Нейтрализация
Сточные воды нейтрализуются при их химическом взаимодействии с веществами. Производственные сточные воды многих предприятий с повышенным содержанием кислот или щелочей нельзя спускать в канализационную сеть, на очистные станции и в водоемы без предварительного доведения концентрации этих загрязнений до допустимых значений. К таким производственным сточным водам относятся воды химических, машиностроительных, металлургических и нефтеперерабатывающих заводов и особенно тех заводов, где имеются гальванические и термические цехи.
Существует несколько способов нейтрализации производственных сточных вод:
а) непосредственное смешение кислых стоков со щелочными перед спуском их в канализационные сети;
б) использование активной щелочности городских сточных вод или водоема;
в) добавление реагента в пропорциях, необходимых для нейтрализации;
г) фильтрация загрязненных вод через нейтрализующие материалы.
Наиболее часто встречаются производственные сточные воды с повышенной кислотностью, которые сильно воздействуют на материалы труб и отрицательно влияют на микробиальные процессы, происходящие на станциях аэрации. В производственных сточных водах могут содержаться сильные кислоты (первой группы), кальциевые соли которых хорошо растворимы в воде (HCI, HNO3); сильные кислоты (второй группы), кальциевые соли которых трудно растворимы в воде (H2S04, H2S03), и слабые кислоты (СО2СН3СООН—уксусная).
Нейтрализация сильных кислот первой группы не представляет затруднений, так как образующие их соли растворимы в воде и никакого осадка не дают. Сильные кислоты второй группы нейтрализовать значительно сложнее, так как в осадок выпадает большое количество солей, например гипс CaS04 при нейтрализации серной кислоты. Кроме того, гипс отлагается на поверхности нейтрализующего материала и тормозит процесс реакции.
Если производственные сточные воды поступают в сеть неравномерно и в небольших количествах, то кислые стоки смешивают со щелочными. При этом в некоторые часы суток поступают преимущественно щелочные воды, а в другие часы суток — кислые воды. Для перемешивания таких сточных вод строят специальные резервуары-усреднители для взаимной нейтрализации сточных вод.
Нейтрализацию добавлением реагента проводят тогда, когда смешение стоков и использование активной щелочности водоема не дают желательных результатов, т. е. сточная вода остается кислой.
Для нейтрализации кислот применяют едкий натр, едкое кали, известь, известняк, доломит, мрамор, мел, магнезит, соду, отходы щелочей и пр. Чаще всего используют гидроокись кальция (гашеная известь). Для нейтрализации щелочных сточных вод используют серную, соляную, азотную и другие кислоты.
Реагент можно добавлять в виде раствора (способ мокрого дозирования) или в виде сухого порошка (способ сухого дозирования). Оба эти способа чаще всего применяют для нейтрализации серной кислоты. При пропускной способности установки до 4—5 т/сут нейтрализуемой кислоты выгоднее использовать мокрое дозирование, при большей пропускной способности — сухое. При мокром дозировании реагентом служит известковое молоко, которое приготовляют из обычной товарной извести, подвергнув ее дроблению и гашению в специальных аппаратах. Из этих аппаратов известковое молоко подается насосами в растворные баки, разводится до необходимой концентрации и через дозировочные баки направляется в смеситель, расположенный в канале, по которому движется очищаемая сточная вода. Контакт реагента со сточной водой, необходимый для завершения реакции, осуществляется в специальных резервуарах-нейтрализаторах, рассчитанных на 10—15-минутное пребывание в них жидкости. Нейтрализатор может быть совмещен с отстойником.
Принципиальная схема нейтрализационной установки показана на рис. 1. В состав сооружений входят резервуары-усреднители кислых и щелочных стоков, аппараты для гашения извести, склад негашеной извести, растворные баки, дозаторы, нейтрализаторы, отстойники и сооружения для обезвоживания осадков.
Схема известкового хозяйства при сухом способе хранения извести показана на рис. 13.2. Известь разгружается в приемный бункер и с помощью пластинчатого питателя подается на транспортер, а затем в дробилку. Известковое молоко поступает в резервуар, откуда перекачивается насосами в расходные резервуары. Дозирование извести производится с помощью автоматического дозатора в зависимости от рН обрабатываемой воды.
