Очищення стічних вод методом екстракції для промисловості

Промислові стічні води з високою концентрацією розчинених органічних сполук – фенолів, ароматичних вуглеводнів чи іонів важких металів – рідко піддаються ефективній обробці звичайним відстоюванням, фільтрацією чи коагуляцією. У таких випадках очистка стічних вод екстракцією дає змогу вилучити забруднювач в окрему рідку фазу за допомогою спеціально підібраного розчинника. У цьому матеріалі розглянемо принцип роботи методу, етапи процесу та галузі, де він дає найкращий результат.

Що таке екстракційне очищення стічних вод

В основі методу лежить різниця у здатності забруднювача розчинятися у воді порівняно з окремо підібраним екстрагентом – органічним розчинником, що не змішується з водною фазою. Коли обидві рідини контактують, цільова речовина поступово переходить із води в шар розчинника, бо саме там для неї хімічно вигідніше перебувати. Далі шари розходяться самостійно завдяки різній густині, залишаючи воду практично вільною від шкідливих домішок. Наскільки швидко і повно відбудеться цей перехід, залежить від так званого коефіцієнта розподілу – співвідношення концентрацій речовини в обох фазах після встановлення рівноваги. Якщо для певної сполуки цей коефіцієнт високий, розчинника потрібно менше, а очистка стічних вод екстракцією обходиться дешевше й проходить швидше.

Коли доцільно застосовувати екстракцію стічних вод

Очистка стічних вод екстракцією виправдана насамперед у ситуаціях, коли концентрація розчиненої органіки занадто велика для біологічного окислення, а звичні адсорбція чи флотація вже не дають передбачуваного результату. На практиці це найчастіше фенольні стоки нафтопереробних і коксохімічних заводів, а також стоки хімічних підприємств із підвищеним вмістом ароматичних вуглеводнів. Трапляються й металургійні випадки, коли за допомогою хелатних екстрагентів вибірково витягують окремі іони важких металів із загального потоку стоків. Особливо вигідно застосовувати метод тоді, коли вилучена сполука сама має товарну цінність – її можна повернути у виробництво після регенерації розчинника, а не просто утилізувати як відхід.

Як відбувається процес екстракції стічних вод

Технологічно очистка стічних вод екстракцією складається з кількох послідовних етапів, кожен з яких впливає на кінцевий результат:

• Змішування стічної води з екстрагентом у спеціальному апараті – змішувачі-відстійнику, роторно-дисковій колоні чи насадковій колоні – для максимального контакту фаз.
• Масообмін, під час якого розчинений забруднювач переходить із водної фази до фази екстрагенту відповідно до коефіцієнта розподілу.
• Розділення фаз під дією гравітації або за допомогою центрифуги, коли водна фаза відокремлюється від органічного шару екстрагенту.
• Регенерація екстрагенту, зазвичай методом дистиляції чи реекстракції, що дозволяє повторно використовувати розчинник і виділити вилучену речовину в концентрованому вигляді.

Переваги та обмеження методу екстракції

Як і будь-який метод очищення, очистка стічних вод екстракцією має свою область ефективного застосування:

• Висока ефективність вилучення забруднювача навіть при низьких концентраціях, коли інші методи вже не спрацьовують.
• Можливість повернути вилучену речовину у виробництво після регенерації екстрагенту, що частково компенсує витрати на реагенти.
• Потреба в додатковому обладнанні для регенерації розчинника та контролю залишкового вмісту екстрагенту в очищеній воді.
• Ефективність сильно залежить від правильного підбору екстрагенту під конкретний забруднювач, тому перед впровадженням потрібен лабораторний аналіз проби.

Порівняння екстракції з іншими методами очищення стічних вод

Екстракцію рідко застосовують як єдиний ступінь очистки – частіше вона доповнює інші фізико-хімічні методи очищення стічних вод, такі як коагуляція, флокуляція чи адсорбція, у межах комплексної схеми. Перед екстракційною ступінню стоки часто попередньо готують за допомогою флотаційного обладнання, яке знімає з поверхні нафтопродукти та дрібні завислі частки ще до контакту з екстрагентом.

Метод	Що видаляє	Ефективність	Де застосовується
Екстракція	Розчинені органічні сполуки, феноли	До 95% цільового забруднювача	Нафтохімія, коксохімія
Флотація	Нафтопродукти, дрібні завислі частки	До 90-95% нафтопродуктів	Попередня підготовка стоків
Адсорбція	Залишкові органічні домішки	До 90% залишкових забруднень	Доочистка після екстракції
Коагуляція/флокуляція	Колоїдні та завислі частинки	До 90% каламутності	Механічна підготовка стоків

Галузі застосування екстракційного очищення стічних вод

Найбільший попит на екстракційні лінії традиційно формує нафтопереробна та коксохімічна галузь, де саме таким способом видаляють феноли й ароматичні вуглеводні з великих обсягів стоків. У фармацевтиці подібні установки допомагають вловлювати залишки діючих речовин і технологічних розчинників, які інакше потрапили б у каналізацію. Гальванічні цехи та металургійні підприємства теж використовують екстракцію – переважно для вибіркового вилучення іонів нікелю, хрому чи міді з подальшою переробкою або поверненням металу у виробничий цикл. Під кожен із цих випадків ЗІКО підбирає та постачає технологічне обладнання, враховуючи специфіку виробництва й фактичний склад стоків.

Нормативні вимоги до скидання стоків після екстракційного очищення

Скидання стічних вод після екстракційного очищення регулюється Правилами охорони поверхневих вод від забруднення зворотними водами (постанова КМУ № 465), які встановлюють граничнодопустимі концентрації для конкретного водного об’єкта та вимагають дозволу на спеціальне водокористування. Для фенолів, наприклад, ГДК у водоймах господарсько-питного призначення становить лише 0,001 мг/дм³ за умови хлорування води на очисних спорудах водопостачання, тому навіть невеликий залишок розчиненого фенолу чи самого екстрагенту здатний перевищити норматив. Саме тому підприємства додатково контролюють залишковий вміст екстрагенту в очищеній воді перед скиданням чи поверненням у виробничий цикл.

Чому варто звернутись до ЗІКО

Компанія ЗІКО понад 30 років розробляє рішення для очищення промислових стічних вод, і складні органічні стоки – не виняток: власний науково-дослідний центр з двома лабораторіями дозволяє підібрати екстрагент і технологічну схему під конкретну пробу, а не пропонувати типове рішення. Ми супроводжуємо об’єкт від лабораторного аналізу до монтажу обладнання та подальшого сервісного обслуговування, включно з цілодобовою підтримкою по всій Україні. Оскільки очистка стічних вод екстракцією потребує точного підбору екстрагенту під конкретний забруднювач, ми завжди починаємо роботу з лабораторного аналізу проби.

Якщо ваше виробництво стикається з фенольними чи іншими органічними стоками – зверніться до ЗІКО, і наші фахівці підберуть систему екстракційного очищення під конкретні параметри вашого об’єкта.

Поширені запитання