Нейтрализация сточных вод

Химическая очистка сточных вод

Нейтрализация смешением щелочных и кислых сточных вод.

Если щелочные и кислые сточные воды отводятся из различных производств или от различных предприятий отдельными потоками, то в качестве первой ступени их очистки рационально применить взаимную нейтрализацию. Нейтрализация щелочных и кислых сточных вод проводится в резервуарах-осреднителях при механическом перемешивании или при барботировании воздуха. Возможны два технологических варианта: непрерывная нейтрализация или нейтрализация с накоплением.

В первом случае потоки щелочных и кислых сточных вод подаются в резервуар непрерывно, также непрерывно нейтрализованная вода выводится из резервуара. Полнота нейтрализации обеспечивается автоматическим регулированием расходов щелочных и кислых вод. Во втором случае процесс нейтрализации осуществляется периодически.

Сначала в резервуар подается определенный объем кислых (или щелочных) сточных вод, а затем при перемешивании и непрерывном контроле величины рН постепенно добавляются щелочные (или кислые) сточные воды до полной нейтрализации. Нейтрализованная вода сливается, и процесс повторяется.

В обоих вариантах требуются дополнительные буферные резервуары для сброса избытка вод перед нейтрализацией, но первый вариант более сложен в обвязке и управлении.

Реагентная нейтрализация кислых сточных вод.

Нейтрализацию кислых сточных вод можно проводить различными химическими веществами основного характера: основными оксидами (негашеная известь CaO), гидроксидами (гашеная известь Ca(OH)₂, каустическая сода NaOH, водный раствор аммиака NH₄OH), солями слабых кислот, чаще всего карбонатами (кальцинированная сода Na₂CO₃, поташ K₂CO₃). Выбор реагента определяется только его доступностью и стоимостью. Наиболее распространенными реагентами являются гашеная и негашеная известь – продукт обжига известняка, сырье для производства силикатного кирпича, стекла, керамики и др. Гидроксид натрия или соду используют в том случае, если они сами являются отходами и их также необходимо утилизировать. Схема нейтрализации сточных вод известковым молоком показана на рис. 2.40.

Рис. 2.40. Схема нейтрализации сточных вод известковым молоком

В аппарате для приготовления известкового молока 1 происходит измельчение и гашение оксида кальция:

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

Растворимость гидроксида кальция в воде при 25⁰С составляет около 1,5 г/л, поэтому большая часть гашеной извести образуется в виде суспензии. Образовавшаяся суспензия перекачивается насосом в растворные баки 2. Перемешивание в этих баках препятствует расслаиванию суспензии.

Сточная вода поступает в бак-осреднитель 4 и затем в нейтрализатор 5. Известковое молоко из растворных баков в необходимом количестве подается внейтрализатор 5 через мерник 3. Нейтрализованная сточная вода сливается в отстойник 6, в котором происходит отделение взвешенных частиц как присутствовавших в сырье (техническом оксиде кальция), так и образовавшихся в процессе нейтрализации, например при взаимодействии гидроокиси кальция с сульфат-ионами:

Ca(OH)₂ + SO₄^2– → CaSO₄ + 2OH^–

Помимо нейтрализации при небольшом избытке гидроокиси кальция происходит осаждение гидроокисей тяжелых металлов:

Cr³⁺ + 3OH^– → Cr(OH)₃,

осадки которых отделяются известными способами.

Для нейтрализации кислых сточных вод вовсе не обязательно разлагать карбонат кальция и готовить известковое молоко. Карбонатсодержащие породы (известняк, мел, мрамор, доломит) можно использовать непосредственно, например, в составе фильтров-нейтрализаторов (рис. 2.41).

Рис. 2.41. Фильтр-нейтрализатор

Сточная вода подается в приемную камеру 1 для выравнивания расхода через фильтр, откуда переливом поступает в фильтровальную камеру 2, где и происходит нейтрализация:

CaCO₃ + 2H⁺ → Ca²⁺ + CO₂ + H₂O

При простоте конструкции фильтры-нейтрализаторы неприменимы для сточных вод, содержащих сульфат-ионы и ионы металлов, образующие труднорастворимые осадки из-за быстрого забивания каналов, увеличения сопротивления фильтра и его захлебывания.

Нейтрализация щелочных сточных вод дымовыми газами.

Для нейтрализации щелочных сточных вод могут быть реализованы аналогичные технологические схемы, но наиболее экономичным методом является нейтрализация с помощью дымовых газов, которые образуются в результате сжигания топлива практически на любом производстве.

Дымовые газы содержат в своем составе кислотные оксиды, такие как CO₂, SO₂, NO, NO₂ и др., которые легко вступают в реакции нейтрализации.

Например:

CO₂ + 2OH^– → CO₃^2– + H₂O

CO₃^2– + CO₂ + H₂O → 2HCO₃^–

Использование дымовых газов позволяет одновременно решить две задачи: нейтрализовать сточные воды и снизить выбросы вредных веществ в атмосферу.

Технологически процесс может быть реализован в разных вариантах, например, в реакторе с импеллерной мешалкой (рис. 2.42) или в скруббере той или иной конструкции (рис. 2.43).

Рис. 2.42. Реактор с импеллерной мешалкой

С точки зрения технологии в первом варианте сплошной фазой является жидкость (сточная вода), а дисперсной – дымовые газы, во втором варианте сплошной фазой являются дымовые газы, дисперсной – сточная вода.

С экономической точки зрения первый вариант более производительный, но и более энергоемкий, второй вариант не требует больших эксплуатационных расходов, но требует громоздкого и металлоемкого оборудования.

Рис. 2.43. Насадочный скруббер

Дата добавления: 2015-05-07