Методи нейтралізації стічних вод

Стічні води, які містять мінеральні кислоти або луги, перед їх скиданням у природні водойми або перед використанням у технологічних проце­сах піддають нейтралізації. Практично нейтральними вважаються води, які мають рН 6,5-8,5. Для нейтралізації кислотних вод використовують сполуки основного характеру, а лужних - кислотного.

Нейтралізацію стічних вод проводять одним із способів:

• змішуванням кислотних і основних стічних вод;

• додаванням реагентів;

• фільтруванням кислотних вод через нейтралізуючі матеріали;

• абсорбцією кислотних газів лужними водами або аміаку кислотними водами.

Вибір методу нейтралізації залежить від об'єму і концентрації стічних вод, від режиму їх утво-рення, наявності і вартості реагентів. При реалі зації заходів по нейтралізації стічних вод слід враховувати можливість утворення мулу.

Н ейтралізація змішуванням можлива в тому випадку, коли на одному або на сусідніх підприємствах утворю-ються кислотні і лужні води, які не­забруднені іншими компонентами. Змішування кислотних і лужних вод проводять в ємностях з мішалкою або без неї. В останньому випадку пере мішування стічних вод здійснюють за допомогою повітря при швидкості його подачі 20-40 м/с (рис. 4.19.).

При змінній концентрації стічних вод передбачають установки усе­реднення або здійснюють автома­тичне регулювання стічних вод в ка»і меру змішування. Розрахунки співвідношення стічних вод, які на« прямляють в камеру змішування, проводять за стехіометричними рівняннями.

При нейтралізації кислотних стічних вод шляхом додавання реагентіи використовують луг (NaOH, КОН), соду (Na₂C0₃), аміачну воду (NH₄ОН), карбонати кальцію і магнію (СаС0₃, MgC0₃), доломіт (CaC0₃xMgC0₃), цемент. Але найдешевіим реагентом є вапнякове молоко з вмістом активного вапна Са(ОН)₂ - 5-10%. Соду і гідроксид натрію використовують тільки в тих випадках, коли вони є відходами виробництва. Іноді для нейтралізації використовують відходи виробництва (шлами сталеплавильного і доменного виробництва для нейтралізації вод, які містять сульфатну кислоту). Реагенти обирають залежно від складу і концентрації кислотної стічної води. При цьому враховують можливість утворення мулу. Розрізняють три види кислотновмісних стічних вод:

• води, які містять слабкі кислоти (CH₃СООН тощо);

• води, які містять сильні кислоти (HCl, HNÖ₃);

• води, які містять сульфатну і сульфітну кислоту.

Для нейтралізації стічних вод перших двох видів можна використану вати будь-які реагенти. Солі цих кислот добре розчинні у воді. Кальцієві солі сульфатної і сульфітної кислоти (стічні води третього виду) поганії розчиняються у воді і випадають в мул.

Вапно для нейтралізації вводиться в стічну воду у вигляді вапнякового молока ("мокре" дозування) або у вигляді сухого порошку ("сухе" дозування). Схема установки для нейтралізації кислотних вод вапняковим молоком наведена на рис. 4.20. Для гашення вапна використовують кульові млини мокрого помелу, в них одночасно проходить тонке подрібнення і гашення. Для змішування стічних вод з вапняковим молоком використовують гідравлічні змішувачі різних типів: з механічною мішалкою, вихрові, дірчасті, барботажні з витрптами повітря 5-10 м³/год на 1 м² вільної поверхні. При нейтралізації стічних вод, які містять сульфатну кислоту, вапняковим молоком в мул виділяється гіпс Ca₂S0₄x2H₂0

1 - усереднювач; 2 - апарат для гашення вапна; 3 - баки для розчинів; 4 - дозатори; і нейтралізатор; 6 - відстійник.

Рис. 4.20. Схема установки для нейтралізації вод вапняковим молоком.

Розчинність гіпсу у воді мало змінюється температурою і, при переміщенні таких розчинів проходить відкладання гипсу на стінках трубопроводів. Для усунення цього процесу стінки трубоводів періодично промивають чистою водою або додають до стічних пом'якшувачі (гексаметафосфат). Для зменшення відкладення гіпсу на стінках трубопроводів іноді збільшують швидкість руху нейтралізова­них розчинів.

При нейтралізації кислотних вод шляхом їх фільтрування через нейтралізуючі матеріали, в якості останніх використовують магнезит, доломіт, вапняк, тверді відходи (шлак, попіл). Процес здійснюють в фільтрах-нейтралізаторах, які можуть бути горизонтальними або вертикальними. Для вертикальних фільтрів використовують шматки нейтралізуючого матеріалу розміром 30-80 мм, а при висоті шару матеріалу 1,2 м, швидкість фільтрування повинна бути < 5 м/год. Тривалість контакту повинна бути не менше 10 хвилин. Горизонтальні фільтри ви­коримтовуються рідше.

Для нейтралізації лужних стічних вод використовують нейтралізацію кислими газами, які є відходами виробництва (СО₂, SO₂, NO₂ тощо). Використання кислих газів дозволяє не тільки нейтралізувати лужні стічні води, але і одночасно проводити очистку самих газів від шкідливих компонентів.

Особливо часто для нейтралізації лужних стічних вод використовують діоксид карбону. По-перше, цс найдешевший спосіб. По-друге, внаслідок обмеженої розчинності СО₂, у воді зменшується ризик перекисленим нейтралізованих розчинів. По-третє, утворювані карбонати знаходять ширше використання, порівняно зі сульфатами і хлоридами. Більше того, карбонат-іони не викликають значної корозії обладнання і є мало­токсичними.

Процес нейтралізації можна здійснювати в реакторах з мішалкою (рис, 4.21), в розпилювальних, плівчастих і тарілчастих колонах.

Р ис. 4.. Схема нейтралізації димовими газами

Якщо нейтралізацію лужних стічних вод проводять в апараті з мішалкою, то димові гази вентилятором подаються в простір навколо мішалки, де розпилюються у вигляді бульбашок і потоків у стічній воді, яка потрапляє в реактор. Завдяки великій поверхні контакту між водою і газами прохо­дить швидка нейтралізація стічної води. Наявність у димових газах кис лих компонентів сприяє нейтралізації.