Очищення СВ методом зворотного осмосу й ультрафільтрації

Зворотний осмос - безперервний процес молекулярного поділу розчинів шляхом їхньої фільтрації під тиском через напівпроникні мембрани, що затримують повністю або частково молекули, іони розчиненої речовини.

Ультрафільтрація - мембранний процес поділу розчинів, метод використовується при очищенні від високомолекулярних сполук, зважених часток і колоїдів.

Перевагою гіпер - і ультрафільтрації є:

- простота апаратури;

- можливість поділу розчинів при нормальній температурі;

- виділення коштовних сполук;

- одночасне очищення води від органічних, неорганічних і бактеріальних забруднень.

Недоліки:

- концентраційна поляризація;

- необхідність проведення процесу при підвищеному тиску.

Термічне знешкодження

Метод термічного знешкодження мінералізованих СВ застосовують для виділення коштовних солей, а також використовують як перший щабель перед термоокислювальним високотемпературним знешкодженням СВ.

Апарати для концентрування стічних вод.

Концентрування СВ здійснюється у випарних установках поверхневого типу. У випарних апаратах концентрують сульфатні, лужні, радіоактивні стічні води.

В апаратах із зануреними пальниками упаюються СВ нагріванням при безпосередньому контакті з димовими газами, отриманими при спалюванні палива в пальниках частково або повністю занурених у стічні води. Їх використовують для розпарювання агресивних рідин, коли в процесі випарювання виділяють кристали солей. Димові гази, що мають t = 1500°С, нагрівають СВ до 80-95°З. Коефіцієнт використання тепла згоряння палива – 85 %.

Апарати для одержання сухого залишку.

Випарювання СВ із одержанням сухого залишку здійснюють у розпилюючих сушарках, печах, кристалізаторах і апаратах з "киплячим шаром"(мал. 4).

У розпилювальних сушарках висока інтенсивність випару досягається за рахунок тонкого розпилення СВ, d_краплі = 20-60мкм. Кількість пари, одержуваного з 1 м² апарата 10-14 кг/година.

Умовні позначення:

1 - топка;

2 - форсунка;

3 - апарат з "киплячим шаром";

4 – газорозподільна решітка;

5 - циклон;

6 - повітродувка;

7 - шнек;

8 - інертний матеріал.

Рисунок  4 – Апарат з "киплячим шаром" [5]

Очищення стічних вод методом іонного обміну

Використовуються іонообмінні смоли, що складаються із просторово зшитих нерозчинних у воді вуглевородних ланцюгів з фіксованими на них активними іонообмінними групами, що мають заряд, що нейтралізується розташованими усередині полімеру іонами протилежного заряду.

Види катіонітів:

· важкокислотні катіоніти, що містять сульфогрупи - SО₃Н, іди фосфорнокислі групи РО(ВІН)₂  і сильно-основні аніоніти, що містять четвертинні амонієві підстави – N⁺ (R)₃ катіоніти – КУ - 2 - 8год і аніоніт АВ - 17;

· слабокислі катіоніти утримуючі карбоксильні - СООН і фенольні групи й слабоосновні аніоніти, що містять первинні – NН₂ і вторинні NH 3-₃- аминогрупи;

· іоніти змішаного типу, що мають властивості суміші сильної й слабкої кислот або підстав;

· іоніти, обмінна ємність яких поступово міняється в широкому діапазоні рН.

Катіонірування

Для очищення СВ застосовують штучні й природні, мінеральні й органічні катіоніти. Природні не одержали широкого поширення через малу обмінну ємність і недостатню стійкість, хоча деякі з них (вермикуліт, доломить) рекомендуються застосовувати для очищення СВ від радіоактивних елементів, частіше застосовують штучні органічні катіоніт, сульфовугілля, амберлайти, вофатіти.

Якщо катіоніти перебуває в Н⁺ формі, то обмін катіонів відбувається за реакцією:

Ме⁺ +Н [К] = Me [К] + Н⁺                                     (14)

Якщо у формі – Na⁺, то

Ме⁺ + Na [К] = Me [К] + Na⁺,                         (15)

де: [К] - катоніти,

Ме⁺ - катіон металу розчину СВ.

Регенерація насиченого катіоніта досягається обробкою його розчином мінеральної кислоти (5 - 15 % мас.) і протікає за рівнянням:

2Me [К] + H₂SO₄  2H [K] + Me₂ SO₄,        (16)

або розчином повареної солі (5 - 15 % мас):

Me[К] + NaCl = Na [K] + MeCl,                   (17)

Аніонірування

Аніоніти являють собою штучні смоли, одержувані полімеризацією органічних сполук - фенилендиамін, сечовина, меланін.

Слабоосновні аніони обмінюють аніони сильних кислот (SO 4-₄^{- -}, Cl^-, NO 3-₃^-, PO 4-₄ ^{- -}) і не здатні обмінювати аніони слабких мінеральних кислот (CO 3-₃ ^{- -}, Si 2-₂^{- -}).

Аніонірування протікає за рівнянням:

2[A]OH + H₂SO₄  [A]₂SO₄ + 2H₂O,           (18)

де [A] - аніоніти.