Экстракция, требов, предъявл к экстраг, экстракция в противотоке.

Метод оснна извлечении органических примесей с малой растворимостью в воде с помощью органич растворителей – экстрактов, в которых эти соединения хорошо растворимы. Характер для используемого экстрагента является коэффициент распределения:

Для улучшения массообменаэкстрагент дозируется в тонко измельчённом состоянии.Если экстрагированное вещество в ионном виде:

Зависит от следующих факторов:

- Концентрации растворённого вещества.- Температуры- Химической природы примесей и экстрагентов

При увелич темп, коэфф умен, что необходимо учитывать при очистке сточных вод (необходимо охлаждать)

Требования:1) Выс коэфф распределения2) Селиктивность3) Малая растворимость в воде4) Плотность должна отличаться от плотности воды5) Нетоксичность6) Низкая стоимость.

Наилучшим является экстрогент у которого наивысший коэф. распределения и наимен растворимость воде.

Темп кипения экстрагентов должна быть ниже температуры кипения воды.

После проведения экстракции экстрогент регенерируют при этом экстрагируемое вещество определяют перегонкой, а регенерирующийэкстрогент отправляют на очистку воды

Экстракция в противотоке:Для повышения эффективн экстрагирования проводят непрерывную экстракцию, многоступенч, при противотоке исходного вещества и экстрагентов.

Достоинства:- Высокая степень извлечения органических примесей- возможность использования в оборотных и бессточных системах водоснабжения.

Недостатки:- Сложность- Дороговизна некоторых конструкций- Большая площадь данной установки

Эвапорация и аэрация.ЭвОснован на способности некоторых органических веществ образовывать азиатропную смесь с водяным паром. Перегонку производят в периодически действующих колоннах или непрерывно действующих дистилляторах. Степень извлечения примесей достигает 100мг/л. ПДК фенола 0,001мг/л. Регенерация водяного пара осуществляется 7-15% раствором гидроксида натрия NaOH при t=103 . Фенол из растворителя в дальнейшем извлекают. При очистке воды данным способом в очищаемой воде не должно содержаться в значительном количестве ,  , т.к. они уменьшают концентрацию NaOH в растворителе. Также не должны присутствовать смолы и масла вызывающие отложения в колоннах. Данный метод широко испол для извлечения фенолов из ст вод коксохимических производств. Не удаляются неорганические соли. Преимметода: простота при высоких технико-эконом показателях и отсутствия доп реагентов загрязняющих воду.Аэрация-это водяная обработка воздухом, при кот происходит окисление раствор соединений Fe, Mn кислородом воздуха и переведение в оксидную форму осадков, задерживающихся на фильтрах, также происходит отдувка из воды летучих примесей. Данный метод основан на з-неДальтона, по которому кол-во раств-го газа в воде прямо пропорц-но его парциальному давлению над раствором. Аэрация для обезжелезивания и удаления HS. Активность удаления HS зависит от pH.При pH<5 HSудаляется полностью. pH>=5 необходимо подкисление. После воду подщелачивают во избежание коррозионного действия кислой воды на аппаратуру H2S+O₂= S+ H₂О. Аэрацию произв-ят в вакуумных дегазаторах. Деструктивные методы-это методы, при которых загрязняющ. воду в-ваподверг-ся разрушению путём хим-го окисления или восстановления. Удаляется в виде осадков, газа.

Области использ аэрации и эвапорации, контроль проц.Процесс  эвапорации осущ. в испарительных установках, в которых при протек через эвапорационную колонну с насадками из колец навстречу потоку острого пара сточная вода нагревается до темпер. 100 С. При этом содержащ. в сточной воде летучие примеси переходят в паровую фазу и распред. между двумя фазами (паром и водой). Производится в периодически действующем аппарате или в непрерывно действ. дистиляционных колонках. Далее пар проходит через адсорбент, тоже нагретый примерно до 100 С, в котором из пара удаляются захваченные им примеси. Метод находит применение при обесфеноливании сточных вод, содерж. в основном летучие фенолы. Необходимым условием для эвапорацииявл. достаточная летучесть загрязняющих воду веществ. При применении загрязн. вещества отгоняют из сточной воды насыщенным водяным паром, который увлекает за собой более летучие смеси. Преимущество - в сточную воду не вводят добавочные загрязняющие реактивы. Метод достаточно прост, дает хорошие технико-экономические показатели.

