Напишем:


✔ Реферат от 200 руб., от 4 часов
✔ Контрольную от 200 руб., от 4 часов
✔ Курсовую от 500 руб., от 1 дня
✔ Решим задачу от 20 руб., от 4 часов
✔ Дипломную работу от 3000 руб., от 3-х дней
✔ Другие виды работ по договоренности.

Узнать стоимость!

Не интересно!

Известные экологи

Владимир Вернадский

Эдуард Зюсс

 

Джеймс Лавлок

Физико-химические методы очистки сточных вод.

Используют для удаления из сточных вод тонкодисперсных взвешенных частиц (твердых и жидких), растворимых газов, минеральных и органических веществ. К физикохимическим методам относят: коагуляцию, адсорбцию, флотацию, экстракцию, ионный обмен, диализ и др.

Коагуляция – введение в сточные воды коагулянтов (солей аммония, железа, меди, шламовых отходов и т.п.) для образования хлопьевидных осадков, которые затем легко удаляются. Коагуляция широко применяется для очистки сточных вод предприятий химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, целлюлознобумажной, легкой, текстильной отраслей промышленности. Производственные сточные воды, прошедшие сооружения механической очистки, представляют собой агрегативно устойчивую систему. При введении в сточную воду коагулянтов или коагулянтов совместно с флокулянтами агрегатная устойчивость нарушается, образуются более крупные агрегаты частиц (хлопья), которые удаляются из сточных вод механическими методами. В процессе коагуляции образуется значительный объем рыхлого хлопьевидного осадка (до 10–20 % объема обрабатываемой сточной воды. Эффективность очистки может достигать 90–95 %. В практике находит применение и метод электрохимического коагулирования с использованием электродов, изготовленных из железа или сплавов алюминия. Металл анода под действием постоянного тока ионизируется и переходит в сточную воду, частицы загрязнений которой коагулируют образовавшимися труднорастворимыми гидроксидами алюминия или железа.

Флокуляция процесс агрегации взвешенных частиц при добавлении в сточную воду высокомолекулярных соединений, называемых флокулянтами. При флокуляции агрегация происходит не только при непосредственном контакте частиц, но и в результате взаимодействия молекул адсорбированного на частицах флокулянта. Флокуляцию проводят для интенсификации процесса образования хлопьев гидроксидов алюминия и железа с целью повышения скорости их осаждения. Использование флокулянтов позволяет снизить дозы коагулянтов, уменьшить процесс коагуляции и повысить скорость осаждения образующихся хлопьев. Механизм действия флокулянтов основан на адсорбции молекул флокулянта на поверхности коллоидных частиц; ретикуляции (образование сетчатой структуры) молекул флокулянта; слипания коллоидных частиц за счет сил ВандерВаальса. Процесс очистки сточных вод коагуляцией и флокуляцией состоит из следующих стадий: дозирование и смешение реагентов со сточной водой; хлопьеобразование и осаждение хлопьев.

 Адсорбция – способность некоторых веществ (бентонитовые глины, активированный уголь, цеолиты, силикагель, торф и др.) поглощать загрязнение. Адсорбцию используют для обезвреживания сточных вод от фенолов, гербицидов, пестицидов, ароматических нитросоединений, ПАВ, красителей и т. д. Достоинством метода является высокая эффективность, возможность очистки сточных вод, содержащих несколько веществ, а также рекуперации этих веществ. Адсорбционная очистка сточных вод может быть регенеративной, т. е. с извлечением вещества из адсорбента и его утилизацией, и деструктивной, при которой извлеченные из сточных вод вещества уничтожаются вместе с адсорбентом. Эффективность адсорбционной очистки достигает 80–95 % и зависит от природы адсорбента, величины адсорбционной поверхности и ее доступности, от химического строения вещества и его состояния в растворе. В качестве сорбентов применяют различные искусственные и природные пористые материалы: золу, торф, силикагели, алюмогели, активные глины и др. Эффективными сорбентами являются активированные угли. Процесс адсорбционной очистки сточной воды ведут при интенсивном перемешивании адсорбента с водой, при фильтровании воды через слой адсорбента. Обычно сорбционная установка представляет собой несколько параллельно работающих секций, состоящих из трехпяти последовательно расположенных фильтров.

