Много недостатков реагентных методов очистки устраняются применением других физико-химических методов.
Одним из наиболее часто применяемых методов является электрохимический, основанный на электролизе. При этом электролиз проводят как с нерастворимыми анодами (графит, магнетит, оксиды свинца (IV) и марганца (IV), нанесенные на титановую основу), так и с растворимыми (железо, алюминий). Электрохимический метод используют для выделения или обезвреживания токсичных неорганических и органических веществ. Так, например, очистки медных или латунных труб от окалины проводят в растворах серной кислоты. Образующиеся при этом промышленные сточные воды очень эффективно очищаются с использованием электролиза с нерастворимыми анодами. Выделенная при этом на катоде медь (Cu2 + + 2е-^ Си) используется на данном предприятии. При очистке щелочных сточных вод, содержащих цианистые соединения, целесообразно применять электрохимический метод. Для интенсификации процесса окисления цианидов, снижения расхода электроэнергии, повышения электропроводности к сточным водам добавляют хлорид натрия. При электролизе используются графитовый анод и стальной катод. Цианиды разрушаются как в результате электрохимического окис-ния, так и хлором, выделяемая на аноде в объеме воды. Степень очистки в этом случае приближается к 100%. Электрохимическое очистки можно сочетать с коагуляцией. При этом в сточную воду очищается, не надо добавлять соли железа или алюминия, а нужно проводить электролиз с растворимыми анодами из алюминия или железа. В этом случае на аноде идет не только разрушение загрязнителей за счет электрохимической реакции окисления, но и растворения анодов. Итак, образованные при электролизе сточной воды активные дисперсные А1 ^ Н) 3, Fe (OН) 2 и Fe (OН) 3 коагулируют коллоидно-дисперсные частицы загрязнителей. Такой метод очистки сточных вод называется электрокоагуляцией. Применение его обеспечивает активную очистку от жиров, масел, нефтепродуктов, радиоактивных веществ, красителей и других веществ.
Одним из методов удаления из сточных вод нерастворимых примесей является флотация. Сущность этого метода заключается в слипании частиц примесей с пузырьками тонкодиспергованого в воде воздуха за счет межмолекулярного взаимодействия. Образование агрегатов "доля - пузырек воздуха" зависит от частоты их столкновения друг с другом, от химического взаимодействия веществ, находящихся в воде, от наличия флокулянтов, способствующих образованию крупных агрегатов.
Агрегаты, образующиеся в сточной воде, очищается, с долей примесей и пузырьков воздуха, имеют меньшую плотность, чем начальная масса флотационных частиц, поэтому они всплывают и накапливаются в верхнем слое воды, откуда их непрерывно удаляют с помощью специальных устройств.
В некоторых случаях более эффективно использовать електрофло-цию. Сущность ее заключается в том, что вместо тонкодиспергованого воздуха используют пузырьки кислорода и водорода, образующихся при электролизе воды. Основную роль при електрофлотации играют пузырьки водорода, образующихся на катоде.
При использовании растворимых железных или алюминиевых анодов можно одновременно осуществлять как электрокоагуляцию, так и электрофлотации. Этот комбинированный метод широко используется, например, для очистки сточных вод производства полистирола, извлечения из оборотных и сточных вод соединений тяжелых металлов - молибдена и вольфрама.
Экстракционный метод очистки промышленных сточных вод основан на распределении загрязненной вещества между двумя взаимно нерастворимыми жидкостями. Как экстрагентов обычно применяют органические растворители, не смешиваются с водой (бензол, толуол, четыреххлористый углерод и др.).. Экстрагент должен соответствовать следующим требованиям: значительно лучше растворять вещество, изымаемого чем вода; значительно отличаться по плотности от сточной воды, не взаимодействовать с веществом, изымается; регенерироваться простым и дешевым способом, иметь температуру кипения, что значительно отличается от температуры кипения вещества , которая экстрагируется, для обеспечения легкости разделения (регенерации) и др.. Экстракционный метод применяется для очистки сточных вод, содержащих фенолы, масла, органические кислоты, некоторые ионы металлов и др.. Экстракция может быть экономически выгодным процессом, если стоимость веществ, изымаемых компенсирует все затраты. Для каждого вещества, экстрагируемого, является концентрационный предел рентабельности ее добычи из сточной воды. Для большинства веществ можно считать, что при концентрации более 3-4 г / л, их рационально добывать экстракцией, чем адсорбцией. Целесообразно добывать из сточных вод с помощью экстракции ценные или сильно токсичные вещества.
Обратный осмос является процессом разделения растворов с использованием мембран, поры которых пропускают молекулы воды, но непроницаемы для гидрированных ионов солей, оснований, кислот или молекул соединений, не дисоциюються, под давлением, превышающим осмотическое.
Ультрафильтрация - процесс разделения растворов, содержащих макромолекулы полимеров, с использованием мембран, поры которых пропускают только молекулы воды под давлением, превышающим осмотическое. Для проведения процесса обратного осмоса необходимое давление 6-10 МПа, а ультрафильтрации - 0,1-0,5 МПа. Это можно объяснить тем, что растворы высокомолекулярных веществ имеют значительно меньший осмотическое давление, чем истинные растворы.
При использовании обратного осмоса и ультрафильтрации для очистки сточных вод как мембраны используют ацетатцелюлозни, полиамидные и другие полимерные материалы.
Эффективность очистки промышленных сточных вод этими методами зависит от свойств применяемых мембран, которые должны удовлетворять следующим требованиям:
- Иметь большую удельную производительность (проницаемость);
- Устойчивость к воздействию среды;
- Достаточная механическая прочность;
- Низкая стоимость и др..
Обратный осмос широко используют для обессоливания воды в системах водоподготовки ТЭЦ и предприятий различных отраслей промышленности.
Загрузка...