современных требований: очистка до ПДК (зачастую на уровне 0,1-0,01 мг/л), возврат 90-95% воды в оборотный цикл, невысокая стоимость, малогабаритность установ­ки, утилизация ценных компонентов. Задача очистки стоков обычно решается совокупностью методов, дополняющих друг друга. При этом примеси выделяются в газообразную, твердую или жидкую фазу или разрушаются.