Очистка промислових стічних вод для повторного використання

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Завдання

вода домішки стічний технологічний

Розробити та обґрунтувати технологічну схему підготовки води відповідно до походження і складу вихідної води та вимог до якості очищеної води, подати конструкцію основного апарата схеми й розрахунок всього обладнання.

Характеристики та показники якості води, що проходить обробку

Потужність станції, м3/год	рН	Завислі речовини, мг/дм3	Кольоровість, град	Запах, бал	ХСК	БСК	Розч гази, мг/дм3	Речовини-забруднювачі, мг/дм3	ЗСВ, мг/дм3	Колі-індекс
		грубодисперсні	колоїдні
400	4,5	80	50	22	5	200	130	-	6500 (феноли)	800	-

Показники якості води після обробки

рН	Завислі речовини, мг/дм3	Кольоровість, град	Запах, бал	ХСК	БСК	Розч гази, мг/дм3	Речовини-забруднювачі, мг/дм3	ЗСВ, мг/дм3	Колі-індекс
	грубодисперсні	колоїдні
6,0	15	10	8	5	40	20	-	1000 (феноли)	400	-



Вступ

Людство користується водою з початку свого існування. Без неї неможливо нічого, навіть саме життя. Сама людина на 80% складається з води.

Світові запаси води величезні, проте зараз ми стоїмо на межі екологічної катастрофи. Гостро постала проблема запасів питної, і навіть просто чистої води у водоймах. Ми більше не можемо просто сходити на річку купатися влітку - брудно.

На сьогодні маємо розвинуту промисловість, потужні заводи, але все це - найбільші споживачі і забрудники навколишнього середовища. У минулому столітті настільки не турбувалися відходи, які скидають просто у водоймища, що це підірвало їх флору і фауну. Мікроорганізми, що відповідають за самоочищення вод, просто не справляються з навантаженнями. Ніхто не задумався раніше, що середовище подібне людському організму: в ньому має бути все, але якщо чогось вкинути надлишок, він просто не впорається і захворіє. Тому наразі є велика необхідність в очисних спорудах, що дадуть можливість максимально зменшувати кількість шкідливих речовин перед спуском у водойми, повторно використовувати воду на виробництві, робити якіснішу питну воду і т.д.

Метою курсової роботи є розгляд методів очищення промислових стічних вод від даних домішок та їх класифікації за фазово-дисперсним станом; приведення схеми очистки води до її повторного використання; приведення головного апарату; розрахунок апаратів схеми.



1. Характеристика води за походженням та вимоги до очищеної води

Стічні води - будь-які води та атмосферні опади, що відводяться у водні об'єкти з територій промислових підприємств та населених місць, через систему каналізації або самопливом, властивості яких виявилися погіршеними в результаті діяльності людини.

Промислові (виробничі) стічні води - утворюються в результаті використання води в технологічних процесах на промислових підприємствах або видобутку корисних копалин, відводяться через систему промислової або загальносплавної каналізації. Найбільш характерними і небезпечними забруднюючими речовинами промислових стічних вод є екстрагуючі фречовини (переважно нафтопродукти), феноли, синтетичні поверхнево-активні речовини, важкі метали, органічні речовини з тривалим терміном розкладання, в тому числі різні пестициди. Виділяють забруднені та умовно чисті промислові стічні води. Прикладом умовно чистих стічних вод може бути вода, що використовувалась для охолодження в теплообмінних апаратах.

Промислові стічні води, у свою чергу, поділяють на три основні групи [1]:

1) промислові води, що утворюються внаслідок безпосереднього використання води саме в технологічних операціях, вони забруднені всіма речовинами, які використовуються в технологічних процесах даного виробництва. Частина цих вод, які отримують при завершальній обробці готового продукту, іноді слабко забруднена, і таку воду відносять до практично умовно чистих.

2) води від допоміжних операцій та процесів, які утворюються під час поверхневого охолодження технологічної апаратури та енергетичних агрегатів; головною відмінністю таких вод є, як правило, підвищена температура,

3) води із допоміжних цехів і цехів обслуговування (сховищ сировини та готової продукції, транспортування сировини і палива, котельних тощо), ці води забруднені різноманітними речовинами.

