Конструкции осветлителей для очистки производственных сточных вод должны отвечать требованиям, предъявляемым к осветлителям для очистки природных вод, однако скорость восходящего потока воды в зоне осветления и взвешенного осадка, коэффициент распределения, высоту и концентрацию взвешенных веществ в слое взвешенного осадка, концентрацию шлама после уплотнения следует определять экспериментально.

На заводе «Станколит» (Москва) осуществлена реагентная очистка сточной воды литейных цехов в осветлителях нового типа с помощью сульфата алюминия и полиакриламида.

Конструкция такого осветлителя с выгрузкой уплотненного шлама показана на рис. 5.37. Вода, смешанная с сульфатом алюминия, по трубе / поступает в воздухоотделитель 3. На конце трубы 1 установлена расширяющаяся насадка, предназначенная для гашения кинетической энергии воды. При повороте потока воды, выходящего из насадки, на 180° и при дальнейшем нисходящем ее движении с малой скоростью происходит удаление воздуха. Вода направляется по центральной трубе 14 к шести распределительным трубам 15, оканчивающимся коническими соплами. Сопла расположены горизонтально и предназначены для распределения и вращения воды по кольцевой зоне. Полиакриламид вводится в кольцевую зону по трубе 9 с воздухоотделителем 5.

Одновременно с вращательным движением вода совершает поступательное движение в кольцевой зоне. Скорость поступательного движения рассчитана на поддержание частиц шлама во взвешенном состоянии. Эти частицы образуют контактную среду, которая располагается по высоте кольцевой зоны от распределительных сопл до некоторой отметки в цилиндрической части этой зоны. На этой отметке устанавливается резкая граница

поверхности контактной среды и осветленной воды. По мере поступления новой порции взвешенных частиц избыточная часть их из контактной среды отводится через систему окон 11 и с помощью кожуха направляется в нижнюю часть шламоуплотнителя 12. Вместе с взвешенными частицами из контактной среды отводится часть воды. Эта вода, выходя из-под нижнего края кожуха, меняет направление своего движения на 180°, вследствие чего происходит инерционное отделение значительной части взвешенных загрязнений. Остальная часть этих загрязнений образует в шламоуплотнителе взвешенную контактную среду, с помощью которой происходит непрерывное осаждение взвешенных веществ в нижнюю часть шламоуплотнителя. Образующийся здесь шлам уплотняется и периодически удаляется по трубе 17.

Основная часть воды, поступающей в шламоуплотнитель, осветляется так же, как и в кольцевой зоне, и, поднявшись вверх по трубе 6,

Рис. 5 37. Схема осветлите.1я новой конструкции

/ - труба; 2 - желоб; 3 - воздухоотделитель; 4 ~ насадка для гашения кинетической энергии воды; 5 - воздухоотделитель; 6 - труба; 7 - кольцевой лоток; труба; 5--труба; /О - предохранительная решетка; - высотная система окон; 12 - шламоуплотнитель; 13 - кожух; 14 - центральная труба; /5распределительные трубы; /б - окна; /7 -труба; /8 -труба; /Р -кольцевая зона; 20 - отверстия; 2/- конические сопла

поступает в кольцевой лоток и отводится по трубе 8. Количество этой воды регулируется задвижкой на трубе 6.

Осветленная вода через отверстия 20 сливается в желоб и отводится по трубе 8.

Система окон, расположенных по высоте осветлителя, автоматически регулирует баланс взвешенных веществ, поступающих в осветлитель и отводимых в шламоуплотнитель. При изменении содержания взвешенных веществ в исходной воде и пропускной способности осветлителя верх контактной среды перемещается в пределах высоты расположения окон, следовательно, меняется площадь окон, через которые удаляется избыток взвешенных веществ.