Для нейтрализации кислых вод можно использовать также отходы местного производства, в частности, шлам из цеха химической водоочистки ТЭЦ. Подобного рода установки применяют для нейтрализации сточных вод травильных цехов заводов черной металлургии.
Нейтрализация фильтрацией заключается в том, что сточную жидкость пропускают через слой фильтрующего материала. При прохождении жидкости через такой фильтр реакция нейтрализации должна полностью заканчиваться. В качестве фильтрующего материала для нейтрализации кислот применяют известняк, мрамор и доломит. Этот способ имеет ряд преимуществ: он более прост и дешев, эффективен при неравномерной концентрации кислот в сточных водах.
Окисление. Этот метод используют в том случае, когда другими методами очистки, в том числе и биохимическим, не удается разрушить или удалить вредные вещества, содержащиеся в производственных сточных водах. Например, сточные воды обогатительных фабрик часто содержат цианистые соединения. Для обработки этих вод применим метод химического окисления путем введения в воду гипохлорита. В качестве реагентов используют гипохлорит кальция, гипохлорит натрия или хлорную известь. Комплекс сооружений для очистки сточных вод окислением представляет собой реагентное хозяйство, которое состоит из склада реагентов, растворных баков и дозаторов, камеры реакций и отстойников.
Применяется также электрохимическая обработка производственных сточных вод. При электрохимической обработке сточных вод проводят анодное окисление, катодное восстановление растворенных загрязняющих веществ, электрокоагуляцию или электродиализ. При такой обработке токсичные вещества превращаются в нетоксичные или малотоксичные. При электродиализе из сточных вод удаляются соли, кислоты или щелочи, которые могут регенерироваться. При электрохимической обработке производственных сточных вод, содержащих цианиды, амины, спирты, азокрасители и пр., происходит их анодное окисление.
При электролизе на катоде выделяется газообразный врдород и разряжаются растворенные в воде ионы металлов. На аноде выделяются кислород и галогены, окисляются некоторые ионы и молекулы с образованием других ионов и молекул. Аноды из железа и алюминия под действием постоянного электрического тока растворяются с образованием оксигидратов и основных солей металлов, способных к коагуляции.
Эффект очистки зависит от состава сточных вод, применяемых материалов для электродов, плотности тока и пр. Применение электрохимических методов целесообразно при относительно высокой электропроводности сточных вод.
Наибольшее распространение получила электрокоагуляция с применением анодов из листового железа и алюминия. Электрокоагуляция применяется, например, при очистке сточных вод гальванических производств, содержащих шестивалентный хром и ионы тяжелых металлов (медь, никель, цинк и др.). Сточные воды (рис. 3) обрабатываются в проточных электролизерах со стальными электродами и горизонтальным или вертикальным движением воды. При электролизе происходит химическое восстановление хромат- и бихроматионов ионами двухвалентного железа, образующимися при растворении стальных анодов. Образуется также гидроокись хрома, железа и других тяжелых металлов.
Перспективной является обработка сточных вод озонированием, позволяющим осуществить глубокую очистку и использовать воды повторно в производстве. В процессе обработки сточной воды озон, подаваемый в реактор в виде озоновоздушной смеси, диспергированной на мельчайшие пузырьки, вступает в химические реакции. Озон получается путем синтеза кислорода воздуха под действием электрического разряда.
Принципиальная технологическая схема озонаторной установки приведена на рис. 4. Она состоит из узла получения озона и узла очистки сточных вод. Узел получения озона в свою очередь состоит из блока очистки и осушки воздуха и блока получения озона. В первом блоке воздух проходит теплообменник, влагоотделитель, фильтр и осушительную установку. Затем воздух поступает в генератор озона. Сточная вода, прошедшая биологическую очистку, подается в реакторы, в которые поступает также озонированный воздух, и проходит процесс окисления.
Очистка сточных вод - Нейтрализация
Остались вопросы по теме - "Нейтрализация", задайте их на