Сточные воды коммунального хозяйства, промышленных предприятий отличаются большим разнообразием по их составу.
При спуске этих вод в водоемы или при их повторном использовании на предприятиях они нуждаются в очистке.
Очистка сточных вод некоторых промышленных предприятий необходима также для извлечения и дальнейшего использования ценных веществ, часто содержащихся в этих водах.
В связи с громадным ростом промышленных предприятий очистке сточных вод в настоящее время уделяется большое внимание, на что указывают и соответствующие постановления правительства, в частности Закон об охране природы.
Предельно допустимая концентрация токсических веществ в сточных водах устанавливается для промышленных предприятий применительно к конкретным условиям. Допустимые концентрации токсических веществ ориентировочно составляют: для серной, азотной и соляной кислот от 20 до 35 мг/л, для фенолов 0,001— 0,002 л., для мышьяка, меди, цианистых солей 0,1—0,2 мг/л и т. д.
Одним из методов уменьшения содержания токсических примесей в сточных водах служит усовершенствование технологии производства, направленное на уменьшение и выделение этих примесей из воды в самом производственном процессе.
Одним из наиболее ранних методов, применяемых для очистки сточных вод, является фильтрация их через слой земли. Особенно часто этот метод применяется при очистке сточных вод коммунального хозяйства. Сточные воды разливаются на определенной площади (поля орошения), где происходят различные биохимические процессы, в частности разложение органических веществ и их брожение. Минеральные вещества, органические кислоты и различные примеси при фильтрации через достаточный слой почвы задерживаются, а чистая вода уходит вместе с грунтовыми водами. Этот метод имеет существенные недостатки: существует опасность просачивания сточных вод в грунтовые воды, наличие больших зараженных участков и т. д. Поэтому в настоящее время очистку сточных вод коммунальных хозяйств проводят в закрытых помещениях.
Одной из главнейших операций в этой очистке может быть метановое брожение, приводящее к разложению органических веществ и протекающее под влиянием микроорганизмов.
Характер и методы очистки сточных вод промышленных предприятий определяются составом присутствующих примесей.
Для удаления растворимых в воде примесей органического происхождения наиболее часто применяется их экстракция органическими растворителями. Коэффициент распределения, характерный для удаляемого вещества, равен отношению концентрации этого вещества в растворителе (CJ и в воде (С2).
Наиболее полно это удаление осуществляется при достаточно большом значении коэффициента.
Скорость экстракции определяется площадью соприкосновения воды и раствора. Поэтому экстракцию проводят при непрерывном перемешивании раствора и растворителя, что осуществляется путем продувания воздуха с одновременным перемешиванием смеси пропеллерными мешалками.
Наиболее часто встречающимися токсическими веществами органического происхождения являются фенолы. Фенолы встречаются в сточных водах предприятий анилинокрасочной и химико-фармацевтической промышленности, заводов по производству пластмасс и искусственных волокон, а также в сточных водах заводов пирогенетического разложения топлива. Для экстракции фенолов применяют бензол, четыреххлористый углерод, минеральные масла, и хорошие результаты дает применение трикрезилфосфата. После экстракции полученный раствор продувают водяным паром. При этом фенолы улетучиваются с водяным паром, а трикрезилфосфат
регенерируется и снова используется для очистки. Конденсирующийся раствор фенолов нейтрализуют щелочью. Иногда фенолы удаляют из сточных вод непосредственно водяным паром; однако его расход при этом довольно высок. Водяной пар применяют и для удаления других летучих органических веществ, например нитробензола.
Для удаления нитробензола, нитротолуола и других нерастворимых или плохо растворимых в воде веществ применяют длительное отстаивание сточных вод в отстойниках с последующим фильтрованием воды через фильтры из активированного угля.
В больших все возрастающих количествах получаются в промышленности так называемые сульфитцеллюлозные щелока, являющиеся отходами целлюлозно-бумажной промышленности. Для их очистки применяют химические и биохимические методы. Значительную часть органических веществ можно осадить гашеной известью и железным купоросом, оставшуюся часть обезвреживают биохимическими методами. Применяется также биохимический метод переработки сульфит-целлюлозных щелоков путем их брожения с целью получения этилового спирта, кормовых дрожжей, дубильных экстрактов.
Весьма разнообразны методы очистки сточных вод различных металлургических предприятий, производящих медь, цинк, свинец, никель и другие металлы. Помимо чисто химических методов очистки, заключающихся в осаждении ионов металлов соответствующими осадителями с последующим отстаиванием и фильтрованием осадков, в последнее время все шире стали применяться иониты. Ионитовые фильтры обеспечивают весьма полное удаление соответствующих загрязнений. При последующей регенерации ионитов задержанные вещества переходят в раствор, из которого их выделяют и используют.
Для удаления мелкой взвеси из сточных вод промышленных предприятий применяют коагулянты: сульфат алюминия, жидкое стекло и высокомолекулярные органические соединения, называемые флокулянтами.
После добавления водного раствора силиката натрия воду подкисляют или хлорируют, вследствие чего выпадает коллоидная крем-некислота, которая и увлекает примеси в осадок.
Флокулянты представляют собой различные высокополимерные вещества, например, полиакрил амид, подвергающиеся в водном растворе гидролизу. Обычно их применяют совместно с сульфатом алюминия. Флокулянты в настоящее время применяются для очистки промышленных вод.