В нижней части корпуса шламоуплотнителя имеются круглые окна для удаления из контактной среды тяжелых фракций. Кроме того, эти окна служат для разгрузки стенок шламоуплотнителя от одностороннего давления, которое создается при наполнении и опорожнении осветлителя. Для опорожнения осветлителя служит труба 18,

Конструкция нового осветлителя позволяет: облегчить операцию выгрузки шлама; сократить объем шлама путем снижения его влажности; сократить расход реагентов благодаря улучшению их перемешивания с водой; повысить степень осветления воды за счет уменьшения выноса шлама; сократить количество операций промывки осветлителей.

Экстракционные способы очистки. Для выделения из производственных сточных вод растворенных в них органических веществ, например фенолов и жирных кислот, можно использовать способность этих веществ растворяться в какой-либо иной жидкости, не растворимой в очищаемой воде. Если такую жидкость прибавлять к очищаемой сточной воде и перемешивать, то эти вещества будут растворяться в прибавленной жидкости, а концентрация их в сточной воде будет уменьшаться. Этот физико-химический процесс основан на том, что при тщательном перемешивании двух взаимно нерастворимых жидкостей всякое вещество, находящееся в растворе, распределяется между ними в соответствии со своей растворимостью согласно закону распределения. Если же после этого прибавленную жидкость выделить из сточных вод, то последние оказываются частично очищенными от растворенных веществ.

Этот способ удаления растворенных веществ из сточных вод называют жидкостной экстракцией; удаляемые при этом растворенные вещества - экстрагируемыми веществами, а добавляемую, не смешивающуюся со сточными водами жидкость - экстрагентом. В качестве экстрагентов применяются бутилацетат, изо-бутилацетат, диизопропиловый эфир, бензол и др.

Отношение взаимоуравновешивающихся концентраций в двух не-смешивающихся (или слабо смешивающихся) растворителях при достижении равновесия является постоянным и называется коэффициентом распределения:

/С=const, (5.34)

где Сэ - концентрация данного вещества в экстрагенте при установившемся равновесии, кг/м; Cq - то же, в сточной воде при тех же условиях, кг/м.

Величина коэффициента распределения К зависит от температуры, при которой производится экстракция, и от концентрации экстрагируемого вещества. Данные о величине К для некоторых веществ (при температуре 25° С) приведены в табл. 5.11.

Таблица 511

Значение коэффициента распределения Л

Так как степень ассоциации молекул и активность ионов меняются с изменением концентрации, то величину коэффициента распределения К определяют экспериментально для того интервала концентраций, с которым придется иметь дело в практических условиях.

К экстрагенту предъявляется еще ряд требований. Он не должен образовывать эмульсии с водой, так как это ведет к снижению производительности установки и к увеличению потерь растворителя, должен легко регенерироваться, быть нетоксичным.

Техника экстракционной очистки состоит в следующем. К сточной воде добавляют экстрагент и перемешивают их до установления равновесного распределения примеси между обоими растворителями. При последующем отстаивании смесь из-за разности плотностей разделяется на два слоя, которые могут быть отделены друг от друга механическим путем.

При однократной экстракции нельзя полностью удалить из сточных вод экстрагируемое вещество; это может быть достигнуто лишь в результате повторной экстракции одной и той же порции воды новыми порциями экстрагента, что и применяют на практике. Этот способ недостаточно экономичен, так как требует большого количества экстрагента. Так, например, чтобы уменьшить концентрацию фенолов в очищенных сточных водах с 6 до 0,1 г/л, нужно произвести несколько экстракций и для очистки 1 л сточной воды затратить такого экстрагента, как бензол, 2,2 л.

Более экономично проводить экстракцию, направляя поток экстрагента навстречу потоку сточных вод (противоточная экстракция). В этом случае для снижения концентрации фенолов с 6 до 0,1 г/л необходимо всего 0,5 л того же экстрагента (бензола) на 1 л сточной воды. Уменьшение расхода экстрагента при противоточной экстракции обусловливается большим насыщением бензола фенолом, достигаю-