В начало

Химическая очистка сточных вод

СОДЕРЖАНИЕ

1. Нейтрализация сточных вод

1.1. Взаимная нейтрализация кислых и щелочных стоков

1.2. Нейтрализация стоков реагентами

1.3. Нейтрализация стоков фильтрованием через нейтрализующие материалы

2. Окисление сточных вод

2.1. Окисление активным хлором

2.2. Окисление кислородом воздуха

2.3. Озонирование

2.4. Электрохимическое окисление

 

К химической очистке сточных вод относятся, как правило, очистку от загрязнений при использовании химических реагентов. Она широко применяется при локальной очистке сточных вод предприятия. В целом, химочистка стоков может быть использована и как доочистка промышленных сточных вод, например, их дезинфекция. Основные методы: нейтрализация и окисление.

 

1. Нейтрализация сточных вод

 

Типичная реакция нейтрализации

.

При подборе соответствующей концентрации нейтрализующего иона, например, ОН-, вводимого в стоки с гашёной известью, концентрация каждого из ионов становится приблизительно равной, то есть значение рН приближается к 7. К нейтральным относятся воды с рН = 6,5 – 8,5.

 Чаще всего стоки загрязнены кислотами: серной Н2SO4, азотной НNO3, соляной HCl или их смесями, реже - азотистой HNO2, фосфорной H3PO4, сернистой H2SO2, сероводородной H2S и органическими, например, уксусной CH3COOH, пикриновой HOC6H2(NO2)3, угольной H2CO3 и др.

 Способы нейтрализации:

а) взаимная нейтрализация кислых и щелочных стоков;

б) нейтрализация реагентами;

в) фильтрование через нейтрализующие материалы

 

1.1. Взаимная нейтрализация кислых и щелочных стоков

 

Кислые стоки в промышленности обычно сбрасываются равномерно в течение суток, щелочные – по мере отработки щелочных растворов, для которых необходимо устраивать регулирующий резервуар. Из резервуара щелочные стоки равномерно выпускаются в камеру реакции, где и происходит взаимная нейтрализация. Метод особенно распространён в химической промышленности.

 

1.2. Нейтрализация стоков реагентами

 

В качестве реагентов используются растворы кислот, негашёной СаО и гашёной извести, кальцинированной соды Na2CO3, каустической соды NaOH, аммиака NH3OH. Реагентная нейтрализация используется в случаях, когда на предприятии образуются только или кислые или щелочные стоки или если невозможно произвести взаимную нейтрализацию кислых и щелочных стоков.

 Для нейтрализации минеральных кислот применяют любой щелочной реагент, чаще известь, а также карбонаты кальция или магния, например:

,

.

Образующийся гипс кристаллизуется из разбавленных растворов (таковыми являются сточные воды) в виде CaSO4 × 2H2O.

 Для нейтрализации органических жирных кислот используют известь, содержащую 25-30 % активного оксида кальция или смесь извести с 25 % технической аммиачной водой.

 

1.3. Нейтрализация стоков фильтрованием через нейтрализующие материалы

 

Обычно применяется для нейтрализации кислых сточных вод, в качестве нейтрализующих материалов используются известь, известняк, доломит CaCO3×MgCO3, магнезит MgCO3, обожжённый магнезит MgO, мел CaCO3. Крупность фракций фильтроматериала – 3···8 см, скорость фильтрования – до 5 м/ч, продолжительность контакта – не менее 10 мин.

 Конструктивно фильтры выполняются с вертикальным движением кислых стоков.

 При нейтрализации кислых стоков предусматривается надёжная изоляция оборудования или изготовление его из кислотоупорного материала

 

2. Окисление сточных вод

 

 Метод используется для обезвреживания стоков, содержащих токсичные соединения (цианиды, комплексные цианиды меди и цинка) или соединения, которые нецелесообразно извлекать из сточных вод или очищать другими методами: стоки участков гальванических покрытий в машиностроении и приборостроении, стоки производств переработки свинцово-цинковых и медных руд в горнодобывающей промышленности, стоки цехов варки целлюлозы в целлюлозобумажной промышленности и т.п.

