Физико-химические методы очистки сточных вод

К физико-химическим методам очистки сточных вод относят коагуляцию, флотацию, адсорбцию, ионный обмен, экстракцию, ректификацию, выпаривание, дистиляцию и др. Эти методы используют для удаления из сточных вод тонкодисперсных взвешенных частиц (твердых и жидких), растворимых газов, минеральных и органических веществ.

Коагуляция – процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. Ее применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей.

Для этого в сточной воде добавляют специальные вещества - коагулянты. Коагулянты образуют в воде хлопья гидрроксидов металлов, которые быстро оседают под действием силы тяжести. Хлопья обладают способностью улавливать коллоидные и взвешенные частицы и агрегировать их. В качестве коагулянтов обычно используют соли алюминия, железа или их смеси.

Флотация. Суть метода заключается в том, что при сближении поднимаются в воде пузырька воздуха с твердой гидрофобной частицей происходит процесс слипания. Затем комплекс пузырек – частица поднимается на поверхность воды, где пузырьки собираются, и возникает пенный слой с более высокой концентрацией частиц.

Достоинствами флотации является непрерывность процесса, широкий диапазон применения, небольшие капитальные и эксплуатационные затраты, высокая степень очистки (95-98%), возможность рекуперации удаляемых веществ. Флотация сопровождается аэрацией сточных вод. Различают следующие способы флотационной обработки сточных вод:

1. С выделением воздуха из растворов. За счет уменьшения давления.

2. С механическим диспергированием воздуха. За счет вращения импеллера в жидкости возникает большое число мелких вихревых потоков, которые разбиваются на пузырьки определенной величины.

3. С подачей воздуха через пористые материалы. При пропускании воздуха через пористые керамические пластины получаются мелкие пузырьки.

4. Электрофлотацию.

5. Химическая флотация. При введении в сточные воды некоторых веществ протекают химические процессы с выделением газов: О₂, СО₂, .

Адсорбция.

Адсорбционные методы очистки широко применяют для глубокой очистки сточных вод. Она может быть регенеративной (то есть с извлечением вещества из адсорбента и его утилизацией) и деструктивной (с уничтожением адсорбентов вместе с извлеченными веществами из сточных вод).

Эффективность очистки 80-95% в зависимости от химической природы адсорбента, величины адсорбционной поверхности и ее доступности. В качестве адсорбентов используют активированный уголь, синтетические сорбенты и некоторые отходы производства (золу, шлаки, опилки и др.).

Процесс адсорбции состоит из 3 стадий:

1. Перенос вещества из сточных вод к поверхности зерен адсорбента (внешнедиффузионная область)

2. Адсорбционный процесс.

3. Перенос вещества внутри зерен адсорбента (внутридиффузионная область).

Процесс адсорбционной очистки сточных вод ведут при интенсивном перемешивании адсорбента с водой, при фильтровании воды через слой адсорбента.