Физико-химическая очистка характеризуются такими методами как коагуляция, флокуляция, флотация и сорбция. Обычно данный метод используют для более глубокой очистки после механической. [13]

Дата: 2025-04-30; Просмотры: 3

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

В качестве коагулянтов при коагуляционном методе используют соли железа и аллюминия, в воде они образуют хлопья гидроксидов металлов, которые быстро оседают под действием силы тяжести. Хлопья обладают способностью улавливать коллоидные и взвешенные частицы и агрегировать их. В отличие от коагуляции 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 с целью повышения скорости их осаждения. Использование флокулянтов позволяет снизить дозы коагулянтов, уменьшить продолжительность процесса коагуляций и повысить скорость осаждения образующихся хлопьев. Для очистки сточных вод используют природные(крахмал, декстрин, эфиры, целлюлозы) и синтетические флокулянты. [13,14] Затем хлопья выделяются в процессе отстаивания, фильтрования или флотации. Флотацию в основном применяют для нерастворимых диспергированных примесей, которые самопроизвольно плохо отстаиваются. Процесс заключается в создании комплекса частица-пузырек воздуха, всплывании этого комплекса и удалении образовавшегося пенного слоя. Эффект взаимодействия пузырьков газа с дисперсной фазой определяется их адгезионно-поверхностными свойствами, что даёт возможность удалять из воды как твёрдую, так и жидкую тонкодисперсную взвесь. Эффективность очистки методом флотации достигает 90%, а при использовании коагулянтов и флокулянтов флотация обеспечивает высокоэффективную очистку сточных вод − до 95-98%.[17] В зависимости от способа получения пузырьков в воде существуют следующие способы флотационной очистки:флотация пузырьками, образующимися путем механического дробления воздуха (механическими турбинами-импеллерами, форсунками, с помощью пористых пластин и каскад-ными методами);флотация пузырьками, образующимися из пересыщенных растворов воздуха в воде(вакуумная,напорная); электрофлотация. Достоинствами флотации, по сравнению с отстаиванием, является большая скорость процесса, высокая степень очистки,'остаточная концентрация нефтепродуктов составляет 5-7 мг/дм³.[18]

Для более глубокой чистки от тонкоэмульгированных и растворенных нефтепродуктов применяют сорбцию. Процесс поглощения происходит всей структурой, поэтому качество сорбента определяют по степени гидрофобности к звгрязняющему веществу.[19]Данный метод позволяет достичь очистки до 0,05 мг/дм³ содержания нефти. [18]

Сорбенты подразделяются на неорганические(песок, цеолиты, туфы), органические (активированные угли) и синтетические(полипропиленовые волокна, полиуретан)[20] В работах [21,22] показана возможность применения отходов полимерных материалов и поливинилхлорида для очистки сточных вод от нефтяных загрязнений, приведены результаты и исследований. Процесс сорбции может осуществляться как в статических условиях, где частица жидкости не перемещается относительно частицы сорбента ( аппараты с преремешивающими устройствами), так и в динамических условиях, где частица жидкости перемещается относительно сорбента (фильтры, аппараты с псевдоподвижным слоем).

Все химические методы очистки базируются на процессах химического окисления с применением озона и хлора. Наиболее широкое применение озонный метод, поскольку озон обладает высокой окислительной способностью и при нормальной температуре разрушает вещества. С помощью озонирования можно достичь до 0,05 мг/дм³ концентрации нефтепродуктов и даже ниже[18,23] В процессе исследований установлено, что предварительное озонирование позволяет существенно уменьшить дозу коагулянта. В качестве примера в таблице 2.2.3.2 представлены данные качества неозонированной и озонированной (Доз = 1,5 мг/л) воды, очищенной при различных дозах коагулянта. При сравнении полученных данных видно, что без предварительного озонирования качество очищенной воды даже при дозе коагулянта 2,3 мг/л ниже, чем с предварительным озонированием и дозой коагулянта 1,0-1,2 мг/л.[24]

Таблица 2.2.3.2.

Влияние озонирования на качество очищенной воды[24]

Проектирование и расчет озонаторных установок производятся в соответствии с [25] исходя из состава обрабатываемой воды, удельного расхода озона на единицу окисляемых веществ (1,5−5 мг/мг нефтепродуктов) и его содержания в озоно-воздушной смеси генераторов озона 15–25 мг/дм3, а также на основании технологических испытаний для каждого конкретного случая. [26].

Биологическая очистка основана на жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению или восстановлению органических веществ, находящихся в сточных водах в виде тонких суспензий, коллоидов, в растворе и являются для микроорганизмов источником питания, в результате чего и происходит очистка сточных вод от загрязнения. Задачей биологической очистки является превращение органических загрязнений в безвредные продукты окисления - H2O, CO2, NO3-, SO42- и др. Этот способ является самым эффективным по степени очистки от нефти и других загрязняющих веществ (см. таблицу 2.2.3.3.), но сложность строгого соблюдения технологического режима, токсическое действие на микроорганизмы некоторых органических соединений и дальнейшей утилизации отработанного активного ила, затрудняет использование метода.[18]

Таблица 2.2.3.3.

. Допустимые максимальные концентрации вредных веществ в сточных водах, для которых возможно биологическое их окисление[13]

Очистные сооружения биологической очистки можно разделить на два основных типа: сооружения, в которых очистка происходит в условиях, близких к естественным(поля орошения, биологические пруды) и сооружения, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях (аэротенках, биофильтрах и аэрофильтрах).[13-16] В работах [27,28] разработан биосорбционный метод для удаления биоразлагаемых и биорезистентных загрязняющих веществ (нефтепродукты, хлорорганические и фосфорорганические соединения, соединения азота и др.), что не достигается традиционными методами биологической очистки и отдельно мемрбанными методами. Исключить эти недостатки помогло создание гибридных биосорбционно – мембранных технологий, но появились другие – снижение производительности вследствие биологического обрастания поверхности мембран.[29-31]

Коалесцентный и мембранный методы встречается довольно часто поэтому рассмотрим их более подробно.