освобожденный от них водяной пар снова направляется на очистку сточных вод.

Очистка сточных вод эвапорационным методом может производиться только в условиях прохождения пара навстречу протекающей воде. Аппарат, применяемый при эвапорационном методе, представляет собой колонну, состоящую из двух частей: .эвапорационной, где происходит очистка сточных вод, и поглотительной, где происходит регенерация пара.

Преимущество эвапорационной очистки сточных вод по сравнению с другими методами регенеративной очистки заключается в том, что при этом способе в сточные воды не вводятся добавочные загрязнения в виде остающихся в воде реагентов.

Для многих увлекаемых с водяным паром летучих веществ при малых их концентрациях в растворе (что характерно для большинства сточных вод) между концентрацией вещества в жидкой фазе С и паровой фазе Ci устанавливается равновесие:

CiKC, (5.57)

где К-коэффициент распределения вещества между паровой и жидкой фазами.

Значения коэффициента К для растворов некоторых веществ с 0,01 - 0,1 н. концентрацией приведены в табл. 5.15.

Таблица 5.15

Значения коэффициентов распределения К

Основные параметры, определяющие процесс эвапорации, связаны уравнением

,5.58)

где CqhC-начальная и конечная (после выхода из колонны) центрации вещества в воде, г/л; Р - удельный расход пара, кг на 1 кг воды;

кон-

здесь р - эмпирическая константа, м/ч;

Ь -плотность орошения колонны водой, м(м2-ч); о - удельная поверхность насадки, м/м; Н - высота слоя насадки в колонне, м. Диаметр эвапорационных колонн от 0,8 до 3 м, высота слоя насадки Н колеблется от 6 до 12 м. Плотность орошения обычно не превышает 3 мЗ/(м2-ч), расход пара Р = 0,5...1,5 кг/кг.

Значения удельной поверхности наиболее часто применяемых видов насадок приведены в табл. 5.16.

Для некоторых встречающихся на практике условий уравнение (5.58) может быть упиощено:

(5.59)

Таблица 5 16

Удельная поверхность различных насадок

Насадка

Размер насадки, см

Удельная поверхность, mVm

Кольца:

спиральные гладкие . . фарфоровые

«Шахматная» . Дробленый кокс » кварц

7,5X7,5 11,3X10 2,5X2,5

22,5X11,3X6, 7,5

95 66 ПО

22 40 45

тогда высота колонны

Ь (Со - С) Сра

(&.60)

В эвапорационных колоннах процесс протекает непрерывно. Пар, прошедший эвапорационную колонну, подается в поглотительную колонну, где происходит выделение захваченных веществ. Так, например, выделение фенола из пара достигается путем пропускания пара через нагретый до 100° С раствор щелочи. Щелочь переводит фенол в фенолята:

CgHgOH + NaOH = QHsONa + HgO,

которые являются нелетучими, т. е. не уносятся водяным паром. Освобожденный от фенола пар снова подается в эвапорационную колонну.

В верхней части эвапорационной колонны концентрация отгоняемого вещества в сточной воде и паре максимальная. Насыщение пара происходит при равновесной концентрации, равной концентрации загрязненного вещества в сточной воде. Если концентрация загрязняющего вещества в сточной воде равна а г/л и ее надо снизить до b г/л, то из каждого 1 л воды надо удалить (а-Ь) г. Концентрация загрязняющего вещества в выходящем паре будет аК г/кг, и для удаления {а-Ь) г необходимо кг пара на 1 л жидкости. аК

Так как в практических условиях трудно достигнуть равновесия, то пар приходится подавать в несколько большем количестве, чем это требуется по теоретическому расчету. Необходимо учитывать также расход пара на теплопотери через стенки, на нагревание жидкости и переведение в паровую фазу загрязняющего вещества.

Для извлечения фенола из пара применяют 10-20%-ный раствор гидроксида натрия. Теоретически необходимый расход последнего составляет 0,2 кг на 1 кг фенола; однако в производственных условиях его расходуется в 2-3 раза больше (0,5-0,6 кг/кг). В общей сложности на 1 м очищенной сточной воды расходуется: пара 20 кг, гидроксида натрия 2,2 кг, элект1юэнергии 18 кВт-ч.

