Нейтрализация сточных вод. Схемы нейтрализации смешением и при помощи реагентов.

Производственные  сточные  воды  многих  отраслей  промышленности содержат кислоты и щелочи. В большинстве кислых сточных вод содержатся соли тяжелых металлов, которые необходимо выделить из

 С  целью  предупреждения  коррозии  материалов  и  сооружений, нарушения биохимических процессов, кислые и щелочные сточные воды перед сбросом их в водоем, подачу на биологические очистные  сооружения  или  повторном  использовании  в  технологическом процессе должны быть нейтрализованы. Реакция нейтрализации - это химическая реакция между веществами, имеющими свойства кислоты

и  основания,  которая  приводит  к  потере  характерных  свойств  обоих соединений:

Н+ + ОН– = Н2О,

при этом активная реакция водной среды приближается к рН=7. Кислые воды (рН6,5) встречаются чаще, чем щелочные (рН8,5), и представляют большую опасность. Наиболее часто сточные воды загрязнены минеральными кислотами: серной, азотной, соляной, а также их смесями. Концентрация их обычно не превышает 3 %, но иногда достигает 40 % и более.

При химической очистке применяют следующие способы нейтрализации: 

1) взаимная нейтрализация кислых и щелочных сточных вод;

2)  нейтрализация  реагентами (растворы  кислот,  негашеная  известь СаО, гашеная известь Са(ОН)2, кальцинированная сода Nа2СО3, каустическая сода NаОН, аммиак NН4ОН);

3) фильтрование через нейтрализующие материалы (известь, известняк  СаО3,  доломит  СаСО3⋅МgСО3,  магнезит  МgСО3,  обоженный магнезит МgО, мел СаСО3).

Выбор  способа  нейтрализации зависит от вида и концентрации  кислот,  загрязняющих сточные воды, расхода и режима поступления  вод  на  нейтрализацию,  наличия  реагентов,  местных условий и т.п.

Предложен  способ  нейтрализации  щелочных  вод  дымовыми газами, содержащими СО2,

SО2, NО2  и  др.,  который  позволяет  одновременно  нейтрализовать  сточные  воды  и  производить очистку газов от вредных компонентов.

Наиболее простым и дешевым  способом  нейтрализации сточных вод является смешение кислых сточных вод со щелочными. Метод  взаимной  нейтрализации  широко  используется  в химической промышленности. Вследствие различного режима  образования и сброса этих вод  применяют регулирующие и усредняющие устройства, с помощью которых сточные воды равномерно  выпускаются в канализацию и  обеспечивается максимальное использование кислых или щелочных агентов,  содержащихся в сточных водах.

При наличии на предприятии сточных вод одного вида применяют  реагентный  метод  нейтрализации,  особенно  для  кислых  сточных вод.  Для  нейтрализации  минеральных  кислот  чаще  всего  используют известь в виде пушонки или известкового молока и карбонаты кальция или  магния  в  виде  суспензии.  Эти  реагенты  сравнительно  дешевы  и общедоступны, но усложняют реагентное хозяйство (необходимы усреднители, затруднено регулирование дозы реагента).

При нейтрализации стоков, содержащих серную кислоту, в зависимости от реагента происходят реакции:

Н2SО4 + Са(ОН)2 = СаSО4 + 2Н2О,

Н2SО4 + CаСО3 = СаSО4 + Н2О + СО2.

Образующийся  при  нейтрализации  сульфат  кальция (гипс)  при высокой концентрации (∼2  г/л) выпадает в осадок, тогда необходимо устраивать отстойники-шламонакопители.

Гашеная  известь,  применяемая  для  нейтрализации,  готовится  в виде  известкового  молока 5 % концентрации  по  активному  оксиду кальция (“мокрое” дозирование), но может использоваться и в виде сухого порошка (“сухое” дозирование). Для нейтрализации органических жирных кислот применяют известь, содержащую не менее 25-30 % активного оксида кальция, или смесь извести с 25 % технической аммиачной водой.

В качестве нейтрализующих добавок могут быть использованы отходы производства: карбидный шлам  ацетиленовых станций, шлам от  установок химводоочистки.

Схема установки нейтрализации сточных вод:

/ — смеситель; 2 — погружной датчик; 3 — приборы системы автоматического регулирования;

4 — сборник известкового молока; 5 — насос; 6 — приемная часть дозатора; 7— дозатор; * — исполнительный механизм

Установки для нейтрализации сточных вод (рис. 5.18) включают ре-агентное хозяйство, усреднители, смесители, контактные резервуары, отстойники для выделения шлама. Кислая вода из усреднителя поступает в ершовый смеситель /, являющийся одновременно и  контактным резервуаром. Погружной датчик 2, установленный на  выходе из смесителя, а также приборы системы автоматического  регулирования 3 (электронный рН-метр, потенциометр со встроенным  реостатным датчиком и электронный

регулятор) позволяют осуществлять автоматическое регулирование рН воды на выходе из смесителя.  Известковое молоко из сборника 4  насосом 5 подается в приемную часть 6 дозатора 7.

 Принципиальная технологическая схема водно-реагентной нейтрализации сточных вод: / — кислые сточные воды; // — щелочные сточные воды; /// — нейтрализованные  стоки; / — песколовка; 2 — усреднители; 3 — смеситель; 4 — контактный резервуар; 5 —  отстойник; 6 — уплотнитель осадка; 7 —  механическое обезвоживание осадка; 8 —  шламовые площадки для обезвоживания осадка (при отсутствии механического обезвоживания); 9 — накопитель обезвоженного осадка; 10 — склад реагентов; // — приготовление раствора  реагента; 12 — дозаторная реагента

Для организации эффективного процесса водно-реагентной  нейтрализации используют различные  смесители. Для смешения сточных вод с реагентами применяют смесители трех типов: ершовые — при  расходе сточных вод до 400 л/с, типа «лоток Паршаля» и с  пневматическим или механическим  перемешиванием — для больших  расходов. Для смешения сточных вод различных видов, как правило, используют смесители с  пневматическим или механическим  перемешиванием.