Технологічні процеси водопідготовки

Відокремлений розчинник через теплообмінник 2 і холодильник 7 повертається в цикл, а опріснена вода і рафінад із залишками амінів прямують на вилучення розчинника в десорбційні апарати 5 і 6 [ 20 ].

 

Ефективним методом видалення органічних домішок з води є біохімічний. Методи біологічного очищення грунтуються на застосуванні різних мікроорганізмів. Розрізняють аеробний процес, який здійснюється за наявності кисню, і анаеробний – без доступу кисню. Анаеробне очищення застосовують як перший ступінь для підготовки до наступного аеробного очищення стічних вод з високою концентрацією органічних забруднень.

Біологічне аеробне очищення здійснюють у біофільтрах, аеротенках, на зрошувальних полях та в біологічних ставках. Біофільтри будують у вигляді залізобетонних резервуарів діаметром до ЗО м і заввишки: низькі – 1, 5-2 м, високі – 2, 5-9 м і баштові – 10-20 м. На дірчасте днище резервуара накладають щебінь, гальку, керамзит або гратчасті блоки з пластмаси. На поверхні укладених матеріалів поселяють мікроорганізми, які живляться органічними домішками стічних вод. Мікроорганізми перетворюють органічні речовини на неорганічні (переважно на вуглекислий газ і воду або метан, аміак та ін.). Біофільтри доцільно застосовувати в районах з теплим кліматам для стічних вод з БСК не більш як 400-500 мг Ог/л [ 18 ].

Аеротенки – резервуари завдовжки до 100 м і більше, завширшки до 10 м і завглибшки до 5 м. В аеротенки постійно нагнітають повітря. Стічні води очищають методом «чистих культур» або за допомогою активного мулу. «Чиста культура» – це вирощені популяції мікроорганізмів, які живляться певними речовинами (наприклад, фенолом, роданідами і ціанідами з концентрацією до 100 мг/л і більше). Активний мул – це співтовариство різноманітних бактерій, які живляться органічними домішками стічних вод. У мулі залежно від виду виробництва розвиваються певні групи мікроорганізмів. Проте певна частина їх є спільною для всіх видів мулу: завжди присутні неспороносні бактерії роду псевдомонас, сарцини, а також інші бактерії й мікрококи. Для очищення стічних вод харчових виробництв використовують також різні водорості, нафтохімічної промисловості – мікроорганізми з роду нокардія і культури дріжджів. Приріст активного мулу періодично виводять з апарата і після знезаражувальної обробки його можна використовувати як добриво [ 4 – 11 ].

Поля зрошення, поля фільтрації та біологічні ставки належать до ґрунтових методів біологічного очищення. На полях зрошення одночасно з очищенням стічних вод вирощують різні культури рослин. Якщо на ділянках не вирощують рослини, а тільки очищають стічні води, їх називають полями фільтрації. Цей спосіб застосовується обмежено, оскільки потребує рівні ділянки ґрунтів з доброю фільтрувальною здатністю.

Біологічні ставки облаштовують каскадом по 3-5 водойм завглибшки 1-1, 5 м. Оскільки процеси біологічного очищення відбуваються повільно, вода в ставках має перебувати не менш як 20 діб. Біологічні ставки переважно використовують після попереднього очищення іншими методами, як буфер перед водоймою, в яку скидають очищену воду [18].

До четвертої групи забруднювальних домішок належать електроліти, що становлять гомогенні системи. Для їх видалення з води застосовують гіперфільтрацію (зворотний осмос), трансформацію йонів у малорозчинні та малодисоційовані сполуки, сепарацію йонів при різних фазових станах води, фіксацію йонів на твердій фазі йонітів (йонний обмін), електродіаліз та вилучення йонів металів мікробами.

Процес розділення розчинів, що полягає у фільтруванні рідини крізь напівпроникні мембрани, які пропускають розчинник (воду) і затримують розчинені речовини (гідратовані йони та молекули органічних сполук називають зворотним осмосом. Фільтрування води під тиском, вищим за осмотичний, крізь непроникні для йонів мембрани застосовують для стічних вод із вмістом солей 20-35 г/л. Схема утворення зворотного осмосу зображена на рис. 7. 7. Осмотичний тиск розчинів навіть у разі невисокої мінералізації досить значний. Так, для морської води з вмістом солі 3, 5% він становить 2, 5 МПа [ 21 ].

Робочий тиск в установках для опріснення визначається вмістом солей у розчинах і для морської води його підтримують у межах А-5 МПа.

Трансформацію йонів на малорозчинні сполуки після утворення гідроксидів, карбонатів або летких сполук використовують у хімічних методах очищення. За допомогою хімічних методів здійснюють зм’якшення води з видаленням солей твердості содово-вапняковим та фосфатним методами, видалення кольорових і важких металів, силіцію, заліза, мангану та ін. [ 22 ].

За допомогою електролізу із стічних вод вилучають кольорові, благородні та інші метали (мідь, цинк, нікель, хром, золото, срібло тощо). Електролітичний метод очищення застосовують також для видалення ціанистих і хромовмісних сполук. Ціанисті сполуки окиснюються на аноді, а потім гідролізуються до карбонатів і амонію. Хромовмісні сполуки відновлюються до хромітів з утворенням нерозчинного осаду хроміту феруму або до хрому (III), який осаджують лугом у вигляді гідроксиду хрому (III).

Йонообмінний метод полягає у видаленні зі стічних вод йонів розчинених солей за допомогою йонітів, здатних обмінювати свої йони на йони, що містяться у воді. Розрізняють процеси катіонного і аніонного обміну.