Если ПАВ не диссоциированы или слабо диссоциированы, то они могут успешно извлекаться углями из сточных вод. Поскольку поверхность углерода электронейтральна, адсорбция на углях определяется в основном дисперсионными силами взаимодействия. ПАВ, находящиеся в сточных водах в виде мицелл, сорбируются наиболее полно.

Из многих марок активных углей для очистки сточных вод от ПАВ лучшим считается уголь КАД. Наиболее распространенным методом регенерации углей является термический при температурах 250 - 400°С с последующей активацией адсорбента при температурах 800 - 900°С в среде азота, углекислого газа или паров воды.

В установках очистки сточных вод адсорбцией на активированном угле применяется гранулированный уголь. Известны попытки заменить его порошкообразным, так как последний в 3 - 4 раза дешевле гранулированного. Кроме того, у порошкообразного активированного угля более быстрая кинетика адсорбции вследствие сокращения пути внутренней диффузии молекул ор­ганических веществ и увеличения внешней поверхности. Регенерация этого угля осуществляется в специальной печи во взвешенном слое при 650 - 870°С в течение нескольких секунд при недостатке кислорода. Однако потери порошкообразного угля при регенерации составляет 15%, что в 3 раза выше, чем гранулированого. Стоимость регенерации порошкообразного угля примерно в 2 раза больше, чем гранулированного. Помимо этого возникает много технологических затруднений при работе с порошкообразным углем, и в настоящее время предпочтительнее применять гранулированные активированные угли.

При разработке способов очистки воды с помощью активированных углей следует учитывать, что эти адсорбенты целесообразно применять на стадиях доочистки вод, содержащих небольшие концентрации ПАВ (не более 100 - 200 мг/л).

---

1.4 Очистка воды с помощью ионообменных смол и полимерных адсорбентов

Крупные органические ионы, как правило, поглощаются ионитом с высокой степенью избирательности. Сорбция ионитами протекает более эффективно из разбавленных растворов с содержанием ПАВ менее 100 мг/л. Анионоактивные ПАВ сорбируются среднеосновными и сильноосновнымй ионитами, причем для регенерации ионитов рекомендуется использовать водно - органические растворы солей. Внедрение технологических схем очистки сточных вод с помощью динамического ионного обмена сдерживает тем, что необходима установка большого числа ионитовых фильтров со сравнительно коротким рабочим циклом, после чего необходима их регенерация, связанная с большими затратами энергии и средств на переработку продуктов регенерации (элюатов). Учитывая также высокую стоимость ионитов и их дефицитность, очистка воды от ПАВ методом ионного обмена может рекомендоваться лишь в тех случаях, когда к воде предъявляются повышенные требования в части отсутствия ПАВ.

Литературных данных по применению полимерных адсорбентов для извлечения ПАВ недостаточно. Исследованные адсорбенты по эффективности значительно уступают активированному углю. В динамических условиях ПАВ, содержащие в молекуле гидрофобные бензольные кольца, адсорбируются достаточно хорошо. Возможно, полимерные адсорбенты могут быть более эффективными при условии модификации их путем обработки реагентами, повышающими сродство поверхности полимеров к адсорбируемым веществам.

1.5 Очистка воды пенообразованием

Метод заключается в адсорбции ПАВ на границе раздела фаз раствор - газ и в непрерывном снятии поверхностного слоя пены, Таким образом могут быть удалены многие ПАВ, но необходимо найти оптимальные условия выделения и создать соответствующую аппаратуру.

Большое влияние на степень извлечения ПАВ оказывает их концентрация в стоках. Пенное - концентрирование ПАВ эффективно и уместно лишь при извлечении малых количеств ПАВ в результате резкого увеличения объема Пенного продукта с ростом концентрации вещества.

При очистке пенной флотацией стоков, содержащих контакт Петрова (смеси сульфокислот) степень очистки при исходной концентрации ПАВ 400 - 1200 мг/л составила 31%. При извлечении ПАВ ОП - 7 с содержанием их в стоках до 200 мг/л степень извлечения составила 65%. Эффективность очистки стоков от ПАВ пенообразованием зависит от ряда других факторов: рН среды, размера пузырьков барботируемого газа, высоты слоя раствора, температуры, наличия других ионов в растворе. Поэтому в каждом случае проводится подбор оптимальных условии проведения процесса флотации. Например, в работе отмечается, что степень извлечения алкилсульфатов натрия является наибольшей при скорости подачи воздуха 12 мл/(мин × см

---

²) поперечного сечения аппарата при высоте слоя раствора не менее 10 см.

