18.1. Общие сведения

Для очистки сточных вод от органических примесей. Использование метода экстракции экономически целесообразно при значительных концентрациях извлекаемых веществ или их высокой товарной ценности, а также при обработке высокотоксичных сточных вод, когда не приемлемы либо не осуществимы другие известные методы.

При экстракции происходит извлечение из сточных вод растворенных в ней веществ с переходом их в другую несмешивающуюся с водой жидкость — экстрагент.

Исходные сточные воды и экстрагент приводят в тесный контакт. В результате взаимодействия фаз получают экстракт (раствор извлеченных веществ в экстрагенте) и рафинат (остаточный водный раствор), из которого в той или иной степени полноты удалены экстрагируемые компоненты. Полученную смесь экстракта с рафинатом отделяют друг от друга отстаиванием, иногда центрифугированием. После разделения извлекают целевые продукты из экстракта и регенерируют экстрагент из рафината. Экстрагент должен обладать следующими свойствами: иметь хорошую экстрагирующую способность по отношению к извлекаемому веществу, т. е. высокий коэффициент распределения; обладать определенной селективностью — способностью экстрагировать из сложной водной системы одно вещество или группу; отличаться малой растворимостью в воде; заметно отличаться плотностью от плотности воды, что обеспечивает быстрое и полное разделение фаз; иметь температуру кипения, значительно отличающуюся от температуры кипения экстрагируемого вещества, что обеcпечивает легкость их разделения; не взаимодействовать с экстрагируемым веществом, материалом аппаратуры и подвергаться заметному гидролизу; иметь небольшую теплоту испарения и малую теплоемкость, что позволяет снижать расходы пара и охлаждающей воды; иметь возможно меньшую огнеопасность, взрывоопасность и токсичность; иметь низкую стоимость.

При очистке сточных вод в качестве экстр агентов обычно применяют органические растворители (бензол, четыреххлористый углерод, бутилацетат и др.).

Экстракция может осуществляться в одну или несколько ступеней. При одноступенчатой (однократной) экстракции исход¬ный раствор и экстрагент перемешивают в смесителе, после чего смесь передают в сепаратор-отстойник, где происходит разделение с образованием двух слоев — экстракта и рафината. Затем экстракт направляют на регенерацию.

одноразовые сиденья для унитаза купить.

При таком однократном взаимодействии при длительном времени контактирования могут быть получены близкие к равновесным составы экстракта и рафината. Степень извлечения вещества при однократной экстракции является низкой.

В практике очистки сточных вод наиболее часто применяется многоступенчатая противоточная экстракция (рис. 18.1). Исходные сточные воды и экстрагент поступают с противоположных сторон. Конечный экстракт удаляется из первой ступени установки, а очищенные сточные воды (рафинат) из последней ступени. При этом на последней ступени сточные воды, наиболее обедненные удаляемым компонентом, взаимодействуют со свежим экстрагентом, а на первой ступени исходные сточные воды — с близким к насыщению удаляемым компонентом (экстрактом). Благодаря этому достигается высокая средняя движущая сила процесса и более полная очистка сточных вод.

Число ступеней экстракции, необходимое для достижения заданной степени, очистки, определяют обычно графически, построением рабочей линии экстракции и кривой равновесия; графики строят на основании опытных или литературных данных. Методика построения графиков приводится в специальной литературе.

Рис. 18.1. Схема противоточной многоступенчатой экстракции
1 — исходные сточные воды; 2 — экстрактор; 3 — отстойник; 4 — очищенные сточные воды (рафинат); 5 — экстрагент; 6 — конечный экстракт

Рис. 18.2. Экстракционная установка извлечения нитропродуктов из сточных вод бензолом
1 — емкость для исходного бензола; 2 — бензол после ректификации; 3 — бензол со склада: 4 — огнепреградитель; 5 — напорная емкость; 6 — экстрактор; 7 — исходные сточные воды; 8 — сборник сточных вод после первой стадии экстракции; 9 — конечный экстракт на ректификацию; 10 — сборник конечного экстракта; 11 — сепаратор первой ступени; 12 — сборник очищенных сточных вод; 13 — очищенные сточные воды; 14 — сборник промежуточного экстракта