Глава 1. Химические методы очистки сточных вод
К химическим методам очистки сточных вод относят такие процессы, как нейтрализация, окисление и восстановление. Все эти методы связаны с расходом различных реагентов и поэтому очень дороги. Их применяют для удаления растворимых веществ в замкнутых системах водоснабжения.
Химическая очистка в ряде случаев проводят иногда как предварительным этапом перед биологической очисткой или завершающим, например, метод доочитски сточных вод.
1.1 Нейтрализация
Сточные воды, содержащие минеральные кислоты или щелочи перед сбросом их водоемы или перед использованием в технологических процессах предварительно нейтрализуют. Практически нейтральными считаются воды имеющие рН = 6,5 – 8,5. Нейтрализацию можно проводить различными способами: смешиванием кислых и щелочных сточных вод, добавлением реагентов, фильтрованием кислых вод через нейтрализующие материалы, абсорбцией кислых газов щелочными водами или абсорбцией аммиака кислыми водами.
1.1.1. Нейтрализация смешиванием
Этот метод применяют, если на одном предприятии имеются кислые и щелочные воды, не загрязненные другими компонентами. Кислые и щелочные воды смешивают в емкости с мешалкой или без нее. В последнем случае перемешивание ведут потоком воздуха при его скорости в линии подачи 20÷40 м/с. Если концентрация сточных вод переменна, то в схеме предусматривают установку усреднителя или обеспечивают автоматическое усреднение сточных вод, направляемое в камеру смешивания. Установка схематично представлена на рис.1.1
Рис.1.1. Схема установки для нейтрализации смешиванием.
Нейтрализованную воду используют в производстве, а осадок обезвоживают на шламовых площадках и вакуум-фильтрах.
1.1.2. Нейтрализация добавлением реагентов
Для нейтрализации кислых вод обычно используют NaOH, KOH, Na2CO3, NH4OH (аммиачная вода), CaCO3, MgCO3 доломит (CaCO3, MgCO3) цемент. Однако наиболее дешевым реагентом является гидрооксид кальция (известковое молоко) с содержанием активной извести Ca(OH)2 5-10% . Воду и гидрооксид натрия следует использовать, если они являются отходами производства. Следует отметить, что шлаки сталеплавильного, феррохромного и доменного производства используют для нейтрализации вод, содержащих серную кислоту. Известь для нейтрализации вводят в сточную воду в виде гидрооксида кальция (известкового молока) мокрое дозирование или в виде сухого порошка (сухое дозирование).
При нейтрализации сточных вод, содержащих серную кислоту, известковым молоком в осадок выпадает гипс CaSO4·2H2O. Растворимость гипса мало меняется с температурой. При перемещении таких растворов происходит отложение гипса на стенках трубопровода и забивка последнего. Для устранения забивки трубопровода необходимо промывать их чистой водой и добавлять в сточные воды специальные умягчители, например, гексаметафосфорит. Увеличение скорости движения нейтрализованных вод способствует уменьшению отложений гипса на стенках трубопровода.
1.1.3. Нейтрализация фильтрованием кислых вод через нейтрализующие материалы
Нейтрализацию кислых вод проводят фильтрованием через слой магнезита, доломита, известняком твердых отходов (шлак, зола). Процесс ведут в фильтрах-нейтрализаторах, которые могут быть горизонтальными и вертикальными. Для вертикальных фильтров используют куски известняка или доломита размером 30÷80 мм. При высоте слоя материала 0,85÷1,2 м скорость должна быть не более 5 м/с, а продолжительность контакта не менее 10 мин. У горизонтальных фильтров скорость течения 1÷3 м/с.