При исследовании пенной флотации с додецилбензосульфонатом натрия в присутствии иона кальция установлено, что наилучшая флотация обеспечивается при рН = 8. Ионы кальция связывают додецилбензосульфонат в адсорбционном слое и этим способствуют лучшему протеканию процесса флотации. Эффективность процесса зависит от величины поверхности раздела фаз, ионной концентрации додецилбензосульфоната, размера зеркала сточных вод во флотаторе, концентрации ионов кальция.

Флотационную очистку стоков, содержащих 120 мг/л алкиларилсульфокислот, предлагается проводить с использованием гидроксидов железа и алюминия при рН = 8 - 9. Применение флотации вместо отстаивания позволяет снизить объем образующегося осадка с 17 - 18 до 3,3% и сократить время обработки воды с 2 - 5 ч до 0,7 ч: Отмечается, что при увеличении концентрации ПАВ до 500 - 600 мг/л ухудшения качества очистки не происходит.

Большое значение в достижении необходимой эффективности очистки имеет размер пузырьков газа. Чем больше размер флотируемых частиц, тем больше должен быть радиус пузырьков, необходимых для флотации. К методам насыщения жидкости пузырьками воздуха или газа относятся подача воздуха через пористые материалы, механическое диспергирование воздуха, флотация с выделением воздуха из раствора, биологическая флотация, электрофлотация. Экспериментально установлено, что размер пузырьков в вакуумных машинах составляет 0,2 - 0,5, в компрессионных 0,1 - 0,2 и в электрофлотационных 0,04 - 0,2 мм.

6. Применение электрохимических методов для очистки стоков

Как показывает практика применения электрохимических методов, они обладают существенными преимуществами перед традиционными методами обработки воды. И в первую очередь они дают возможность в большинстве случаев отказаться от применения реагентов, реагентного хозяйства, что наряду со снижением стоимости электроэнергии, позволяет прогнозировать на ближайшее время еще более широкое их распространение.

1. Электрокоагуляция

Этот метод зачастую оказывается более эффективным, чем реагентная коагуляция. Так, при очистке стоков от анионоактквных ПАВ типа сульфанол достигается степень очистки 81,8% при плотности тока 0,5 - 0,7 А/дм

---

². Очистку проводили при повышенной температуре (40 - 55°С) с использованием железных и алюминиевых электродов при плотности тока 0,4 - 2,6 А/дм² в проточном и стационарном режимах. Образующийся на поверхности электрокоагулятора пенный продукт удаляли скребковым устройством в пеносборник. Сточные воды, содержащие ПАВ, также обрабатывали перед электрокоагуляцией хлоридом кальция, который предотвращал пассивацию электродов и соответственно увеличивал эффективность очистки, которая завершалась в течение 15 - 20 мин при плотности тока 1,0 - 1,2 А/дм². Концентрацию сульфанола удалось снизить с 850 до 40 мг/л и взвешенных веществ с 5460 до 25 мг/л при продолжительности электрокоагуляции 20 мин и плотности тока 2,5 А/дм². Расход электроэнергии составил при этом 16 кВт-ч/м³.

Электрокоагуляционная очистка проводится при различных значениях рН среды. Например, очистку стоков от алкилсульфонатов осуществляют при рН=11 - 11,5. В этом случае в качестве щелочного реагента используется оксид кальция. При.использовании анода из алюминия, а катодов из меди при плотности тока до 3 А/дм² за 20 - 30 мин содержание алкилсульфонатов снижается с 3600 до 42,5 мг/л.

Небольшие концентрации ПАВ (около 100 мг/л) удаляют электрокоагуляцией без добавления нейтрализующих агент. При плотности тока 0,23 - 0,7 А/дм², вре­мени пребывания сточной воды в межэлектродном пространстве 1 - 2 мин при последующем контакте гидроксидов железа с загрязняющими веществами в течение 10 - 15 мин содержание синтетического ПАВ снижалось с 94 до 4,2 мг/л. Расход электроэнергии составил 2,5 кВт-ч/м³. Для предупреждения пассивации электродов через 10 - 15 мин проводилась переполюсовка.



