Химические методы очистки сточных вод

Как нейтрализовать стоки

Нейтрализация стоков способствует нормализации водородного показателя. Такой химический состав воды неопасен для человека и природы. Её можно использовать повторно для различных нужд.

Процесс нейтрализации основан на применение реагентов, которые используются с учетом концентрации и составных элементов кислой среды. Специалисты выделяют 3 вида стоков с кислотами:

• преобладание слабых кислот;
• наличие сильных кислот;
• преобладание серной и сернистой кислоты.

Нейтрализация вод с серной кислотой зависит от используемого реагента. Процесс протекает по разным уровням. Если использовать известковое молоко, тогда в остаток выпадет гипс. Он будет оседать на стенках труб.

Чтобы нейтрализовать щелочные воды, применяют кислоты или кислые газы. С помощью последней технологии осуществляется одновременная нейтрализация стоков и очистка от вредных компонентов газов. Чтобы рассчитать количество необходимого кислого газа, определяется уровень массотдачи. Подобная технология считается ресурсосберегающей, так как она ликвидирует сброс стоков, сокращая потребление свежей воды, экономя тепловую энергию на её подогрев.

При разработке технологической схемы по нейтрализации сточных вод учитывается:

• возможная одновременная нейтрализации поступающих со стоками щелочей и кислот;
• наличие щелочного резерва;
• природная нейтрализация водоемов.

Для реализации рассматриваемого процесса используется специальное оборудование. Нейтрализация осуществляется в накопителе, отстойнике либо осветителе. Выбор оборудования зависит от климатических условий, длительности хранения стоков.

Для реализации нейтрализации в стоки добавляют разные химикаты, которые вступаю в реакцию с кислотами или щелочами образуют взвесь. Она выпадает в осадок. Её объем определяется по следующим показателям:

• количество металлов, ионов кислот в исходной воде;
• количество и вод применяемого реагента;
• используемый уровень осветления.

Применение реагентов

Нейтрализация реагентами применяется, если в стоках нарушен баланс между кислотой и щелочью. В таких случаях исключается возможность реализации рассматриваемого процесса путем смешивания вод. Чтобы решить проблему, в стоки добавляют недостающие химикаты. Чаще такая технология применяется при наличии кислых вод.

Их нейтрализация основана на применении отходов от различных производств (шлам, который образуется после химической очистке на ТЭЦ). При наличии серной кислоты используются шлаки сталеплавильного производства.

Эффективность такой технологии основана на наличии в них большого количества соединений оксида магния и кальция. При этом учитываются следующие данные:

• количество кальциевых солей, присущих в воде и способных хорошо растворяться;
• количество кальциевых солей, плохо растворимых водой.

Известь вводится в стоки в виде молока либо сухого порошка. Самым экономичным вариантом считается применения извести-пушонки. Если необходимо обработать до 200 куб. м. воды, тогда применяют соду.

Очистка вод за счет окисления

Данная методика применяется в следующих случаях:

• для обезвреживания производных стоков от токсинов;
• когда отсутствует необходимость в извлечении соединений из стоков;
• невыгодно либо нецелесообразно использовать другие методы.

Для реализации рассматриваемой методики применяют разные окислители, включая диоксид хлора, хлор разной консистенции, гипохлорит натрия, бихромат калия, озон и прочие соединения. Они попадают в воду, связываясь с химическими токсинами. В результате реакции появляются токсичные примеси, для удаления которых применяются иные технологии.

Сильнодействующим окислителем считается хлор. Он агрессивен, поэтому не пользуется большим спросом для реализации разных современных технологий в области очистки стоков. Его часто заменяют озоном, реже – перманганатом калия либо перекисью водорода.

Рассматриваемая технология заключается в очистки вод путем окисления их загрязнений. После такой химической реакции формируются вещества меньшей токсичности, которые легко удаляются из жидкости. Активность используемого окислителя – это величина окислительного потенциала. Первым и самым эффективным окислителем является фтор. Он обладает высокой агрессивностью, поэтому его не используют на практике. У других веществ значение этого показателя не превышает 2,1.

Чтобы очистить жидкость от сероводорода, фенола, гидросульфида, применяется хлор. Если в стоках присутствует аммиак или его производные, хлор, вступая с ними в реакцию, образует дикло- и монохлорамины.

Окислительная технология может основываться на применении кислорода. Такая реакции происходит в жидкой фазе, если наблюдается высокое давление и температура. Если аналогичная ситуация наблюдается в случае применения сульфидов, тогда глубина их окисления увеличивается.

