Адсорбция — процесс поглощения вещества из смеси газов, паров или растворов поверхностью или объемом пор твердого тела — адсорбента. Поглощаемое вещество, находящееся в объемной фазе (газе, паре или жидкости), называется адсорбтивом, а поглощенное — адсорбатом. Адсорбцию подразделяют на физическую и химическую. Физическая адсорбция обусловлена поверхностными силами, которые проявляются на расстояниях, значительно превышающих размеры адсорбируемых молекул. При химической адсорбции поглощаемое вещество вступает в химическое взаимодействие с адсорбентом с образованием на его поверхности обычных химических соединений.

Адсорбцию применяют для обработки смесей с низкой концентрацией извлекаемых веществ. Типичные примеры — осушка газов и жидкостей, разделение смесей углеводородов, рекуперация растворителей, очистка вентиляционных выбросов и сточных вод.

Ионный обмен — частный случай хемосорбции. Происходит между твердым ионообменным сорбентом (ионитом) и раствором электролита. Кинетика, а также аппаратурное оформление ионообменных процессов близки к адсорбционным.

Кроме рассмотренных выше методов для очистки сточных вод, а также в оборотных системах водоснабжения на транспортных предприятиях применяют методы флотации, гиперфильтрации, эвапора-ции, выпаривания, испарения и кристаллизации, нейтрализации, электрохимической очистки и др.

Флотация — заключается в обволакивании частиц масло-продуктов пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду, и предназначена для интенсификации процесса их всплывания. В основе процесса — молекулярное слипание частиц масла и пузырьков.

Ректификация — разделение смесей жидкостей, целиком или частично растворенных друг в друге. Процесс заключается в многократном взаимодействии паров с жидкостью — флегмой, полученной при частичной конденсации паров.

Растворение — переход вещества в раствор с поверхности частиц. Производится с целью разделения системы, состоящей из растворимых и инертных частиц, когда растворимые частицы отделены от инертных, а последние не оказывают существенного влияния ни на кинетику растворения, ни на конечные результаты процесса.

При физическом растворении исходное твердое вещество может быть вновь получено кристаллизацией из раствора. Химическое растворение — гетерогенная химическая реакция, продукты которой растворяются в жидком объеме. Возврат к исходному твердому веществу путем кристаллизации здесь невозможен. При химическом растворении могут образовываться твердые или газообразные продукты реакции, значительно осложняющие кинетику растворения.

Процессы растворения протекают достаточно быстро, чему способствует непосредственный контакт движущейся (перемешиваемой) жидкости с поверхностью растворяющихся частиц.

Экстрагирование — процесс извлечения одного или нескольких компонентов из твердого материала путем избирательного растворения в жидкостях (экстрагентах). Извлекаемые компоненты содержатся в порах твердого тела в виде растворенного вещества или в виде твердой фазы. В первом случае говорят об экстрагировании растворенного вещества, во втором — об экстрагировании твердого вещества.

Процесс экстрагирования растворенного вещества состоит в следующем. Растворенное вещество, содержащееся в пористой структуре твердого тела, диффундирует в основную массу жидкости; концентрация целевого компонента в порах неуклонно снижается, а в жидкости (экстрагенте) увеличивается. Механизм экстрагирования твердого вещества отличается большей сложностью и включает в себя три стадии:

1) проникание экстрагента в пористую структуру твердого тела;

2) растворение целевого компонента в экстрагенте;

3) диффузия растворенного компонента в основную массу жидкости.

Скорость процесса в целом лимитируется третьей стадией, как наиболее медленной.

Кристаллизация — процесс образования твердой фазы в виде кристаллов из раствора и расплавов, а также из газов и паров. Применяется в химической, нефтехимической, металлургической промышленности для:

─ выделения кристаллической фазы из растворов и расплавов;

─ разделения смесей при однократной или многократной кристаллизации;