Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
Существующие способы очистки сточных вод по их основному принципу можно разделить на следующие группы: 1) механические; 2) физико-химические; 3) химические; 4) биохимические и 5) термические.
Механические методы включают отстаивание, фильтрацию и осветление сточных вод. Этот наиболее доступный метод служит для удаления крупнодисперсных взвесей и обычно приме-
няется в качестве первой стадии в общей технологической схеме очистки. Для этих операций применяют типовое оборудование механической очистки жидкостей: отстойники, сита, фильтры и др.
К физико-химическим способам очистки сточных вод следует отнести флотацию мелкодисперсных взвесей, их коагуляцию при помощи коагулянтов и флокулянтов, адсорбцию растворенных примесей (на активированном угле, золе, шлаках), экстракцию их растворителями, отгонку с водяным паром, ионо-обмен и т. п. Флотацию тонких взвесей и их коагуляцию чаще относят к механической очистке, хотя они основаны на физико-химических процессах (см. ч. I, гл. VII). Эти операции, а также фильтрацию производят непосредственно после удаления крупных взвесей приемами грубой механической очистки.
Физико-химические методы требуют дорогих реагентов и сравнительно сложной аппаратуры. Их целесообразно применять главным образом для очистки многокомпонентных сточных вод от небольших количеств токсичных веществ. Так, адсорбцию на активированном угле или ионообмен применяют для извлечения меди, цинка, никеля, свинца из сточных вод цветной металлургии. Для этого применяют ионообмен в катионитовом фильтре (см. ч. I, рис. 131). Фенолы извлекают из сточных вод экстракцией минеральными маслами, бензолом, четыреххлористым углеродом, а также отгонкой водяным паром с последующим пропусканием паров через раствор NaOH для регенерации ценного вещества в виде фенолятов натрия.
Химические методы основаны на образовании нетоксичных продуктов в результате обработки сточных вод химическими реагентами и протекания различных реакций нейтрализации, конденсации, окисления, восстановления. Этот метод связан с большими расходными коэффициентами по реагентам и ведет к образованию новых соединений, которые хотя и не токсичны, но в свою очередь засоряют водоемы. В этой группе следует выделить хлорирование — обработку сточных вод хлором или его кислородными соединениями. Этот прием часто применяется для дезинфекции сточных вод, их дезодорации, уничтожения грибков и других вредных организмов, обезвреживания цианистых соединений и пр.
Наиболее перспективными и надежными способами очистки промышленных стоков служат биохимическая и термическая очистка.
Биохимическая очистка применяется в основном для сточных вод, содержащих органические примеси, как самостоятельный процесс и в комплексе с другими методами. Сущность биохимической очистки состоит в разрушении органических и некоторых неорганических загрязнений с помощью особых культур — микроорганизмов. В результате окислительных биохимических реакций органические соединения (а также неорганические сульфиды и соли аммония) превращаются в безвредные продукты окисления: воду, двуоксись углерода, нитрат- и сульфат-ионы и др. С помощью бактерий можно достаточно полно окислить большинство органических примесей при небольшой их концентрации в
промышленных стоках. Предельно допустимая концентрация веществ, поступающих на биохимическую очистку (г/м3) органических кислот (масляная, акриловая) 100—500; спиртов и эфиров 300—500, ионов металлов (Zn, Ni, Cr) 1—10; фенола 1000. Недостаток биохимической очистки — малая скорость окислительных процессов, в результате чего для их завершения необходимы большие объемы аппаратуры.
Существуют два приема биохимической очистки: при доступе кислорода (аэробный) и в отсутствие кислорода (анаэробный). Наиболее универсален и широко распространен аэробный метод, обеспечивающий более высокую скорость процессов и позволяющий достигнуть максимальной деструкции и обезвреживания примесей. Анаэробный метод применяется как первая ступень биохимической очистки сточных воде высокой концентрацией органических веществ. Уменьшение их концентрации в 10—20 раз иа первой ступени создает благоприятные условиядля последующей аэробной очистки.
Биохимическую очистку производственных (а также бытовых) сточных вод производят на полях фильтрации (специально подготовленные земельные участки), в биологических прудах (каскады искусственных водоемов), биофильтрах и аэротенках. Наиболее распространены и перспективны биофильтры и аэротенки. Биофильтры (рис. 118) —железобетонные резервуары с дырчатым днищем, заполненные насадкой и заселенные микроорганизмами, которые образуют на поверхности насадки так называемую биологическую пленку. Сточные воды подаются в аппарат через распределительное устройство (например, вращающийся ороситель), обеспечивающее равномерное орошение насадки, фильтруются через насадку, контактируя с биопленкой на ее поверхности. Воздух или подается под дырчатое днище вентилятором, или используется естественная аэрация, более экономичная. Принудительная подача воздуха применяется при высоте насадки более 2 м или при необходимости десорбции больших количеств CO2. В качестве насадки применяются пористые и прочные материалы: шлаки, щебень, галька, кокс, керамзит, блоки из пластмасс. Биофильтры имеют круглое сечение, диаметр их составляет от 6 до 30 м и соответственно производительность от 1000 до 40 000 м3/сут очищаемых стоков. Эффективность действия биофильтра зависит от его нагрузки по ВПК *,