 При очистке стоков используют окислители: хлор, гипохлорат кальция и натрия, хлорную известь, диоксид хлора, озон, кислород воздуха и технический кислород. Реже применяют пероксид водорода, оксиды марганца, перманганат и бихромат калия.

 

2.1. Окисление активным хлором

 

Это один из наиболее распространенных способов очистки стоков от ядовитых цианидов, сероводорода, содержание цианидов в стоках может достигать 100 мг/л и более, и это требует их очистки перед подачей на биологическую очистку или перед выпуском в водоём.

 Так, окисление ядовитых цианид–ионов СN- производится переводом их в нетоксичные цианиты CNO-, которые гидролизуются с образованием ионов аммония и карбонатов

,

.

Окисление цианидов хлором можно проводить только в щелочной среде, рН ³ 9-10, образующиеся цианиты можно окислить до элементарного азота и диоксида углерода

,

.

При снижении рН происходит прямое хлорирование цианида с образованием токсического хлорциана

.

При наличии в стоках аммиака, аммонийных солей или органических веществ, содержащих аминогруппы, хлор, хлорноватистая кислота и гипохлориты вступают с ними в реакцию, образуя моно- и дихлорамины и трёххлористый азот

,

,

.

 

2.2. Окисление кислородом воздуха

 

Обычно используется для окисления сульфидных стоков и стоков нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов. Окисление гидросульфидной и сульфидной серы протекает через ряд стадий

.

При этом сера изменяет свою валентность с –2 до +6. Если рН = 7 – 13,75, то продуктом окисления сероводорода, гидросульфида сульфита является тиосульфат.

 Разрушение сульфидных соединений можно осуществлять диоксидом углерода, содержащимся в дымовых газах, при этом образование карбонатов происходит следующим образом

,

.

 Выделяющийся сероводород – сырьё для получения серной кислоты.

 

2.3. Озонирование

 

Озон способен разрушить (обезвредить) в водных растворах при нормальной температуре многие органические (неорганические) вещества, его преимущество в том, что его можно получить непосредственно на очистной станции (посредством тихого электрического разряда в газовой среде) из технического кислорода или кислорода атмосферного воздуха.

 Так, уже упомянутые ядовитые цианид-ионы под воздействием озона окисляются в нетоксичные цианит-ионы

.

 Принципиальная технологическая схема озонирования стоков состоит из двух основных узлов: получение озона и очистка сточных вод.

 Озон и его водные растворы чрезвычайно коррозионны. Наиболее устойчивые материалы: нержавеющая сталь и алюминий.

 Озонирование эффективно при очистке стоков от фенолов, циклопентана, циклогексана, тетраэтилсвинца, цианидов, крезолов, поверхностно-активных веществ. Процесс озонирования можно интенсифицировать совместным воздействием озона и ультразвука или озона и УФ-излучения.

 

2.4. Электрохимическое окисление

 

В его основе лежат анодное окисление и катодное восстановление. На аноде (графит, магнетит, диоксиды свинца, магния, рутения, нанесённые на титановую основу) в зависимости от солевого состава стоков и условий электролиза выделяются кислород и галогены, окисляются некоторые органические вещества. На катоде (свинец, цинк, легированная сталь) происходит выделение газообразного водорода и восстановление некоторых органических веществ.

 Опыт применения электрохимических методов для очистки стоков показал их высокую эффективность при удалении фенолов, цианидов, нетросоединений, сульфидов, аминов, кетонов, альдегидов, спиртов.

 Для снижения расхода электроэнергии и интенсификации окисления в сточные воды добавляют минеральные соли, обычно NаCl, который разлагается с выделением на аноде атомов хлора, участвующих в процессе окисления, например

,

 .

 Основные параметры процесса: плотность тока до 100 А/м2;

объёмная плотность тока до 3 А/л; количество вводимого хлорида натрия 5···10 г/л.

 


Разблокировка Supra M726G
Разблокировка Supra M726G


PlayStation Plus (PSN Plus) - 365 Дней
PlayStation Plus (PSN Plus) - 365 Дней


XBOX Live 2000 рублей (RUS)
XBOX Live 2000 рублей (RUS)