Рисунок 1

Технологическая схема установки для электрокоагуляционной очистки отработанных СОЖ

1- циклонный разделитель; 2 - сборник сточной воды; 3 - сборник масла; 4 – смеситель - нейтрализатор; 5 - колонный электрокоагулятор; 6 - сборник отходов;7 - источник питания; 8 - насосы.

Описывается установка для электрокоагуляционной очистки концентрированных маслоэмульсионных сточных вод, образующих в цехах металлообработки предприятий (рис. 1).

Установка включает предварительную обработку воды путем ее подкисления до заданного значения рН среды, электрокоагуляцию и окончательное осветление. Блок предварительной подготовки воды, разработанный в соответствии с рекомендациями Харьковского отделения ВНИИВОДГЕО, состоит из приемного сборника 2 (см. рис. 1) для

---

накопления сточной воды, происходит усреднение качественного состава отработанной сборника 3 для приема отстоявшегося минерального масла, смесителя 4 для подкисления раствором соляной кислоты исходной щелочной эмульсии до рН = 5,2 - 5,6, а также насосов 8 для перемещения воды и емкости для хранения минеральной кислоты (на рис. 5.1 не показана). В приемном сборнике сточной воды происходит усреднение качественного состава отработанной СОЖ, осаждение абразивных и металлических частиц и отстой неэмульгированного масла, попадающего в воду из гидросистем смазки станков и в результате разрушения эмульсии в процессе ее длительной эксплуатации. Отстоявшееся масло из сборника направляется в отделение очистки для его повторного использования.

Усредненную жидкость из приемного сборника подают в смеситель для понижения щелочности среды. При подкислении отработанной СОЖ, содержащей ПАВ, соляной кислотой происходит вытеснение из молекул ПАВ ионов щелочных металлов (в частности, иона Na^-) протонами сильной кислоты

RCOONa + H⁺  RCOOH + Na^-, т. е. процесс сопровождается накоплением в эмульсии хлористого натрия.

Эмульсия из смесителя самотеком направляется в зону коагуляции колонного электрокоагулятора 5, где она смешивается с электролитом, содержащим электрогенерированный коагулянт, и мельчайшими пузырьками водорода, выделяющимися на поверхности катода. В качестве электролита, подаваемого на электродный блок для образования гидроксида металла, применяют очищенную воду из отстойника.

Материалом для растворимого анода служит алюминий или его сплавы. Продукты анодного растворения алюминия непрерывно удаляются из межэлектродного пространства восходящим потоком электролита и выделяющимся на электродах газом и смешиваются с очищаемой жидкостью в зоне над электродами. В результате взаимодействия гидроксида алюминия с капельками масла и разрушения межфазной адсорбционной пленки на их поверхности происходит слипание (коалесценция) капелек. Образующиеся укрупненные частицы масла флотируются на поверхность жидкости пузырьками водорода, а также транспортируются вверх потоком жидкости. Образующийся на поверхности жидкости слой отходов в виде пены непрерывно удаляется путем эжектирования сжатым воздухом.

Очищаемая вода подается в дополнительную зону флотации, расположенную в отстойной камере. В качестве материалов нерастворимых перфорированных кольцевых электродов применяется коррозионно - стойкая сталь. Создание в колонном электрокоагуляторе второй зоны флотации позволяет значительно повысить производительность аппарата. Очищенная вода направляется на окончательное осветление в отстойник вертикального типа. Масляные шламы накапливаются в специальном сборнике 6 и в дальнейшем направляются на заводы железобетонных конструкций, где используются для смазывания металлических форм взамен чистого минерального масла. Питание электрокоагулятора осуществляется от выпрямительного агрегата ВАКР-1200. Может быть также использована для очистки

---

Смотрите также файлы

• Атындаfы оТстік азастан университетіні колледжі.docx

• Введение Глава Теоретикометодологические основы.docx

• К снижению работоспособности, могут вызывать повышенное утомление.docx

• Тепловое движение. Температура.ppt

• Российская экономика на пути к рынку.ppt