Промислові стічні води залежно від виду та концентрації забруднювальних речовин, а також від кількості стічних вод відводять або одним загальним потоком, або кількома самостійними потоками. Так, у самостійні потоки об'єднують:

* слабкозабруднені промислові стічні води, які містять один або кілька видів забруднення,

* промислові стічні води, які містять токсичні сполуки,

* кислі або лужні стічні води,

* виробничі стічні води з неприємним запахом,

* дуже мінералізовані води,

* промислові стічні води, що містять олії, жири, нафтопродукти тощо.

В разі відсутності чітко визначених видів забрудників усі промислові стічні води об'єднують в один групу. Практично чисті води від допоміжних операцій, як правило, виводять окремим потоком або транспортують разом із зливовими (дощовими) водами.

О6'єднуючи забруднені стічні води, слід враховувати можливість взаємодії природних вод з виділенням значної кількості газоподібних речовин, і у тому числі, вибухонебезпечних продуктів, токсичних речовин тощо.

Сумарне відведення побутових і промислових стічних вод доцільне, якщо останні забруднені органічними речовинами, що піддаються біохімічній деструкції, та якщо концентрація токсичних забруднень у загальному потоці, що надходить в споруди біологічного очищення, не перевищує гранично допустимої концентрації (ГДК) для біологічного очищення.

Характеристика стічних вод і вимоги до якості очищуваної води.

За типом забруднень промислові стічні води можна розподілити на три групи:

1) води, забруднені переважно мінеральними домішками (стічні води підприємств, що виробляють мінеральні добрива, кислоти, будівельні вироби та матеріали, нафтопродукти, вуглевидобувних підприємств тощо),

2) води, забруднені переважно органічними домішками (стічні води підприємств хімічної та нафтохімічної, переробної промисловості, виробництва полімерних плівок, матеріалів, каучуку тощо),

3) стічні води, забруднені мінеральними та органічними домішками (нафтопереробна, нафтодобувна, нафтохімічна, легка, харчова промисловість, органічний синтез),

За концентрацію органічних домішок промислові стічні води поділяють на чотири категорії I - до 500 мг/л, II - 500-5000, III - 5000-30 000, IV - понад 30 000 мг/л, а за ступенем агресивності - на неагресивні (рН 6,5.. 8,0), слабкоагресивні (рН 6,0.. 6,5 та рН 8..9) і сильноагресивні (рН<6 та рН>9).

Об'єм промислових стічних вод залежить від ступеня водоспоживання та водовідведення.

Очищення промислових стічних вод полягає в зниженні концентрацій жирів, нафтопродуктів, масел і зважених речовин.

Очищені промислові стічні води застосовуються як технічна вода в системах оборотного водопостачання і після очищення промислових стоків застосовуються для поливу виробничих територій, миття автомобілів і т. п.

При очищенні промислових стоків із застосуванням водооборотного циклу йде значна економія води, що здешевлює процеси виробництва і знижує собівартість продукції.



Таблиця 1.1 - Вимоги до якості води для підживлення теплообмінних апаратів оборотного водопостачання в хімічній промисловості [3]

Показник якості	Для оборотної води	Величини, необхідні для підживлювальної вади
		Зі скиданням в% води (з продуванням)	Без скидання оборотної води (замкнений цикл)
Твердість карбонатна, моль/м3	2,5	2,0	0,9
Твердість постійна, моль/м3	5,0	4,0	1,9
Загальний солевміст, г/м3	1200	900	445
Хлориди, г/м3	300	237	112
Сульфати, г/м3	350-500	277-395	119-187
Сума фосфору та азоту, г/м3	3	2,4	1,1
Завислі речовини, г/м3	30	23,6	11,2
Окиснюваність перманганатма, Г Оа/м3	8-15	11,8-12,8	3-5,7
ХСК, г Оа/м3	70	55	26
Масла та речовини, що утворюють Смолу, г/м3	0,3	0,25	0,10

2. Характеристика домішок, які треба видалити з води, за їх фазово-дисперсним станом

Фазово-дисперсний стан домішок води обумовлює їхнє поводження в процесі водообробки. Кожному фазово-дисперсному станові домішок відповідає сукупність методів впливу, що дозволяє досягти необхідних якісних показників води (кондицій) зміною цього стану або без його зміни.

