СОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА ВОДЫ

Сорбционная очистка воды - физико-химические процессы поглощения твердыми сорбентами примесей (молекул, ионов) из воды. Сорбционный процесс самопроизвольный, имеет обратимый характер. При сорбции происходит поглощение и концентрирование веществ из раствора на поверхности и в порах сорбента. Движущей силой этого процесса является разность химических потенциалов вещества в свободном и адсорбированных состояниях. В реальных условиях контакт сорбента и очищаемой виды кроме адсорбции сопровождается адгезией и коалесценцией примесей на сорбенте, а иногда и частичной деструкцией сорбата. Сорбционная очистка воды используется для извлечения из природных, сточных и оборотных вод органических, элементоорганических и следов минеральных соединений, как правило, биорезисторного характера, преимущественно в целях дальнейшего использования воды (фенолы, нефтепродукты, хлорорганические вещества, СПАВ, соединения хрома, меди, другого).
Сорбция как процесс перемещения вещества в пространстве зависит от соотношения размеров адсорбируемых молекул и пор сорбента. Существуют их оптимальные соотношения. Вследствие совместного влияния диффузионных и экзотермических процессов конкретный сорбционный процесс имеет оптимальную температуру осуществления (часто 20-50°С) либо интенсифицируется с понижением температуры. Сорбируемость веществ и равновесная сорбционная емкость сорбента повышаются с ростом конечной (остаточной) концентрации примеси в воде, и в большинстве случаев эта зависимость носит пропорциональный характер.
Сорбционная очистка воды осуществляется либо в режиме фильтрации через гранулированный сорбент, либо при контакте воды и порошкообразного сорбента с перемешиванием (5—15 мин). В качестве фильтров-адсорберов используют скорые механические фильтры из металла или железобетона (в антикоррозийном исполнении) с высотой загрузки сорбента 1,5—2,5 м (в одну —две ступени) и скоростью фильтрации 5—8 м/ч. По мере роста гидравлического сопротивления фильтры-адсорберы промывают водой (10—15 мин, интенсивность 5—8 л без подачи воздуха). Вследствие низкой прочности и высокой стоимости сорбентов целесообразна минимизация числа их промывок путем осветления воды перед подачей ее на сорбцию. Срок службы (время защитного действия) и, следовательно, общие расходы сорбентов на очистку воды снижаются при предварительных выделений из воды высокомолекулярных примесей (смол, белков) и предозонировании воды дозами 3—5(10) мг/л. Отработанный сорбент, исчерпавший сорбционные свойства, регенерируется непосредственно в адсорбере или в специальных реакторах или печах. Поэтому адсорберы оборудуют системой гидроперегрузки сорбента (эжекторы и резинотканевые трубы % - 50 мм, со скоростью транспортировки сорбента типа ГАУ7—12 м/ч).
Эффективность сорбционной очистки воды зависит в основном от выбора сорбента: для сорбции монозагрязнений (финол, толуол, др.) — микропористые активные угли марок АРМ, КАД-1, АА; при доочистке вод от смесей органических веществ — сорбенты с полидисперстной пористой структурой марок ДАУ, АГ-3, АБД; при извлечении полярных органических веществ и соединений тяжелых металлов — углеминеральные сорбенты и высокозольные активированные угли — АБД, ЛАУ.