Чтобы очистить жидкость от железа, используется кислород. Для разрушения сульфидных соединений применяют диоксид углерода с отходящим дымовым газом.

Очистка вод озоном

Технология очистки стоков, основанная на применении озона, направлена на разрушение многих примесей и органических веществ. Одновременно с окислением жидкость обесцвечивается, обеззараживается. Из неё устраняются запахи и привкус. Озон – окислитель, которые воздействует на органические и неорганические вещества, входящие в состав стоков в растворенном виде.

Озон легко устраняет фенол, нефтепродукты, сероводород, цианид. Одновременно он воздействует на разные микробы. В процессе озонирования на локальной очистительной станции применяют 2 технологии:

• катализ;
• озонолиз.

При этом озон воздействует по одному из следующих принципов:

1. Применение 1 атома кислорода.
2. Озон присоединяется к веществу, способствуя образованию озонида.
3. Усиленное воздействие кислорода воздуха.

Электрохимическая технология очистки стоков основана на их электролизе. Химическое превращение веществ зависит от вида и материала используемых электродов. В основе методики находится катодное восстановление, анодное окисление стоков.

Данная методика считается энергозатратной. Технология работает медленно, поэтому её используют для очистки малых объемов вод либо при наличии в жидкости концентрированных загрязнений. В качестве анода применяется графит, рутений, магний.

Опасным явлением в процессе электрохимической технологии окисления считается смещение газов, которые выделяются в процессе очистки. Это может спровоцировать взрыв. Чтобы это предотвратить, между электродами устанавливают диафрагмы их асбеста, керамики и стекла.

Чтобы очистить стоки, применяют большое количество окислительных частиц и высокоэнергетическое излучение. Если методика применяется на локальной очистительной станции, тогда в качестве источника излучения используется радиоактивный цезий либо кобальт.

Если из сточных вод нужно удалить мышьяк, хром, используется технология восстановления. Ртутное неорганическое соединение превращается с металлическое соединение при помощи реагентов. Затем проводится флотация, фильтрация и отстаивание.

Чтобы связать мышьяк, применяется диоксид серы. Полученные соединения удаляются из стоков методом осаждения. Хром с 6-тью валентами восстанавливается до трехвалентного уровня. Для этого применяются разные реагенты. Затем гидроксид осаживается в отстойнике.

Используемое оборудование

Рассматриваемый процесс протекает в норме, если для его осуществления применяется не вышедшая из строя фильтрующая установка. Она представлена в виде многокомпонентного устройства с антисептиком, биологическим фильтром. Для обеззараживания стоков используется антисептик с химическим реагентом. Они избирательно воздействуют на загрязняющее вещество.

Очистительные установки способны профильтровать в сутки разный объем воды. Этот показатель зависит от мощности используемого оборудования. К её плюсам относят:

• длительная эксплуатация;
• простое обслуживание;
• доступность к разным узлам оборудования.

Для фильтрации стоков применяют очистительные агрегаты следующих типов:

• с фильтрующей перегородкой;
• с несвязным фильтрующим слоем.

К первой группе относят уловители полезных элементов, которые содержатся в стоках. Аналогичное оборудование применяется для очистки осадкой низкой влажности. Ко второй группе относят зернистые фильтры, которые очищают большое количество стоков.

Системные установки, в которых есть неподвижная фильтрующая перегородка, укомплектована ленточным, листовым, барабанным или дисковым фильтром. Установки с несвязным слоем укомплектованы безнапорными либо напорными фильтрами.

В качестве отстойников в оборудовании применяют следующие устройства:

• гидроциклоны – очищают стоки от химических предприятий;
• скрубберы и термические агрегаты – очищают от сульфатов и радиоактивных веществ;
• гидравлические – нейтрализуют кислоты;
• адсорберы и десорберы – связывают или выводят органические и летучие неорганические вещества, включая газы.

Вышеописанные установки монтируют на разных производствах и в быту. Тип установки выбирается с учетом состава воды, типа производства. Чаще используется оборудование, очищающее стоки от механических частиц и нефтепродуктов. Химические технологии очистки стоков основаны на добавлении разных химических реагентов в загрязненные воды. Используемые вещества, вступая в реакцию с загрязнителями, способствуют их выпадению в осадок в виде нерастворимых частиц. Затем они удаляются из стоков путем фильтрации. Химическая очистительная методика способствует удалению из воды до 95% нерастворимых и до 25% растворимых веществ.