Экология и производственная безопасность

267 ких компонентов из твердого тела с по- мощью избирательных растворителей (экстрагентов). Движущая сила процес- са – разность между концентрациями растворенного вещества в жидкости, находящейся в порах твердого тела и в основной массе экстрагента. Механизм экстрагирования состо- ит из следующих стадий: 1) проникно- вение экстрагента в поры твердого тела; 2) растворение целевого компонента; 3) перенос экстрагируемого вещества из глубины твердой частицы к поверхнос- ти раздела фаз; 4) перенос вещества от поверхности раздела фаз в объем экст- рагента. Экстракция – процесс извлече- ния из сточной воды растворенных в ней веществ с переходом их в не сме- шивающуюся с водой органическую фазу – экстрагент. В результате взаимо- действия фаз (сточной воды и экстра- гента) получают экстракт (раствор из- влеченных веществ в экстрагенте) и рафинат – очищенную сточную воду, из которой удалены экстрагируемые веще- ства. Экономически выгодно экстрак- цию применять или для очистки высо- котоксичных сточных вод, концентра- ция которых превышает 2 г/л, другие методы очистки для которых не эффек- тивны, или для извлечения ценных про- дуктов. Процесс экстракции можно разде- лить на три стадии: 1) смешение экст- рагента и сточной воды (при смешении происходит непосредственно извлече- ние загрязняющего растворенного веще- ства из сточной воды и перевод его в экстракт); 2) отделение экстракта от очи- щенной сточной воды (рафината) – реа- лизуется чаще всего – отстаиванием или в случае небольшой разницы в плотно- стях экстракта и рафината – центрифу- гированием; 3) выделение экстрагента из экстракта и одновременное отделение экстрагированного вещества из экстрак- та – производится ректификацией, дис- тилляцией, выпариванием, кристаллиза- цией, высаливанием и т.д. Основной количественной харак- теристикой процесса экстракции явля- ется коэффициент распределения k р эк- страгируемого вещества между органи- ческой (экстрагентом) и водной фазами в момент равновесия: k р = С э /С в , (1) где С э и С в – концентрация извлекаемо- го вещества соответственно в экстраген- те и сточной воде при установившемся равновесии. В действительности, рабочая концентрация С р экстрагируемого ве- щества в экстракте всегда будет мень- ше равновесной концентрации С э ; сте- пень приближения С р к С э определяет эффективность экстракции. Движущей силой экстракции будет разница концен- траций в равновесном состоянии С э и в рабочем С р . Эффективность экстрак- ции (коэффициент распределения k р ) в основном зависит от следующих факторов: рН водной среды; темпера- туры процесса; наличия различных примесей; продолжительности контак- та; площади поверхности взаимодей- ствия между фазами – диаметра капель жидкости. Диаметр капель в гравита- ционных аппаратах (колоннах) дости- гает 3 – 8 мм; в аппаратах с подводом энергии извне за счет дробления мож- но достичь размера капель до 0,5 – 1 мм, поэтому эффективность процес- са экстракции в данном случае будет выше за счет увеличения массообмена. Экс-Экс