На цій основі все різноманіття забруднень (домішок) природних і промислових вод розділено на чотири групи з загальним для кожної групи набором методів водоочищення, зумовлюваним формою перебування домішок у воді.

В основу технології очищення води від домішок кожної групи покладені процеси, що протікають під впливом сил, що найбільше ефективно впливають на дану дисперсну систему.

Грубодисперсні завислі речовини та БСК (в деякій мірі) належать до першої групи класифікації Кульського. Дана група являє собою нерозчинні у воді зависі, що кінетично нестійкі й утримуються в завислому стані динамічними силами водяного потоку. У стані спокою суспензії седиментують.

Колоїдні завислі речовини, кольоровість, БСК та органічні речовини-забруднювачі належать до другої групи класифікації Кульського. Вона поєднує гідрофільні і гідрофобні мінеральні та органо-мінеральні колоїдні частинки ґрунтів, недисоційовані і нерозчинні форми високомолекулярних гумусових речовин і детергенти. Кінетична стійкість гідрофобних домішок характеризується співвідношенням сил гравітаційного поля й броуновського руху. Агрегативна стійкість їх обумовлена електростатичним станом міжфазової поверхні й утворенням при цьому дифузійних шарів або створенням на поверхні часток стабілізуючих шарів.

ХСК та запах належать до третьої групи класифікації Кульського. Ця група домішок включає молекулярнорозчинні сполуки - гази, органічні речовини як біологічного походження, так і внесені промисловими і господарсько-побутовими стоками. Молекули цих домішок можуть істотно змінювати структуру води і взаємодіяти між собою інакше, чим у чистому компоненті. У водяному середовищі можливе протікання двох процесів: сполучення різнорідних молекул (гідратація) і сполучення однорідних молекул (асоціація). Крім випадку утворення хімічних сполук, ці взаємодії, в основному, обумовлені силами Ван-Дер-Ваальса, що включають орієнтаційне притягання між молекулами з постійним диполем і молекулами з наведеним диполем, а також дисперсійне притягання між молекулами з взаємно наведеними диполями. Молекулярно розчинні речовини здатні за рахунок водневих зв'язків утворювати з водою неміцні з'єднання, що існують лише в розчині. Велике значення ці зв'язки мають також при асоціації молекул розчиненої речовини; необхідною умовою їхнього виникнення є достатня полярність валентних зв'язків водню у вихідних речовинах.

Загальний солевміст належить до четвертої групи класифікації. Вона включає електроліти - речовини з іонним чи сильнополярним зв'язком, що під впливом полярних молекул води розпадаються на іони. Кристалічні структури цих речовин руйнуються, головним чином, у результаті процесу гідратації. Для катіонів найбільше характерно іон-дипольна взаємодія при гідратації, для аніонів зі значним негативним зарядом чи малим радіусом - приєднання молекул води за рахунок утворення водневих зв'язків. Стійкість гідратів іонів металів зростає зі збільшенням їхнього заряду і зменшенням радіуса - гідрати іонів лужних металів нестійкі, лужноземельних - більш міцні. Гідратовані катіони можна розглядати як аквакомплекси - комплексні сполуки, що містять у своєму складі воду. У ряді випадків гідратна вода настільки міцно зв'язана з розчиненою речовиною, що при виділенні у тверду фазу вона входить до складу кристалів цієї речовини.

Усі домішки, що забруднюють водойми, цілком охоплюються чотирма групами пропонованої класифікації. Використовуючи особливості, що характеризують кожну групу домішок, можна знаходити ефективні методи видалення всього комплексу домішок, що знаходяться у воді, невеликим числом відповідним чином скомпонованих елементів очисних споруд[2].