Метод аэрацииприменяется для повышения концентрации растворенного кислорода, удаления из воды газов и веществ, обусловливающих запах, обезжелезивания воды, биологической очистке сточных вод. Процесс протекает в специальном очистном сооружении – аэротенке. В него интенсивно подается воздух. В жидк наход взвешенные частицы, на которых развиваются аэробные организмы: из таких частиц образуется активный ил, который оказывает благоприятное влияние на ход процессов окисления и очистки сточных вод. Может осущпневматич, механич или комбинированными аэраторами. Чем меньше размер пузырьков, тем большее количество кислорода переходит в жидк из воздуха и тем ниже затраты энергии на работу аэрации. Метод позволяет значительно снизить или полностью отказаться от применения химич реагентов. Системы аэрации отлич высокой степенью надежности и автономностью работы.

Нейтрализация сточных вод

Нейтр. Сточные воды, содерж кислоты или щелочи, перед сбросом в водоемы или перед технологич использованием подвергаются нейтрализации. Практически нейтрал считаются воды, имеющие рН 6,5 – 8,5. Для нейтрализации кислых стоков используют щелочи, для нейтрализации щелочных – кислоты. Нейтрализ можно проводить различными путями: смешением кислых и щелочных сточных вод, добавлением реагентов, фильтрованием через нейтрализующие материалы. Для нейтрализации кислых вод используют щелочи (NaOH, KOH), соду (Na2CO3), аммиачную воду (NH4OH), карбонаты кальция и магния (CaCO3 и MgCO3). Расчет добавок извести основывается по кислотности стока. Для нейтрализации щелочн сточных вод используют магнезит, доломит или обожженный доломит («магномасса»), известняк, шлак, золу, а также применяют отходящие газы, содержащие СО2, SО2, NО2, N2О3 и др. Из всех перечисл загрузок самой удобной является магно­масса, а самой важной ее частью - окись магния, облад ря­дом преимущ по сравнению с карбонатами и окисью кальция: а) окись магния нераствор в воде и поэтому не переходит в раст­вор в отсутствие кислот; б) при нейтрализ ею сильных кислот не происходит образов двуокиси углерода и, след-но, в нейтрализов воде не возрастает карбонатная жесткость; в) скорость нейтрализации окисью магния больше, чем карбо­натами.Для нейтр-ии следует использ. взаимную ней­трализацию стоков. Когда в производстве им кислые и щелоч­ные стоки, рационально нейтрализовать их смешиванием, Колич свободной щелочности и кислотности в стоках oпределяют анализом.Нейтрал прим для обработки производственных сточных вод многих отраслей промышл, содерж щелочи и кислоты. Осущ с целью предупреждения коррозии материалов водоотводсетей и очистных сооруж, нарушения биохимич проц в биологических окислителях и водоемах.

Радиацочистка сточных вод от органических загрязнений.Радиолизом водных растворов наз преобразование раство­ренныхвеществ вследствие поглощения энергии ионизирующего излучения. Химичизменения в системах происходят за счет поглощения энергии. Резэтого процесса являются иониза­ция ивозбуждение молекул воды, приводящие впоследствии к об­разованию химичактивных частиц — радикалов. В разбавлен­ных р-рах, в которых ионизирующее излучение полностью поглощается водой, такими частицами могут быть атомы водорода Н, гидратированные электроные_Гидр, радикалы ОН*. Колич энергии, поглощенное системой, наздозой кот выраж в радах или электрон-вольтах.

Радиационно-химич процесс характеризуется выходом про­дукта G, т. е. колич преобразов частиц при погло­щении 100 эВ энергии ионизирующего излучения.Механизм радиац способа очистки промышл сточ­ных вод зависит от концентрации растворенных веществ. Напри­мер, при не очень высокой концентрации загрязнений радиационно-химичпревращения органических в-в про­текают через реакции образования радикалов Н. С этими активными частицами загряз­нители могут вступать в реакции окисления, восстановл, при­соед, отщепления атомов или целых групп и т. д.Процесс очистки при высоких концентрациях загрязнителя становится экономически невыгодным, поскольку он требует слишком больших затрат энергии излучения.Радиацочистка является быстрым одностадийным процессом, дает комплексный эффект. Преимущество заключается в комплексном действии излучения, ускоряется коагуляция и седиментация, устраняются цветность и запах, снижаются величины ХПК и БПК, происходит дезинфекция воды. Конечными продуктами разложения загрязнений являются простые экологически безвредные соединения.