Флотация применяется для очистки производственных сточных вод, содержащих поверхностноактивные вещества, нефть, нефтепродукты, масла, волокнистые частицы. Процесс заключается в образовании в толще воды газовых пузырьков (чаще воздушных), прилипании частиц к поверхности раздела газовой и жидкой фазы, всплывании этих комплексов на поверхность обрабатываемой сточной жидкости и удаление образовавшегося пенного слоя. Применение того или иного способа флотации зависит от состава сточных вод, необходимой степени очистки. Наиболее широко применяется напорная флотация, позволяющая обрабатывать сточные воды с начальной концентрацией загрязнений до 4–5 г/л и более.

Экстракционный метод очистки производственных сточных вод основан на распределении загрязняющего вещества в смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей соответственно его растворимости в них. Применяют при относительно высоком содержании в сточных водах растворенных органических веществ, представляющих техническую ценность (фенолы, жирные кислоты). В процессе экстракции экстрагент вводится в обрабатываемую воду, а после достижения равновесия концентрация экстрагируемого вещества в экстрагенте с коэффициентом распределения значительно превышает остаточную концентрацию в сточной воде. Экстракт (экстрагент с растворенным веществом) отделяется от обработанной сточной воды, а затем с помощью различных методов осуществляется отделение экстрагируемого вещества, которое утилизируется, а экстрагент вновь используется в технологическом процессе.

Метод ионного обмена между ионами, находящимися в растворе, и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы (ионита), позволяет извлекать и утилизировать из сточных вод ценные примеси (соединения мышьяка, фосфора, а также хром, цинк, свинец, медь, ртуть), радиоактивные вещества.

Обратный осмос и ультрафильтрация. Обратным осмосом и ультрафильтрацией называют процессы фильтрования раствора через полупроницаемые мембраны под давлением, превышающим осмотическое давление. Мембраны пропускают молекулы растворителя, задерживая растворенные вещества. При обратном осмосе отделяются частицы (молекулы, гидратированные ионы), размеры которых не превышают размеров молекул растворителя. При ультрафильтрации размер отдельных частиц на порядок больше. Давление, необходимое для проведения процесса обратного осмоса 6–10 МПа, для процесса ультрафильтрации 0,1–0,5 МПа. Эффективность процесса зависит от свойств применяемых мембран: они должны обладать высокой разделяющей способностью (селективностью), большой удельной производительностью (проницаемостью), устойчивостью к действию среды, достаточной механической прочностью, низкой стоимостью.

Электрохимические методы. Электрокоагуляция основана на укрупнении примесных частиц при  прохождении загрязненной воды между электродами, через которые пропускается постоянный ток. Коллоидные частицы ориентируются вдоль силовых линий поля и соединяются. При прохождении тока происходит электролиз воды с образованием ионов водорода ОН на катоде и растворением металла анода (Al, Fe, Zn). Образующиеся гидроксиды металлов, как и при химической коагуляции, захватывают в свою структуру и адсорбируют на поверхности мелкодисперсные примеси и растворенные вещества.

Электрофлотация – использование газов, выделяющихся при электролизе на электродах, для удаления взвешенных в воде примесей. Измеряя плотность тока, можно легко регулировать размеры возникающих пузырьков и необходимую глубину очистки. Применение электрофлотации эффективно для очистки небольшого количества вод, сильно загрязненных маслами, целлюлозой, гидроксидами металлов и др.

Электрофоретические методы применяются для удаления из воды отрицательно заряженных частиц примеси. Наличие отрицательного заряда частиц в присутствии электрического поля препятствует их коагуляции.

Электроосмос движение жидкости через капилляры в пористых перегородках под действием электрического поля, в результате чего происходит уменьшение содержания примесей.