3. Вибір та обґрунтування методів очищення води від указаних домішок

Вода, яка прямує на обробку, містить домішки усіх чотирьох груп за класифікацією Л.А. Кульського. Доцільний шлях їх видалення з води буде у тому разі, якщо рухатись у напрямку усунення домішок від першої групи до четвертої. З врахуванням фізико-хімічних властивостей домішок, а також кінетики та динаміки їх фазових перетворень, можна здійснювати вибір найбільш оптимальних та ефективних процессів обробки води.

Грубодисперсні завислі речовини, що містяться в стічних водах, є гетерогенною системою з двох і більшої кількості фаз. Дисперсійним середовищем є вода або водні розчини солей, а дисперсною фазою - завислі тверді речовини або краплі іншої рідини.

Вибір методу розділення суспензії зумовлюється розмірами завислих часточок, в'язкістю дисперсійного середовища і різницею густин дисперсної фази і дисперсійного середовища. Стічні води прояснюють від грубодисперсних завислих речовин у гідроциклонах, відстоюванням і фільтруванням, від тонко-дисперсних - відстоюванням, фільтруванням і флотацією. Стічні води прояснюють від каламуті комбінуванням процесів коагуляції та прояснення, а також фільтруванням або флотацією.

Грубодисперсні завислі речовини утворюють у воді суспензії. Для очистки від концентрацій до 1000 мг/дм³ та кольоровістю до 50 град можна використовувати механічне безреагентне розділення, а саме, фільтрування; адгезію на високодисперсних та зернистих матеріалах (завислі речовини до 150 мг/дм³ та кольоровість до 150 град), а саме, фільтрування з використанням контактної коагуляції. У другому методі потрібне додавання реагентів (Al₂(SO₄)₃ або FeCl₃, ПАА, АК). Це неекономічно та недоцільно в даному випадку, тому обирають механічне фільтрування.

ІІ група домішок води - різні типи гідрофільних і гідрофобних систем, високомолекулярні речовини й детергенти - може вилучатися з води за допомогою різних методів і технологічних прийомів. Використовується процес адсорбції за допомогою гідроксидів алюмінію та заліза або високодисперсних глинистих матеріалів. В даному випадку доцільно використати контактну коагуляцію через наявність колоїдних частинок.

При цьому знижується колірність води, знищуються мікроорганізми, руйнуються гідрофільні колоїди, що створює сприятливі умови для наступного коагулювання, прискорюється процес утворення пластівців та осаду.

Для ІІІ групи домішок, які є молекулярними розчинами, найбільш ефективними є такі процеси їх вилучення з води, як: коригрування; окиснення; адсорбція.

У даному випадку органічним забрудником є феноли. Для усунення їх з води використовується процес екстракції за допомогою органічних розчинників.

Для зниження ЗСВ з невисоких концентрацій (з 800 мг/дм³ до 400 мг/дм³) використовується коагуляція[3], [11].

4. Теоретичні основи методів очищення води, обраних для певної схеми

При очищенні води використовують правило: від простого - до найскладнішого. Спочатку видаляють домішки першої групи, потім другої і т.д.

До першої групи належать грубодисперсні завислі речовини, концентрація яких в очищеній воді не повинна перевищувати 15 мг/дм³. Їх видалення відбувається на стадіях відстоювання, коагуляції і механічного фільтрування.

Колоїдні завислі речовини, кольоровість та загальний солевміст знижуються в процесі коагуляції. При цьому ж підвищується рН додаванням лужного реагенту до 6,0. Концентрація колоїдних речовин в очищеній воді не повинна перевищувати 10 мг/дм³.

Органічні речовини-забруднювачі, в даному випадку феноли, на виході повинні мати концентрацію 1000 мг/дм³. Це відбувається в екстракторі (основна частина) і на стадії адсорбції[4].

