2. Проблема переработки вторичных ресурсов

В составе различного типа отходов присутствует достаточно большое количество ценных химических соединений. Возникает настоятельная необходимость повторного их использования, что позитивно сказывается на балансе биосферы.

Переработка отходов ставит перед собой задачи уничтожения или разделения отходов на части, некоторые из них в дальнейшем послужат вторичным ресурсом.

В основе переработки отходов лежат регенерационные методы – экстракция; десорбция; обратный осмос; перегонка; ректификация и др.

Экстракция основана на различной растворимости извлекаемого химического соединения в воде и растворителе, который используется в качестве экстрагента. В качестве экстрагентов используются органические жидкости: бензол, минеральные масла; четыреххлорный углерод и др. Процесс данного типа протекает в аппаратах – экстракторах. Экстрактор представляет собой колонку с насадкой, в которую подается вода и экстрагент. Если плотность экстрагента меньше плотности воды, то его подают снизу. Чаще всего экстракцию проводят из водных растворов с помощью нерастворимых в воде органических соединений (бензола, хлороформа и др.).

Десорбция как метод переработки отходов основан на удалении органических и неорганических соединений через открытую водную поверхность и использованием инертных газов или воздуха. Десорбция обусловлена более высоким парциальным давлением газа над раствором, чем атмосферное давление.

Обратный осмос направлен на разделение растворов фильтрованием через мембраны с малым диаметром пор (около 1 нм). В качестве мембран используется ацетатцеллюлоза, полиамиды, полимеры.

Адсорбция применяется для поглощения отдельных компонентов твердым веществом – адсорбентом. Механизм адсорбции основан на притяжении молекул под действием сил Ван-дер-Ваальса. Наиболее успешно используются в качестве адсорбентов активированный уголь и силикагель (аэрогель обезвоженной кремниевой кислоты). Адсорбент в процессе очистки может использоваться многократно, а также подвергаться последующей регенерации.

Перегонка состоит в разделении и последующем удалении через открытую поверхность химических соединений, имеющих различную температуру кипения. В целях очистки сточных вод используют простую перегонку, перегонку с водяным паром, перегонку с инертным носитеолем, азеотропную перегонку, ректификацию в присутствии перегретого пара, азеотропную ректификацию.

Простая перегонка осуществляется путем постепенного испарения сточной воды. Этот метод пригоден для удаления веществ, имеющих температуру кипения ниже, чем у воды.

Перегонку с водяным паром осуществляют при необходимости удаления легколетучих соединений (фенолов, аммиака, аминов и др.). Перегонку производят в дисциляционных колонках.

Азеотропная перегонка основана на способности ряда органических соединений образовывать друг с другом или водой нераздельно кипящие смеси, температура кипения которых ниже температуры кипения воды. Извлекаемые в этом процессе соединения вместе с дисцилятом поступают на дальнейшую переработку.

Концентрирование как метод переработки основан на разделении в воде соединений путем изменения их растворимости под влиянием температуры и последующем удалении воды.

В основе деструктивных методов переработки химических отходов лежат химические реакции, в процессе которых вещества изменяют свое прежнее состояние и свойства, т.е. становятся менее вредными или пригодными для дальнейшего технологического использования. К таким методам относятся – метод нейтрализации; метод образования осадков; методы окисления и восстановления и др.

Широкое развитие получили методы биохимической очистки сточных вод. Данный метод основан на способности микроорганизмов использовать в процессе своей жизнедеятельности органические соединения, которые не были удалены из воды другими способами. Известны аэробные и анаэробные группы микроорганизмов, что способствует удалению тех или иных примесей в разных условиях (в присутствии или отсутствии кислорода).