Физико-химические методы очистки

К физико-химическим методам очистки сточных вод относятся коагуляция, флокуляция, адсорбция, ионный обмен и мембранные методы.

1. Коагуляция – это укрупнение мельчайших коллоидных и диспергированных частиц под действием сил молекулярного притяжения.

В качестве коагулянтов применяют соли алюминия и железа (III), которые в результате гидролиза образуют хлопья гидроксидов, способных адсорбировать коллоидные частицы и катионы тяжелых металлов.

Скорость процесса коагулирования воды определяется в основном стадией хлопьеобразования. Рост хлопьев происходит в результате сорбции скоагулировавшими частицами гидрокидов алюминия или железа коллоидных частиц, примесей воды, укрупнения образовавшихся хлопьев за счет соединения друг с другом. Кроме того катионы алюминия адсорбируются поверхностью гумусовых кислот с образованием труднорастворимых комплексов алюминия.

Доза сульфата алюминия варьируется от 2 до 100 мг /г в зависимости от мутности воды.

Al₂(SO₄)₃ + 3Ca(HCO₃)₂ == 2Al(OH)₃ + 3CaSO₄ + 6CO₂

Соли железа обладают коррозионным действием, поэтому применяются реже других коагулянтов.

Флокуляция. Механизм действия флокулянтов основан на адсорбции макромолекул флокулянта скоагулированными или взвешенными веществами. Одна макромолекула имеет много активных центров и может адсорбироваться сразу несколькими частицами. В качестве флокулянтов применяют органические соединения, такие как полиакриламид, праестол.

2. Адсорбция - поглощение загрязнителей развитой поверхностью твердых веществ- адсорбентов. В качестве сорбентов используют порошкообразные и гранулированные угли, золу, коксовую мелочь, торф, силикагели, активные глины. Эффективный метод очистки от органических соединений. Остаточные концентрации нефтепродуктов после очистки на угольных фильтрах АГ-3 не превышает 0,05 мг/л, что не превышает ПДК. С учетом сезонной специфики очистки ливневых стоков от нефтепродуктов предлагается не регенерировать угольную загрузку, а использовать в течение сезона, а затем целесообразно сжигать в печах, где в качестве топлива используют уголь.

3. Ионный обмен - гетерогенный обмен между ионами в растворе и ионами. Присутствующими на поверхности твердой фазы - ионитами. Позволяет очищать от ионов тяжелых металлов, ПАВ.

4. Мембранные методы заключаются в фильтрации растворов под давлением, превышающем осмотическое, через полупроницаемую мембрану. Обратный осмос позволяет очистить воду от электролитов, низкомолекулярных неионогенных органических соединений, бактерий. Ультрафильтрация позволяет очистить воду от олигомеров, полимеров, взвешенных и коллоидных частиц (таблица 3).

Достоинства метода - простота, высокая эффективность, недостаток - концентрирование загрязнителей у поверхности мембран.

Таблица 3 – Мембранные методы очистки сточных вод