Метод эвапорации достаточно прост, дает хорошие технико-экономические показатели и удобен для последующей биологической доочистки обесфеноленной сточной воды (отсутствуют дополнительные загрязнения, как, например, при обесфеноливании методами экстракции).

Флотационные способы очистки. Флотация применяется для удаления из сточных вод нефтепродуктов, жиров, поверхностно-активных веществ, волокон минеральной ваты, асбеста, шерсти и других нерастворимых в воде веществ с развитой поверхностью и мало отличающихся от воды по плотности. Флотационная очистка сточных вод обычно следу-

ет после извлечения из них осаждающихся и всплывающих примесей в ьефтс/ювущках, жироловушках, отстойниках и производится во флотаторах. Вода, прошедшая флотаторы, может быть использована в системе оборотного водоснабжения предприятий или направлена на дальнейшую очистку от растворенных загрязнений.

Сущность процесса флотации заключается в том, что к диспергированным в тонкой суспензии пузырькам воздуха или газа прилипают частицы взвещенных веществ и всплывают вместе с пузырьками на поверхность очищаемой воды. При малых размерах пузырьков суммарная поверхность последних оказывается очень большой.

Эффект прилипания пузырьков воздуха к твердой или жидкой частице, взвешенной в воде, зависиг от смачиваемости поверхности частицы, которая характеризуется величиной краевого угла в (рис. 5.40). При большом значении 0 поверхность частицы является гидрофобной и увеличивается вероятность прилипания к ней воздушного пузырька, а также прочность удержа-ния этого пузырька на поверхности частицы. Та-ким образом, если воду, содержащую взвешенные частицы, насытить мельчайшими пузырьками воздуха, то частицы с гидрофобной поверхностью смогут сорбировать на ней пузырьки воздуха, а затем вместе с воздушными пузырьками всплывать и накапливаться на поверхности воды.

Существенное влияние на флотацию частиц оказывает поверхностное натяжение воды. Эффективная флотация возможна при поверхност- Рис 5 40. Схема приликом натяжении воды не более 60-65 мН/м. В тех " пузырька воздуха случаях когда поверхностное натяжение выше

60 мН/м, приходится вводить ПОВерХНОСТНО-аК- п5рек"воздухаГ*3-с/о ТИВНЫе добавки, например около 5-10 мг/л бИО- -краевой угол

логически легкоразрушающихся ПАВ (типа поверхностно-активных отходов производства синтетических спиртов). Однако флотация нефтепродуктов проходит хорошо в обычной воде с поверхностным натяжением 70-72 мН/м.

На эффект флотации значительное влияние оказывают размер и количество пузырьков воздуха, распределенных в воде. Поскольку взвешенные частицы загрязнений распределены во всем объеме сточной воды, то желательно, чтобы пузырьки воздуха также были распределены во всем объеме более равномерно. Крупные пузырьки воздуха всплывают слишком быстро, вызывая перемешивание воды, и не успевают закрепиться на поверхности взвешенных частиц. Поэтому эффективная флотация требует возможно более тонкого диспергирования воздуха. Оптимальным размером воздушных пузырьков считается 15-30 мкм. Следует указать, что флотационная очистка протекает достаточно успешно и при крупности пузырьков воздуха до 100 и даже 200 мкм.

Применяют различные способы диспергирования воздуха при флотации сточных вод: механическое диспергирование турбинкой насосного типа, продувание воздуха через мелкопористые материалы (фильтросные пластины), насыщение сточной воды воздухом при изменении давления (напорная флотация).

Практическое применение получили флотационные установки двух типов, отличающихся способом диспергирования воздуха: первый тип - флотация с механическим диспергированием воздуха турбинкой насосного типа; второй тип - диспергирование путем изменения давления (напорная флотация).

Флотационная установка с диспергированием воздуха турбинкой насосного типа (импеллером) состоит из флотационной машины конструкции завода Механобр, применяемой для очистки сточных вод от