Химич очистка сточных водОчистка сточных вод — это разрушение или удаление из них загрязняющих веществ, обеззараж и удаление патогенных организмов. Прим для выделения из сточных вод растворимых неорганических примесей. Для химич очистки произв сточных вод в настоящее время использ разл реагенты. Наибольшее применение имеют: окислители — хлор, перманганат калия, озон; подщелачивающие вещества — известь, гидроксид натрия, сода; подкисляющие вещества — серная и соляная кислоты.Например, сточные воды, содержащие соли хрома (VI), образовывают гидросульфитом NaHSO3, сульфитом NaSO3 или сульфатом железа FeSO4 в щелочной среде с последующим удалением осадка гидроокиси хрома Cr(OH)3Процесс окисления фенолов и других орган.в-в кислородом воздуха в присутствии катализаторов также можно отнести к хим очистке сточных вод.В случае пром ст вод химическое осаждение применяется и как самост способ очистки, и как предварительная ступень перед биологич очисткой.хим добавки приводят к обесцвечиванию, осветлению и образованию шлама.

Дезинфекция сточных водОбеззараживание сточных вод произв для уничтож содерж в них патогенных микробов и устранения опасности заражения водоема микробами при спуске в него очищ сточных вод.Дезинфможет производиться разл способами, но наибольшее распространение получило хлорир, т. е. введение в ст. воду определенного кол-ва хлора, хлорной извести или гипохлорита натрия. Сущность обеззараж действия хлора закл в окислении ферментов, вход. в состав протоплазмы клеток бактерий, в результате чего последние погибают. Бактериц эффект хлора в значительной степени зависит от начального его колич в воде и продолжительности контакта с водой. Колич активного хлора, вводимого при дезинфекции на единицу объема сточных вод, называют дозой хлора, выражаемой в мг/л или г/м3. Жидкий хлор в воде растворяется плохо, поэтому применяют хлор-газ. Взаимодействие газообразного хлора с водой протекает с выделением соляной НС1 и хлорноватистой НОС1 кислот по уравнению С1₂+Н₂О = НС1+НОС1.

Озониров воды основано на свойстве озона разлагаться в воде с образованием атомарного кислорода, разрушающего ферментные системы микробных клеток и окисляющего некоторые соединения, кот придают воде неприятный запах.Колич озона зависит от степени загрязнения воды и составляет 1–6 мг/л при контакте в 8–15 мин; высокая доза придает воде специфич запах и вызывает коррозию водопроводных труб. С гигиенической точки зрения озонирование воды – один из лучших способов обеззаражпитьевой воды. Однако в связи с большим расходом электроэнергии, использованием сложной аппаратуры и необходимостью высококвалифицированного обслуживания, озониров нашло применение для обеззараж питьевой воды только при централизованном водоснабжении. Технологический процесс включает последовательные стадии очистки воздуха, его охлаждения и осушки, синтеза озона, смешения озоновоздушной смеси с обрабатываемой водой, отвода остаточной озоновоздушной смеси, вывода ее в атмосферу. Все это требует также дополн вспомогательного оборудования, объемных строительно-монтажных работ.

Обеззараживание йодом и бромом. Наиб активность в воде проявляет йод, входящий в состав HI. В отличие от хлора йод не реагирует с аммиаком и более устойчив к влиянию солнечной радиации.Техника обеззараж йодом и введения его в воду бассейна проста. Приготовленный 2%-ный раствор йода с помощью шайбового дозатора вводится в смеситель-эжектор или во всасывающую линию циркуляционного насоса оборотной системы водообмена бассейна. Другим эффективным и простым методом обеззараживания воды для ванн является бромирование. Бром обладает аналогичным с хлором пролонгированным действием. В воде бассейна остаточный бром должен быть в количестве 0,8—1,5 мг/л, что несколько больше дозы хлора, но он не оказывает отрицательного влияния на человека, не имеет запаха и не токсичен, как хлор. Порошок дибромантина разводят водой в растворном баке и дозатором подают в трубопровод перед насосом.