что такое нейтрализация воды
Методы химической очистки сточных вод
Перед подачей сточных вод в водоемы или в системы оборотного водоснабжения для удаления растворенных примесей проводят химическую очистку.
В статье вы узнаете, что это за метод и в чем преимущества химической очистки по сравнению с другими способами.
Что это за метод?
Химическая очистка сточных вод основана на способности молекул загрязняющих веществ взаимодействовать с различными реагентами, образуя безвредные продукты.
Путем химических превращений в другие вещества, метод позволяет:
Преимущества
В отличие от биологических, механических и физико-химических воздействий химическая обработка приводит к полным изменениям структуры соединений.
Растворенные компоненты, которые имеют явно выраженный кислый или щелочной характер, окисляющие или восстанавливающие свойства можно перевести в безвредные соединения только путем глубоких химических превращений.
Основные способы
Основными методами удаления примесей путем преобразований в другие соединения являются следующие:
Нейтрализация
Для сброса в водоемы, использования в различных технологических процессах пригодны водные растворы, имеющие значение рН в диапазоне от 6,5 до 8,5. Если величина водородного показателя не достигает минимума указанного интервала или превышает максимум, стоки обязательно нужно нейтрализовать.
На практике чаще всего приходится иметь дело с промышленными отходами явно кислого характера, стоки с завышенными показателями щелочности образуются редко.
Нейтрализация может проводиться следующим образом:
Смешение
Если неподалеку расположены производства, образующие стоки кислого и щелочного характера, то оптимальный вариант нейтрализации — смешивание. В емкости направляют два потока, перемешивают их специальными мешалками или воздухом, пропускаемым со скоростью от 20 до 40 м/с.
При изменяющейся концентрации ионов в растворах, их нужно проверять и направлять потоки соответствующей интенсивности в усреднители. Удобны для использования автоматические регуляторы объемов жидкостей.
Применение реагентов
Если взаимная нейтрализация невозможна, нужно добавлять в стоки химические вещества. Для нейтрализации кислотных вод наиболее приемлемыми добавками являются:
Представленные вещества всегда доступны, стоят недорого, но получающиеся осадки усложняют очистку.
В результате такой обработки стоков образуется гипс: он плохо растворяется в воде, при больших концентрациях образует плотный осадок.
Поэтому очистка вод с серной кислотой проводится с накопителями шлама.
Выделять твердые остатки приходится в течение нескольких суток. Усугублять ситуацию могут органические вещества, которые обволакивают кристаллы, способствуют зарастанию трубопроводов.
Уменьшить вредное влияние осадка можно:
Можно уменьшить затраты на очистку использованием отходов, содержащих:
Стоки, содержащие серную кислоту, успешно нейтрализуют шлаками из домен, сталеплавильных печей.
Нейтрализация при фильтровании
Кислым водам можно придать нейтральный характер фильтрованием через:
Фильтры бывают вертикальной или горизонтальной формы, величина кусочков наполнителя варьируется от 3 до 8 мм, в некоторых вертикальных фильтрах допускаются гораздо более крупные (в 10 раз) размеры гранул.
Через горизонтальные фильтры рекомендуется пропускать стоки со скоростью от 1 до 3 м/с, вертикальные – до 5 м/с.
Устранение газами
Метод применяется для очистки щелочных стоков. Для нейтрализации используют газовые отходы, содержащие:
Экономическая выгода заключается в одновременной очистке сточных вод и дымовых газов.
Нейтрализация проводится в колоннах: распылением либо пропусканием растворов через тарелки, а так же в реакторах, оснащенных устройствами для перемешивания. Например, метод применяется для очистки отходов асбоцементных производств, величина рН которых достигает 13.
Нейтрализацию проводят в тарельчатой колонне дымом с концентрацией углекислого газа 6 %. Пропускание газовых отходов через стоки — удачный пример технологии, сберегающей ресурсы.
Окисление
Окислительное воздействие на сточные воды проводят тогда, когда в них содержатся наиболее токсичные компоненты, например цианиды, или вещества, удалять которые другими способами невозможно, например сульфиды.
Окисление стоков проводят всем известными окислителями, которые так же применяются в других сферах:
Хлорирование – самый распространенный способ обработки стоков, технологическая схема которого хорошо отработана.
Состав образующейся смеси зависит от специфических особенностей сточных вод, в результате токсичность веществ по сравнению с исходным состоянием понижается.
При очистке отходов нефтеперерабатывающих и целлюлозных предприятий проводят окисление воздухом в жестких условиях. Повышение давления и температуры увеличивает степень обезвреживания отходов, хотя и требует дополнительных затрат энергии. Очистка воздушной смесью хорошо зарекомендовала себя так же при окислении стоков, содержащих железо.
Эффективным методом окисления является озонирование, которое позволяет окислить огромное количество веществ органической и минеральной природы, уничтожить микроорганизмы.
Восстановление
Очистка сточных вод восстановлением применяется реже, только при необходимости удаления веществ, содержащих:
Ртуть в растворах отходов может содержаться в виде неорганических или металлорганических соединений.
Для восстановления применяют:
Для удаления мышьяка стоки обрабатывают диоксидом серы; очистка от хромсодержащих соединений может проводиться большим количеством веществ.
Сложность проведения процесса заключается в том, что рН среды в течение очистки должна изменяться, поэтому в систему сначала вводят серную кислоту, а по истечении времени добавляют гидроксиды.
Заключение
Химическая очистка стоков – дело большой ответственности, которое требует компетентного исполнения, применения качественного оборудования и реактивов.
При соблюдении технологического режима метод обеспечивает удаление из загрязненных вод большого количества примесей производственного и бытового происхождения.