5. Принципова технологічна схема підготовки води

Для очистки промислових стічних вод від даними забруднюючих домішок певних концентрацій запропонована така схема:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Відстоювання

Прояснення стічних вод здійснюється шляхом осадження завислих часток під дією сили гравітації. Під час відстоювання неоднорідних систем, якими є суспензії стічних вод, спостерігається поступове збільшення концентрації дисперсної фази в апараті. В результаті осідання завислих часточок дисперсної фази утворюється прояснений шар дисперсійного середовища, за якою йде зона вільного осідання часточок - зона згущеного шару. В міру осідання часток концентрація їх у згущеному шарі підвищується, в результаті чого утворюється зона згущеної суспензії і на дно відстійника осідає шар осаду шламу, який періодично або безперервно видаляється з відстійника.

В зоні вільного осідання концентрація дисперсної фази відносно невелика і часточки осідають під дією сили гравітації, не чинячи впливу одна на одну.

Для збільшення швидкості осадження завислих часточок слід прагнути до збільшення їх розміру і густини, а також до зменшення в'язкості і густини дисперсійного середовища (води і водних розчинів).

Коагуляція

Це процес злипання частинок колоїдів при їхньому зіткненні в процесі теплового (броунівського) руху, перемішування або напрямленого переміщення в зовнішньому силовому полі [5].

Технологія очищення води коагулянтами складається з таких основних операцій: складування реагентів, попереднє прояснення, під луження води, підготовка і змішування коагулянту, знебарвлення і прояснення.

Очищувану воду підлужнюють, якщо лужний резерв недостатній для задовільного гідролізу коагулянтів. Для підлужування води застосовують гідроксид і карбонат натрію, карбонат кальцію і вапно, а також аміак та аміачну воду. В ході підлужування значення рН отримують у межах 6,5 - 7,5.

Особливо важливим є порядок введення реагентів. У разі введення підлужувальних реагентів у забарвлену воду перед додаванням коагулянтів погіршують процес коагуляції і якість очищення. Краще знебарвлюється вода в разі введення підлужувальних реагентів після внесення коагулянтів, оскільки значна частина забарвлених речовин встигає сорбуватися в момент утворення гідроксидів.

Одним з найважливіших технологічних параметрів процесу очищення води є доза коагулянту. Її оптимальна величина залежить від властивостей дисперсної системи: температури, кількості завислих і колоїдно-дисперсних речовин, кольоровості, іонного складу дисперсійного середовища, значення рН та інших фізико-хімічних показників. У разі недостатньої дози коагулянту потрібний ефект очищення не досягається, а в разі надлишку - поряд з перевитратою високовартісного реагенту в деяких випадках може погіршитися коагуляція. Зі зменшенням температури оброблюваної води доза коагулянту значно зростає, особливо у разі каламутних вод, також для тонко дисперсних зависей.

Щоб коагулювання відбувалося швидко і у всьому об'ємі очищуваної води, потрібно інтенсивно змішувати реагенти протягом незначного проміжку часу (1-2 хв в разі мокрого і не більше як 3 хв для сухого дозування реагентів) у гідравлічних або механічних змішувачах.

Як коагулянти використовують переважно солі Алюмінію та Феруму.

Наприклад, Al₂(SO₄)₃ * 18 H₂O добре працює при наявності природньої кольоровості, рН 7,5 - 7,7, але погано працює при низьких температурах і перепадах температур. Це зв'язано із сильною гідратованістю частинок. Осад, що утворюється, не дуже щільний.

Fe(OH)₃ гарно працює при низьких температурах і перепадах, але при використанні коагулянтів на основі заліза потрібне їх точне дозування, так як осідають вони нерівномірно[5].

Фільтрування

Це процес розділення неоднорідних систем (суспензій) за допомогою пористих перегородок, які затримують одну (тверду) фазу і пропускають іншу (рідку).

Залежно від способу створення різниці тисків по обидва боки фільтрувальної перегородки розрізняють процеси фільтрування за сталої різниці тисків, за сталої швидкості та за змінних різниці тисків і швидкості. Віддають перевагу фільтруванню з утворенням осаду, що практично виключає закупорювання пор перегородки і не призводить до збільшення її опору.

