Основные технологические схемы химической очистки сточных вод и применяемое оборудование

Химические методы очистки сточных вод осно­ваны на проведении химических реакций с использованием реагентов и на получении из загрязняющих примесей безвредных или менее вредных но­вых веществ, которые легче удалить, чем исходные. При выборе метода очистки учитываются эффективность процесса очистки, скорость реак­ции, стоимость реагентов, удобство последующего выделения образовав­шихся после реакции веществ и др.

Методы химической очистки обычно сочетаются с механической или физико-химической очисткой, так как по­сле окончания реакции необходимо выделить из сточных вод образовав­шиеся вещества и наиболее приемлемы в системах локаль­ной очистки сточных вод, где объемы очищаемой воды относительно не­велики, а концентрация загрязняющих веществ значительна.

К химическим методам очистки сточных вод относят нейтрализацию, коагуляцию, флокуляцию, окисление и восстановление.

Нейтрализации подвергаются сточные воды, содержащие минераль­ные кислоты или щелочи. За регулируемый параметр нейтрализации сто­ка принимают рН воды после очистки: этот показатель установлен регла­ментом в пределах 6,5 - 8,5. Для нейтрализации щелочных вод использу­ются кислоты, а кислых - щелочи. Нейтрализацию можно проводить смешением кислых и щелочных сточных вод, добавлением реагентов, фильтрованием кислых вод через нейтрализующие материалы, адсорбци­ей кислых газов щелочными водами или абсорбцией аммиака кислыми водами.

Если на одном предприятии или на соседних имеются кислые воды и щелочные воды, не загрязненные другими компонентами, прибегают к их смешению в резервуаре с мешалкой или же при помощи воздуха.

Если на предприятии образуются только кислые или щелочные сточ­ные воды, их нейтрализуют реагентами. Для нейтрализации кислых вод могут быть использованы щелочи (гидроксид натрия и калия), сода, ам­миачная вода, карбонаты кальция и магния, доломит. Наиболее дешевым реагентом является известковое молоко с содержанием основного вещест­ва 5 - 10 %.

Реагенты выбираются в зависимости от состава и концентрации ки­слой сточной воды. При этом учитывается возможность образования осадка. Более простым способом нейтрализации, применяемым при неболь­ших объемах кислых вод, является фильтрование их через колонны, за­полненные нейтрализующими материалами: известняком, доломитом, магнезитом, а также твердыми отходами.

Коагуляция - это процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. Ее применяют для ускоре­ния процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ. Коагуляция происходит под влиянием добавляемых к сточным водам специальных веществ – коагулянтов, которые образуют в воде хлопья гидроксидов металлов, которые быстро оседают под действием силы тяжести. Хлопья обладают способностью сорбировать вещества, взаимно слипаться с коллоидными и взвешенными частицами, агрегиро­вать их. В качестве коагулянтов обычно используют соли алюминия, же­леза или их смесь. При выборе коагулянта учитывают состав стоков, его физико-химические свойства, стоимость и другие факторы.

Флокуляция - это процесс агрегации взвешенных частиц при добавле­нии в сточную воду высокомолекулярных соединений, называемых флокулянтами. В отличие от предыдущего метода при флокуляции агрегация происходит не только при непосредственном контакте частиц, но и в ре­зультате взаимодействия макромолекул флокулянта, адсорбированного на частицах взвешенных веществ.

Флокуляцию применяют для интенсификации процесса образования хлопьев гидроксидов алюминия и железа с целью повышения скорости их осаждения. Использование флокулянтов позволяет снизить дозы коагу­лянтов, продолжительность процесса, повысить скорость осаждения обра­зующихся хлопьев, увеличить плотность осадка. Для очистки сточных вод используют природные и синтетические флокулянты. К природным относятся крахмал, декстрин, эфиры целлюло­зы и др., к синтетическим - полиакриламид, активная кремнекислота, по-лиоксы и др.

Процесс очистки сточных вод коагуляцией и флокуляцией состоит из следующих стадий: дозирование реагентов и их смешение со сточной во­дой в гидравлических или механических смесителях; хлопьеобразование в специальных камерах в течение 10 - 30 мин; осаждение хлопьев в отстой­никах и осветлителях.

Окисление и восстановление вредных примесей, присутствующих в сточных водах, являются деструктивными методами. Они используются для перевода опасных в экологическом от­ношении веществ в безвредное или менее вредное состояние.

Для обработки сточных вод используются такие окислители, как газо­образный и сжиженный хлор, диоксид хлора, хлорная известь, гипохлориты кальция и натрия, перманганат калия, бихромат калия, перекись водо­рода, кислород воздуха, озон и др. В процессе окисления токсичные загрязнения, содержащиеся в сточ­ных водах, в результате химических реакций переводятся в менее токсич­ные с последующим удалением из воды. Так как обработка окислителями требует расхода реагентов, методы окисления применяют лишь тогда, ко­гда загрязняющие сточные воды вещества нельзя извлечь другими спосо­бами.

Наиболее распространенными окислителями являются хлор и вещест­ва, содержащие активный хлор. Они используются для удаления серово­дорода, метилсернистых соединений, фенолов, цианидов и др.

Озонирование, т. е. применение озона для глубокой обработки сточ­ных вод, обусловливается его высокой реакционной способностью и сильным окислительным действием. Озон можно получить из кислорода воздуха при электрических разрядах, производимых в гене­раторах-озонаторах, устанавливаемых непосредственно у места обработки сточных вод. Озонирование не приводит к увеличению солевого состава очищенной воды, не загрязняет воду продуктами реакции и реагентами, что весьма положительно при последующем использовании воды в обо­ротных системах водоснабжения.

Методы восстановительной очистки сточных вод применяют в тех случаях, когда они содержат легко восстанавливаемые вещества. Эти ме­тоды широко используются для удаления из сточных вод соединений рту­ти, хрома, мышьяка. При проведении восстановления количество восстановителя должно превы­шать теоретически необходимое в 2 - 2,5 раза.

Дата добавления: 2014-01-04