Під час фільтрування природних і стічних вод, що містять завислі речовини, крізь шар допоміжних матеріалів (пісок, діатоміт, деревне борошно та ін.) може спостерігатися відкладання завислих речовин на поверхні фільтрувального шару, а також одночасне утворення плівки і відкладання завислих речовин у порах завантаження.

В процесі фільтрування крізь зернисте завантаження відбуваються два протилежні процеси: адгезія затримуваних часточок до мікроповерхні та відрив раніше прилиплих часток і перенесення їх гідродинамічними силами потоку (суфозія). Очищення суспензії від завислих часток відбувається доти, доки сили суфозії часток не починають переважати над силами адгезії.

Екстракція

Це фізичний метод розділення компонентів гомогенної суміші, що ґрунтується на неоднаковому рівноважному розподілі компонентів між двома фазами, які утворюються в разу введення допоміжного розчинника - екстрагента.

Застосовується при концентрації органічних речовин у стічних водах понад 2 г/л. При подачі екстрагенту він розчиняє органічні сполуки, які містяться в стічних водах. Після розчинення органічних сполук їх концентрація в екстрагенті суттєво перевищує концентрацію в стічних водах. Надалі екстрагент виділяють зі стічних вод, регенерують, вилучають з нього органічні сполуки і знову використовують для очищення.

Суміш, що підлягає екстракційному розділенню, в загальному випадку може бути газоподібною, твердою та рідкою.

Розділення стічної води на компоненти екстракційним методом можна здійснити двома способами[8]:

1) екстрагуванням розчиненої речовини з води;

2) екстрагуванням води з розчину.

Принцип методу полягає в тому, що під час змішування двох рідин - стічної води та органічного розчинника (екстрагента), які обмежено розчиняються або практично не розчиняються одна в одній, утворюються дві рідкі рівноважні фази - екстракт і рафінат, що розділяються гравітаційною сепарацією або іншими механічними способами. Звільнений від екстрагованої речовини екстрагент знову подають для очищення стічних вод.

Отже, принципова схема екстракційного очищення стічних вод складається з таких стадій:

власне екстрагування (змішування вихідної води та екстрагента з подільшим розділенням органічної і водної фаз);

вилучення екстрагованої речовиниз органічної фази і регенерація основної маси розчинника;

видалення і регенерація решток розчинника з водної фази (очищеної води).

Рідинну екстракцію застосовують у тому разі, коли методи безпосереднього розділення розчину непридатні. Таким чином можна розділяти компоненти стічної води за їх хімічною природою, а не за фізичними властивостями.

Екстракція має низьку робочу температуру основного процесу, який найчастіше проводиться за кімнатної температури. У разі видалення зі стічних вод летких речовин екстракція має перевагу над ректифікацією тоді, коли у вихідному розчині містяться близько киплячі компоненти або компоненти з невеликою відносною леткістю.

Доцільність екстракції визначається передусім економічними факторами.

Екстрагент - вибірковий розчинник для вилучення окремих компонентів з рідких сумішей (наприклад, водних розчинів).

Розрізняють кислі (екстрагують за катіонообмінним механізмом), лужні (екстрагують за аніонобмінним механізмом) і нейтральні (екстрагують за рахунок сольватації) екстрагенти.

Кислі екстрагенти - карбонові к-ти, нафтенові к-ти, фосфорорганічні к-ти, сульфокислоти, феноли, кислі хелатні агенти, напр. оксіми.

Лужні екстрагенти - солі четвертинних амонієвих основ, первинних, вторинних і третинних високомолекулярних амінів.

Нейтральні екстрагенти - фосфорорганічні сполуки, сульфоксиди, фосфіноксиди, спирти, кетони, аль-дегіди. Е. широко застосовуються в гідрометалургії.

Вибір екстрагента визначається ступенем гідрофільності речовин. Для екстрагування полярних речовин із високим значенням діелектричної сталої використовують полярні розчинники: воду, метанол, гліцерин; для неполярних - кислоту оцтову, хлороформ, етер етиловий та інші органічні розчинники. Найчастіше як екстрагент застосовують етанол - малополярний розчинник, який при змішуванні з водою утворює суміші різного ступеня полярності, що дозволяє використовувати його для вибіркового екстрагування різних біологічно активних речовин. Крім етанолу, з малополярних розчинників застосовують ацетон, пропанол, бутанол.

При очищенні стічних вод як екстрагенти застосовують хлороформ, чотирихлористий вуглець, диізопропіловий і дибутиловий ефіри, бутилацетат, бензол, толуол та ін. Технологія очищення стічних вод складається з таких послідовних стадій: змішування стічної води з екстрагентом, максимально можливого виділення екстрагенту після розчинення органічних сполук, видалення екстрагенту та його регенерації.

Найчастіше екстракцію застосовують для очищення стічних вод від фенолів (екстрагент - ефір).

Для ефективного проведення екстракційного процесу до екстрагента ставляться такі вимоги[9]:

· висока екстракційна ємність відносно речовини, що вилучається (високий коефіцієнт розподілу цієї речовини між органічною і водною фазами);

· селективність стосовно речовини, що екстрагується, особливо за наявності у стічній воді складної суміші органічних забрудників;

· низька розчинність;

· досить велика відмінність густин органічного розчинника і води, що дає змогу виконувати швидке гравітаційне розділення фаз екстракційної системи;

· хімічна інертність до речовини, що екстрагується, та інших компонентів стічної води;

· легкість регенерації з екстракту і рафінату;

· відсутність корозійної активності відносно матеріалів, які застосовують для виготовлення екстракційної апаратури;

· якомога нижча токсичність, мінімальне вогне- і вибухонебезпечність;

· низька вартість.

Найширше екстракційний метод застосовують для вилучення зі стічних вод фенолів.

Адсорбція

Це явище вибіркового поглинання речовини з газового чи рідкого середовища поверхневим шаром твердого тіла (адсорбенту) чи рідини. Компонент, що поглинається, який вміщується в суцільному середовищі (газі, рідині), називають адсорбтивом, а той що вміщується в адсорбенті - адсорбатом.

Адсорбція органічних молекул з водних розчинів залежить від різниці між енергією адсорбційної взаємодії молекул компонентів розчину з атомами поверхні адсорбенту та енергією взаємодії органічної молекули з молекулами води, що утворюють за допомогою системи водневих зв'язків упорядковану структуру рідини. Ця взаємодія визначає розчинність органічної речовини та енергію, що перешкоджає переходу органічної молекули з водного оточення на поверхню поділу фаз. У водних розчинах вона значною мірою визначається структурою рідкої води і змінами структури, що виникають під час розчинення у воді органічних речовин.

У разі адсорбції молекул органічних речовин з водних розчинів на межі поділу фаз тверде тіло - рідина утримуються молекули обох компонентів розчину.

Найчастіше для глибокого очищення стічних вод від органічних речовин застосовують процес фізичної адсорбції (зумовлена силами Ван-дер-Ваальса, не специфічна, повністю оборотна, відбувається з великою швидкістю) на вуглецевих сорбентах. Це зумовлено тим, що енергія вандерваальсової взаємодії молекул органічних речовин з атомами Карбону, які утворюють поверхню вуглецевих тіл, набагато більша, ніж енергія взаємодії цих атомів з молекулами води.,

Вибірковість адсорбції органічних речовин з водних розчинів визначає принципову доцільність застосування адсорбційної технології для очищення природних, технічних або стічних вод.

Для вилучення органічних речовин з водних розчинів потрібні адсорбенти з порами, ефективний радіус яких укладається в інтервал 0,5 - 10 нм. Тобто не лише макропористість, а й наявність перехідних пор (мезопор), ефективний радіус яких не перевищує 10 нм, є істотним недоліком пористої структури адсорбенту. Мікропори з радіусом менш як 0,5 нм також, як правило, непридатні для адсорбції органічних речовин з розчинів, оскільки вони недоступні практично для всіх органічних молекул.

Стадію вторинного відстоювання застосовують для остаточного осадження завислих часток та вуглецевого адсорбента[10].

Размещено на Allbest.ru

...